具有一体的减压和补给功能的计量阀制造技术

本发明专利技术公开了一种用于作业机械液压系统（２２）的计量阀（３６）。该计量阀具有入口（８６）和出口（８８）、主提升阀（７６）、以及电磁操作的导向元件（７４）。主提升阀可移动以将流体从入口传递到出口，以及阻止流体从入口流到出口。电磁操作的导向元件可在第一位置和第二位置之间移动，其中在第一位置来自入口的加压流体对与主提升阀的控制端（７６ｂ）相连通的控制室（１２６）加压以将主提升阀推向阻流位置，在第二位置控制室与排放装置（２４）相连通以使主提升阀向着通流位置移动。该计量阀还具有减压阀元件（７７），该减压阀元件设计成响应于入口处的超过预定压力的压力从控制室排出加压流体以使主提升阀向着通流位置移动。

Metering valve with integral decompression and supply function

A metering valve (36) for a hydraulic system of a work machine (22) is disclosed. The metering valve has an inlet (86) and an outlet (88), a main poppet valve (76), and an electromagnetically operated guide element (74). The main poppet valve is movable to transfer fluid from the inlet to the outlet and to prevent the flow of fluid from the inlet to the outlet. The solenoid operated pilot element is movable between a first position and a second position, which in the first position from the entrance of fluid pressure control and the main poppet valve terminal (76b) connected to the control room through the (126) to the main lift valve pressure to flow blocking position, the control chamber and the discharge device (in the second position 24) connected to the main poppet toward the flow position. The metering valve also has a valve element (77), the pressure reducing valve component designed exceeds a predetermined pressure in response to the entrance of the drain pressurized fluid from the control chamber to the main poppet toward the flow passing position.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及一种电动液压计量阀，更具体地涉及一种具有一体的 减压和补给功能的电动液压计量阀。
技术介绍
作业机械/机器例如挖掘机、装载机、推土机、机动平路机以及其它类 型的重型机械使用一种或多种液压致动器来完成各种任务。这些致动器与 作业机械上的泵流体连接，该泵给致动器内的室提供加压流体。电液阀装 置通常在液压回路内在泵和致动器之间流体连接以控制进入致动器的室和 从致动器的室出来的加压流体的流量，以有助于致动器的运动。多个单独 的补给阀和减压阀/卸压阀通常与电液阀装置联接以维持液压回路内所需 的压力水平。但是，这些补给阀和减压阀增加了液压回路的成本并且降低 了液压回路的可靠性。1999年2月9日授予Smith的美国专利No. 5,868,059 ( '059专利) 中说明了一种降低成本和提高液压回路可靠性的方法。该'059专利描述 了一种液压回路，其具有四个独立的计量阀以控制相关联的液压致动器的 排放和填充功能。每个独立的计量阀包括可移动以使致动器的室与排放口 或供给口相连通的主阀元件。控制室选择性地与加压导向(pilot)流体的 外部源相连通或排出加压导向流体以使主阀元件开始运动。每个与排放功 能有关的独立的计量阀包括一体的减压阀装置以及一体的补给阀装置。减 压阀装置的功能是当液压回路中的压力超过预定值时从液压回路中排出流 体。补给阀装置的功能是当液压回路中的压力降低到预定值以下时将加压 流体导向液压回路。尽管'059专利中说明的液压回路可以通过将减压和补给功能结合到 独立的计量阀中来降低成本和提高可靠性，但是该液压回路仍然成本较高、 缺乏效率，并且会限制设计的灵活性。具体地，由于'059专利的独立计 量阀要求加压导向流体的外部源，所以整个系统的成本会很高。另外，必 须将能量花费在操作加压导向流体的外部源上，这会降低液压回路的效率。 此外，因为'059系统的液压回M求与外部导向源连接，计量阀的位置 会受到限制，并且阀与导向源之间的相关管道系统会进一步提高系统的成 本。本专利技术的计量阀的目的是克服一个或多个上述问题。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术涉及一种计量阀。该计量阀包括具有入口和出口 的阀体、主提升阀、以及电磁操作的导向元件。主提升阀设置在阀体内介 于入口和出口之间，具有管口端和控制端，并且可在通流位置和阻流位置 之间移动，其中在通流位置流体从入口流向出口，在阻流位置入口和出口 之间的流体流动被阻止。电磁操作的导向元件可在阻流位置和通流位置之 间移动，其中在阻流位置来自入口的加压流体对与主提升阀的控制端相连通的控制室加压以将主提升阀推向阻流位置，在通流位置控制室与排放装 置相连通以使主提升阀朝着通流位置移动。计量阀还包括减压阀元件，该 减压阀元件设计成响应于入口处的超过预定压力的压力从控制室排出加压 流体以使主提升阀向着通流位置移动。在另一方面，本专利技术涉及一种操作计量阀的方法。该方法包括使导向 元件在阻流位置和通流位置之间移动，其中在阻流位置来自致动器的室的 加压流体将主提升阀保持在阻流位置以阻止流体从所述室流出，在通流位 置主提升阀的控制端与排放装置相连通以使主提升阀朝着通流位置移动来 从所述室排出流体。该方法还包括响应于所述室内的超过预定值的流体压 力使主提升阀自动地朝着通流位置移动以允许从所述室排出流体。附图说明图1是根据一示例性公开的实施例的作业机械的侧视概略图2是用于图1的作业机械的一示例性公开的液压系统的示意图3是用于图2的液压系统的一示例性公开的阀的横截面图4是用于图2的液压系统的另一示例性公开的阀的示意图；以及图5是用于图2的液压系统的另一示例性公开的阀的示意图。具体实施例方式图1示出一示例性的作业机械10。作业机械10可以体现为执行某类 与产业如采矿、建筑、耕作、运输或任何其它本领域已知的产业有关的操 作的可动机械。例如，作业机械10可以是运土机械，如挖掘机、装载机、 推土机、反伊挖土机、机动平路机、自动倾卸卡车、或任何其它运土机械。 作业机械10也可以体现为固定的或位置不动的机械如发电机组、泵、或任 何其它合适的执行操作的作业机械。作业机械10可以包括框架12、至少 一个作业器具14、以及将作业器具14连接到框架12上的液压缸16。可以 设想如果需要的话可以省略液压缸16，并且替代地包括液压马达或其它类 似的致动器。框架12可以包括支承作业机械10的运动的结构单元。例如，框架12 可以体现为将动力源(未示出)连接到牵引装置18上的固定式底架、联接 系统的可移动的框架构件、或任何其它本领域已知的框架。作业器具14可以体现为在执行任务中使用的装置。例如，作业器具 14可以体现为推土机刮板、伊斗、妒子、松土机、俯卸式装置、推进装置、 或任何其它本领域已知的任务执行装置。作业器具14可以通过直接枢轴 (direct pivot) 20、通过具有形成联接系统中的一个构件的液压缸16的联 接系统、或以任何其它适当的方式连接在框架12上。作业器具14可以构 造成枢转、旋转、滑动、摆动、或以任何其它本领域已知的方式相对于框 架12运动。如图2所示，液压缸16可以为包括在液压系统22中的各种部件中的一个，所述各种部件协作以使作业器具14运动(参见图1)。液压系统22 可以包括箱24、加压流体源26、头端(head-end)供给阀32、杆端供给 阀34、头端排放阀36、以及杆端排放阀38。可以设想液压系统22包括附 加的和/或不同的部件，例如压力传感器、温度传感器、位置传感器、控制 器、蓄能器、以及其它本领域已知的液压系统部件。液压缸16可以包括管46和设置在管46内部的活塞组件48。管46和 活塞组件48中的一个可以枢转地连接在框架12上，而另一个可以枢转地 连接在作业器具14上。可以设想管46和/或活塞组件48可选地固定连接 到框架12或作业器具14上。液压缸16可以包括由活塞组件48分隔开的 第一室50和第二室52。第一室和第二室50、 52可以选择性地被供给由源 26加压的流体和与箱24流体连接以导致活塞组件48在管46内部位移， 由此改变液压缸16的有效长度。液压缸16的膨胀和收缩可用于帮助作业 器具14运动。活塞组件48可以包括与管46轴向对齐并且设置在管46内部的活塞 54和可以与框架12和作业器具14 (参见图1)中的一个相连接的活塞杆 56。活塞54可以包括第一液压表面58和与第一液压表面58相对的第二液 压表面59。作用在第一液压表面和第二液压表面58、 59上的流体压力导 致的力的不平衡会导致活塞组件48在管46内运动。例如，第一液压表面 58上的力大于第二液压表面59上的力会导致活塞组件48位移以增加液压 釭16的有效长度。类似地，当第二液压表面59上的力大于第一液压表面 58上的力时，活塞组件48可在管46内缩进以减小液压缸16的有效长度。 可将密封件(未示出)例如O形圏连接在活塞54上以限制管46的内壁和 活塞54的外圆柱面之间的流体的流动。箱24可以构成设计用来容纳流体源的储液器。流体例如可包括专用的 液压油、工程润滑油、传动装置润滑油、或任何其它本领域已知的流体。 作业机械10内的一个或多个液压系统可从箱24中抽取流体或使流体返回 箱24。也可以设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计量阀（３６），包括：阀体（６８），该阀体具有入口（８６）和出口（８８）；主提升阀（７６），该主提升阀设置在阀体内介于入口和出口之间，具有管口端（７６ａ）和控制端（７６ｂ），并且可在通流位置和阻流位置之间移动，其中在通流位置流体从入口流向出口，在阻流位置入口和出口之间的流体流动被阻止；可在阻流位置和通流位置之间移动的电磁操作的导向元件（７４），其中在阻流位置来自入口的加压流体对与主提升阀的控制端相连通的控制室加压以将主提升阀推向阻流位置，在通流位置控制室与排放装置相连通以使主提升阀向着通流位置移动；以及减压阀元件（７７），该减压阀元件设计成响应于入口处的超过预定压力的压力从控制室排出加压流体以使主提升阀向着通流位置移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：DP史密斯，DT马瑟尔，WW拉克，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，新卡特彼勒三菱株式会社，
类型：发明
国别省市：US[美国]