專利名稱:液壓氣動或液壓-氣動混合設(shè)備的流體供給裝置的制作方法
本發(fā)明旨在提供一種液壓、氣動或液壓-氣動混合設(shè)備的流體供給裝置。
發(fā)明提及一種必須迅速變更狀態(tài)的液壓、氣動或液壓-氣動混合設(shè)備的簡易可靠的控制裝置，這樣可以對一個(gè)附加設(shè)備加壓或卸壓，或可控制一個(gè)起重裝置的幾個(gè)缸。
例如，這樣的裝置可為安裝在被控裝置上的節(jié)流閥供給流體。
有一些控制裝置，能以不同速度完成供給功能。但是其狀態(tài)在接近轉(zhuǎn)換臨界點(diǎn)時(shí)是不確定的。
特別是有一些分流式分配器，要在一個(gè)或幾個(gè)中間位置上穩(wěn)定，而這些位置往往使裝置出現(xiàn)故障。此外，在這些裝置中，分配器部分通常不同于控制元件。液壓、氣動或液壓-氣動聯(lián)合，嚴(yán)重地影響了分配器位置改變的可靠性。而且，這些系統(tǒng)使活動部件和密封墊圈動作頻繁，而轉(zhuǎn)換頻繁是使這些活動部件和墊圈磨損的一個(gè)重要原因。
本發(fā)明的目的是根治上述缺陷，提出一種液壓、氣動或液壓-氣動混合的設(shè)備的流體供給裝置，能保證迅速充分地從一種狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài)，而不存在處于中間平衡狀態(tài)的可能性。
為此，本發(fā)明所提出的裝置有一個(gè)主體部分，內(nèi)有一個(gè)空腔，它與加壓流體導(dǎo)引孔、通向流體供給裝置的孔和泄流孔相通。在空腔里有一個(gè)滑動裝配的分流活門，根據(jù)此活門滑動的不同位置，可以使被控設(shè)備與壓力源相連，或者使該設(shè)備與泄流管相連。分流活門由兩個(gè)各自獨(dú)立的，可移動的同軸部分組成。當(dāng)它們位移時(shí)，上述三個(gè)孔口分別與加壓流體源，被控設(shè)備以及泄流孔相連通，但它們決不會同時(shí)互相連通。
由于分流活門僅處于一個(gè)中間穩(wěn)定的位置，所以可保證操作高度的可靠性和安全性。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該裝置內(nèi)部有一個(gè)空腔，在該空腔長度大約一半的位置上，設(shè)置一個(gè)凸向空腔內(nèi)部的環(huán)形件。兩個(gè)孔口在此環(huán)形件的一側(cè)，第三個(gè)孔口則在環(huán)形件的另一側(cè)，分流活門由兩部分組成，其中一部分的截面比環(huán)形件所限定的通道的截面大;分流活門的另一部分的截面小于環(huán)形件所限定的通道的截面，因此，可從該環(huán)形件中自由地通過。分流活門的第一部分受彈簧的作用，此彈簧可使分流活門的第一部分移動，并頂住形成閥座的環(huán)形件。分流活門的第二部分可受流體的作用而頂住或離開分流活門的第一部分。
當(dāng)分流活門的第二部分受到流體壓力時(shí)，它就從環(huán)形底座上抬起分流活門的第一部分。于是在兩個(gè)孔口之間構(gòu)成了第一條通道。當(dāng)分流活門的第二部分不再受到流體壓力時(shí)，作用在第一部分上的彈簧將整個(gè)活門一起向相反方向移動，直至分流活門的第一部分壓在環(huán)形座上。于是在空腔里面的三個(gè)孔位都互相隔開。分流活門的第二部分繼續(xù)運(yùn)動與第一部分脫離開，則使另外兩個(gè)孔口相互接通。當(dāng)分流活門的第二部分重新受到流體壓力時(shí)，它便又反向運(yùn)動。因此，當(dāng)分流活門第二部分重新與第一部分接觸時(shí)三個(gè)孔口又被隔開。
按照該裝置的第一種實(shí)施例，與加壓流體源相連通的孔口通到分流活門第一部分所在的空腔區(qū)內(nèi)，而另兩個(gè)孔口則通到分流活門第二部分所在的空腔區(qū)域里的兩個(gè)環(huán)形空間內(nèi)。與被控裝置相連通的孔口比與泄流管路相連通的孔口要更靠近環(huán)形座，而分流活門的第二部分就在分別與被控裝置和泄流管路相連通的兩個(gè)孔之間的空腔部分密封地滑動。分流活門的第二部分是一管形件，它在靠近第一部分的一端開口，在與分流活門第一部分相對的一端封閉，并有一個(gè)孔同與泄流孔相通的環(huán)形空間相連，由分流活門第二部分的封閉端外壁限定的空腔可被交替地供給加壓流體或與泄流孔相連通。
當(dāng)分流活門第二部分下面的空腔注入加壓流體時(shí)，分流活門的第二部分將第一部分從其環(huán)形座上抬起，從而保證了加壓流體源與被控裝置的連通。當(dāng)該空腔泄流時(shí)，與分流活門的第一部分相配的彈簧則使分流活門移動直至分流活門的第一部分靠在環(huán)形座上，于是分別與加壓流體源、被控裝置以及泄流孔口相連通的三個(gè)孔口就互相分隔開了。在與被控制裝置相連通的環(huán)形空間內(nèi)的壓力的作用下，分流活門第二部分繼續(xù)運(yùn)動，使上述環(huán)形空間通過分流活門第二部分的內(nèi)腔與泄流孔相連通。而當(dāng)分流活門第二部分下面的空腔重新注入加壓流體時(shí)，分流活門則又反向運(yùn)動。
按照這個(gè)裝置的另一種實(shí)施例，與加壓流體源相連通的孔口軸向地通到分流活門的第一部分所在的空腔內(nèi)，分流活門的第一部分由管形件構(gòu)成。與泄流管路相連通的孔口則通到分流活門第一部分所在的空腔區(qū)域內(nèi)的環(huán)形空間里。與被控裝置相連通的孔口則通到分流活門第二部分所在的空腔區(qū)內(nèi)，分流活門第二部分上遠(yuǎn)離第一部分的端頭，限定了一個(gè)可以連續(xù)不斷地注入加壓流體的腔，該腔還可與泄流管路相連通。
當(dāng)這個(gè)空腔與泄流孔相連通時(shí)，分流活門的第一部分就與第二部分相脫離，并且靠上環(huán)形底座，這樣分別與加壓流體源和被控裝置相連通的孔口就相通了。當(dāng)這個(gè)空腔被注入加壓流體時(shí)，分流活門的第二部分則向第一部分方向移動。
一旦分流活門的第二部分頂住第一部分，加壓流體裝置與被控裝置之間的通路即被切斷。隨后，分流活門第二部分抬起第一部分，于是與被控裝置和泄流孔相連的幾個(gè)孔口就相通了。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)，向在分流活門第二部分自由端下方的空腔內(nèi)提供加壓流體的裝置有兩個(gè)不同截面的同軸空腔，第一個(gè)空腔一直是與加壓流體源相連通，在它的里面有一個(gè)直徑小于第一空腔直徑的滾珠，一彈簧能將滾珠推向兩個(gè)空腔的連結(jié)部。第二個(gè)空腔與位于分流活門第二部分自由端下方的空腔相連通，一根與泄流管路相通的空心桿密封地穿過該第二個(gè)空腔，并可以壓在滾珠上使其從第一和第二個(gè)空腔連結(jié)部位的閥座脫開。
當(dāng)空心桿推下滾珠并使其從閥座脫離時(shí)，在分流活門的第二部分下面的空腔被注入加壓流體。當(dāng)空心桿松開時(shí)，滾珠將第二空腔同第一空腔隔開，于是第二空腔借助空心桿內(nèi)的孔道與泄流孔相連通。
空心桿的活動方式可用一個(gè)活塞方便地控制。此活塞與一根從其中穿過并和桿同軸的心棒相聯(lián)，并壓在空心桿上，該活塞裝在一空腔內(nèi)，并可以無接觸摩擦地滑動，活塞上面對空心桿的側(cè)面限定與加壓流體源相連通的空腔。由于在活塞和空腔之間插入了一個(gè)可撓曲的隔膜，活塞則自然地受到一個(gè)一定值的壓力來平衡空腔內(nèi)的流體所加的壓力。
當(dāng)活塞移動時(shí)，隔膜產(chǎn)生剪切變形在高壓下工作，活塞的滯后現(xiàn)象可以忽略不計(jì)，也就是說在活塞剛起動時(shí)，兩個(gè)方向上的壓力差異極小。
根據(jù)另一個(gè)有益的特征，加壓流體施加在活塞上的壓力可由扁平彈簧墊片來平衡。墊片的周邊緊壓在控制裝置端頭里面，有一個(gè)中心開口可以讓心棒通過，心棒上裝有一些機(jī)構(gòu)以在彈簧墊片上加上預(yù)應(yīng)力，這樣可使彈簧墊片在活塞所在的相反的一側(cè)變形。
這一措施是很有效的，因?yàn)橐粋€(gè)墊片要比一個(gè)彈簧小而緊湊，并且實(shí)施方便，加工也容易?？傊?，借助下文的說明，并參照所附的示意圖，可以更好地理解本發(fā)明。下面將以非限制性的范例，介紹該裝置的兩種實(shí)施例。
圖1是一個(gè)裝置的縱向剖視圖，該裝置具有檢測被控裝置內(nèi)的壓力的功能，具有產(chǎn)生打開和關(guān)閉指令的功能以及操縱一個(gè)安裝在被控裝置上的節(jié)流閥的功能。
圖2至圖6是節(jié)流閥操縱裝置所處的五個(gè)狀態(tài)的五個(gè)縱向剖視圖。
圖7介紹了另一個(gè)操縱裝置實(shí)施例分別在節(jié)流閥打開和關(guān)閉的兩個(gè)不同位置的兩個(gè)縱向半剖面圖。
圖8是一個(gè)在被控裝置內(nèi)部檢測壓力并與參照壓力相比較的裝置的縱向剖視圖。
圖1所示的裝置有一個(gè)裝有節(jié)流閥3的裝置2，裝置2內(nèi)的壓力通過節(jié)流閥3在需要時(shí)開或閉而保持預(yù)定的值，裝置4用來檢測裝置2內(nèi)的壓力并同參照壓力作比較。通過裝置5產(chǎn)生打開和關(guān)閉指令，并通過操縱裝置6控制節(jié)流閥3的打開和關(guān)閉。
按照圖2至圖6所示實(shí)施例的形狀，操縱裝置有一個(gè)主體部分7，在它內(nèi)部有一空腔，一個(gè)向空腔內(nèi)部凸起的環(huán)形件9將空腔分成8a和8b兩部分。
在空腔的8a部分，孔口10同裝置2相連通，而在空腔的8b部分有孔口12和13?？卓?2更靠近環(huán)形件9，并與節(jié)流閥3的頂部相連通?？卓?3與泄流管路相連通。分流活門裝在空腔的8a和8b的內(nèi)部，它由兩個(gè)分開的同軸部分構(gòu)成，即安裝在空腔8a內(nèi)的14a部分和安裝在空腔8b內(nèi)的14b部分。
分流活門14a的截面大于環(huán)形件9的開口15的截面，而分流活門14b正好能夠頂住14a部分。分流活門14b的截面小于環(huán)形件開口15的截面從而可以自由地通過環(huán)形件開口15。
如圖所示，分流活門14a受到彈簧16的作用，向環(huán)形件9的方向移動。分流活門14b可以在空腔8b內(nèi)沿著一段環(huán)形空腔密封地滑動，該環(huán)形空腔位于分別與節(jié)流閥相連通的孔口12以及與泄流管路相連通的孔口13之間。
如圖所示，分流活門14b是管形的。即由其中心孔17在頂端與分流活門14a相連通，另一端借助徑向孔18在環(huán)形孔內(nèi)與孔口13相連通。分流活門14b上遠(yuǎn)離14a的封閉端部19構(gòu)成了主體部分7內(nèi)的空腔20的活動內(nèi)壁。
另外，借助分流活門14a的導(dǎo)引座23內(nèi)的孔22以及開口24，空腔8a與裝有滾珠26的空腔25相連通。
空腔27與空腔25同軸并與它連通，其內(nèi)徑小于滾珠26的直徑，這樣在彈簧28的作用下滾珠可封住空腔25和27之間的通道。
空腔27借助管路29可與空腔20直接相連。此外，空心桿30密封地穿過空腔27，空心桿30內(nèi)開有一個(gè)與泄流管路相連通的管道32?？招臈U30的喇叭形端可以壓在滾珠26上，使?jié)L珠從閥座上脫開，從而保證空腔25和27相連通。
當(dāng)操縱裝置呈圖2所示的位置時(shí)，由空心桿30把滾珠26壓下，空腔25則與27和20相連通，從而空腔20被注入加壓流體。
空腔20中的流體壓力推動分流活門14b，將14a從其環(huán)形座9上抬起。
從圖2可以看到，此時(shí)孔口10和12相連通，使節(jié)流閥3的頂部注入加壓流體致使節(jié)流閥3關(guān)閉。
當(dāng)被控裝置2內(nèi)的壓力值超過預(yù)定值時(shí)，桿30則回升，滾珠26則將空腔25與空腔27隔斷，如圖3所示，空腔20則與加壓流體源隔開。
空心桿30繼續(xù)向上運(yùn)動，脫離滾珠26，于是空腔20則如圖4所示與泄流管路32相連通。
由圖可知，在彈簧16的彈力作用下，由分流活門14a和14b所構(gòu)成的活動部件一直要移動到壓上環(huán)形底座9為止。在這個(gè)位置上，如圖5所示，分流活門14b仍和14a接觸，因而三個(gè)孔口10、12、13互相隔開。
在與孔口12相通的環(huán)形腔內(nèi)的壓力作用下，分流活門14b繼續(xù)向下運(yùn)動而與14a脫離，于是如圖6所示，使孔口12和13相連通，隨后節(jié)流閥3的頂部與泄流管聯(lián)接起來，節(jié)流閥3自行打開直至裝置2內(nèi)的壓力重新達(dá)到所要求的值，當(dāng)壓力達(dá)到要求值，并且在空心桿30移動后，空腔20又重新注入加壓流體。該裝置根據(jù)與圖2至圖6相反的程序改變狀態(tài)。
圖7所示是一個(gè)圖2至圖6所示實(shí)施例的改型，圖7采用了與先前相同的參考號。
在此例中，與節(jié)流閥3頂部相連通的孔口12仍與空腔8b相通，而與泄流管路相連通的孔口13則與空腔8a相通。此外，分流活門14a呈管狀，并借助它來注入加壓流體。在此例中，元件14b則不呈管狀。
按照這個(gè)實(shí)施例，當(dāng)空腔20與泄流孔相連通時(shí)，即圖7左邊所示，則節(jié)流閥3的頂部被注入加壓流體。而當(dāng)空腔20被注入加壓流體體時(shí)，如圖7右邊所示，則節(jié)流閥3的頂部與泄流管路相連通。
從圖8可以更清楚地看到圖1的裝置中檢測被控裝置內(nèi)的壓力的部分4，此部分4將測得的壓力與參考壓力相比較，并且施加在控制滾珠26的空心桿30上。
該部分4包括一個(gè)主體33，在其中無摩擦滑動地裝了一個(gè)T形的活塞34。該活塞與主體限定了空腔35，空腔35則借助管道36與裝置2連通。
要注意的是活塞34對面的空腔35的密封性是靠薄膜37來保證的，此薄膜有一個(gè)固定在主體空腔周邊的墊圈。
活塞與從其中穿過的心棒38相聯(lián)結(jié)，并且通過一可調(diào)件45壓在空心桿30上。另一方面心棒38上可安裝一些機(jī)構(gòu)，用來提供一個(gè)與空腔35內(nèi)的流體對活塞34的壓力相平衡的反壓力。這個(gè)平衡壓力是借助彈簧墊圈39來獲得的，墊圈周邊被幾個(gè)部位40壓緊在主體上，其中央由一個(gè)管形件42穿通，管形件42則借助滾珠43抵住彈簧墊圈39的下部。
管形件42上有螺紋，從而可擰到襯筒44上，襯筒44本身也有螺紋，能擰到心棒38上。
管形件42在軸上越是往上方移動，墊圈39產(chǎn)生的彈性力則越大，兩個(gè)擰固的零件42、44可以對彈簧墊圈39的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行微調(diào)。
實(shí)際上，當(dāng)裝置2內(nèi)的壓力低于預(yù)定壓力時(shí)，調(diào)整墊圈的標(biāo)定安裝角，以便能夠使裝置處于圖8所示的位置。當(dāng)此壓力值超過預(yù)定值時(shí)，空腔35內(nèi)的壓力則壓迫薄膜37使之變形，從而使活塞34往上移動?？招臈U30則作相應(yīng)的位移，桿30又作用于滾珠26，從而產(chǎn)生控制節(jié)流閥3打開的指令。
當(dāng)空腔35內(nèi)的壓力值又低于預(yù)定的門限值時(shí)，活塞又回到它的原來位置上，并且控制節(jié)流閥3的關(guān)閉。
這一檢測裝置顯著的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)非常緊湊，又非?？煽?。因?yàn)閺椈蓧|圈39的尺寸比起具有同樣特性的傳統(tǒng)彈簧要小得多，并且具有良好的轉(zhuǎn)換功能，無滯后作用。薄膜可以避免應(yīng)用活塞的裝置所遇到的摩擦問題。因?yàn)榭涨槐谂c活塞之間的密封性是由墊圈來保證的。
由上可見，本發(fā)明對現(xiàn)有的技術(shù)作了很大的改進(jìn)。所提供的流體供給裝置可以很快地從一個(gè)狀態(tài)過渡到另一個(gè)狀態(tài)，不存在分流活門在平衡的中間位置停滯不動的危險(xiǎn)性。這是因?yàn)槿齻€(gè)孔口分別與加壓流體源、被控裝置、以及泄流管路相連通，而決不會同時(shí)互相連通。
權(quán)利要求
1.一種液壓、氣動或液壓-氣動混合的設(shè)備的流體供給裝置，有一個(gè)主體(7)，在主體內(nèi)有一個(gè)腔(8a、8b)，該腔分別開有一個(gè)引入加壓流體的孔口(10)，通往待供給流體的被控裝置的孔口(12)，以及泄流孔口(13)，在空腔內(nèi)還裝有一個(gè)可以滑動的分流活門，根據(jù)分流活門的位置，可使被控裝置與壓力流體源相連通，或與泄流裝置相連通；這種裝置的特點(diǎn)是分流活門由兩個(gè)可各自獨(dú)立移動的同軸部分(14a，14b)構(gòu)成，當(dāng)分流活門移動時(shí)，這兩個(gè)部分(14a，14b)相互配合，可使三個(gè)孔口(10、12、13)分別與加壓流體源，被控裝置以及泄流管路相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其特點(diǎn)是在空腔內(nèi)大約一半的位置上有一個(gè)向空腔內(nèi)凸出的環(huán)形件(9)，孔口(12、13)位于該環(huán)形件的一側(cè)，第三個(gè)孔口(10)則位于它的另一側(cè);分流活門兩部分中的一部分(14a)的截面積比環(huán)形件(9)所限定的通道截面積大，而另一部分(14b)的截面積比環(huán)形件(9)所限定的通道截面積小，因而能自由通過，分流活門第一部分(14a)受到彈簧的作用，使其移動到頂住形成底座的環(huán)形件，而分流活門第二部分(14b)受到控制流體的作用，使其移動頂住第一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的裝置，其特點(diǎn)是與加壓流體源連通的孔口(10)通到裝有分流活門第一部分(14a)的空腔區(qū)(8a)內(nèi)，而其他兩個(gè)孔口(12、13)則通到裝有分流活門第二部分(14b)的空腔區(qū)(8b)內(nèi)的兩個(gè)環(huán)形空間內(nèi)，與被控裝置相連通的孔口(12)比與泄流管路相連通的孔口(13)更靠近環(huán)形座(9)，分流活門第二部分(14b)在空腔(8b)中分別與被控裝置和泄流管路相連通的兩個(gè)孔口(12、13)之間密封地滑動;該第二部分(14b)由一管形件構(gòu)成，其靠近第一部分(14a)的一端開口，其遠(yuǎn)離第一部分(14a)的一端(19)封閉，并通過孔口(18)和與泄流孔相連通的環(huán)形空間相連通;分流活門的封閉端(19)限定了空腔(20)的內(nèi)壁，空腔(20)可被連續(xù)不斷地注入控制流體并可與泄流管路相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2的裝置，其特點(diǎn)是與加壓流體源相通的孔口(10)軸向通到分流活門的第一部分(14a)所在的空腔(8a)，該第一部分(14a)是由管形件構(gòu)成，與泄流管路相連通的孔口(13)通到分流活門第一部分(14a)所在的空腔(8a)內(nèi)的環(huán)形空間里，而與被控裝置相連通的孔口(12)則通到分流活門第二部分(14b)所在的空腔(8b)的環(huán)形空間里，分流活門第二部分(14b)上遠(yuǎn)離分流活門第一部分(14a)的端頭(19)限定空腔(20)，該空腔(20)中可連續(xù)不斷地注入控制流體，并可與泄流孔相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2至4中的任何一項(xiàng)的裝置，其特點(diǎn)是向分流活門第二部分(14b)自由端(19)一側(cè)的空腔(20)中供應(yīng)加壓流體的設(shè)備包括兩個(gè)不同截面的同軸腔(25、27)，其中第一個(gè)腔(25)始終與加壓流體源相通，腔(25)中有滾珠(26)，其直徑大于第二個(gè)腔(27)的直徑，滾珠(26)由一個(gè)彈簧(28)加推力，可在空腔中往復(fù)移動，并可將兩個(gè)空腔(25、27)隔開;空腔(27)與位于分流活門第二部分(14b)的自由端一側(cè)的空腔(20)相連通;與泄流管路相連通的空心桿(30)密封地從腔(27)中穿過，并能壓在滾珠(26)上使其從腔(25、27)連結(jié)部的閥座上脫開。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5的裝置，其特點(diǎn)是控制空心桿(30)動作的設(shè)備包括一個(gè)壓在空心桿(30)上的活塞(34)，和空心桿(30)同軸的心棒(38)貫穿活塞并與之相聯(lián)，活塞(34)可在一個(gè)空腔內(nèi)無接觸摩擦地滑動，其靠近空心桿一側(cè)的表面限定一個(gè)與加壓流體源相連通的空腔(35)。在活塞與空腔(35)之間有一個(gè)可撓曲的隔膜(37);活塞(34)上還作用著一個(gè)與空腔內(nèi)的流體所施加的壓力相抗衡的反壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6的裝置，其特點(diǎn)是向活塞(34)上施加與流體壓力相平衡的反壓力的機(jī)構(gòu)由一個(gè)扁平彈簧墊片(39)構(gòu)成，該墊片周邊緊壓在控制裝置端頭部分(40)上，而其中央有一個(gè)讓心棒(38)通過的中心孔，心棒(38)上有機(jī)構(gòu)(42、43、44)，用來給彈簧墊圈上施加預(yù)應(yīng)力。
專利摘要
一種液壓、氣動或液壓-氣動混合設(shè)備的流體供給裝置，有一個(gè)內(nèi)空腔?？涨恢械目卓?10、12、13)分別與壓力源、受控裝置以及泄流管路相連通。在該腔中可滑動地安裝一個(gè)分流活門。此分流活門由兩個(gè)同軸的可各自移動的部分(14a、14b)構(gòu)成。借助該活門的控制，三個(gè)孔口(10、12、13)決不會同時(shí)互相連通。
文檔編號F16K31/36GK87101831SQ87101831
公開日1987年11月11日 申請日期1987年3月12日
發(fā)明者安德烈·熱米納尼, 朱熱·布洛涅·塞爾日, 熱拉爾德·舒姆博格 申請人:專利開發(fā)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan