專利名稱：工作機防脫落閥裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種工作機防脫落閥裝置。更確切說，本發(fā)明涉及在用于把壓力流體供給操作液壓挖土機之類建筑機械中的工作機部件的液壓缸的液壓回路失靈時防止該工作機任一部件脫落的工作機防脫落閥裝置。
一般來說，現(xiàn)有液壓挖土機的結構如下一車輛上有一用轉臂式液壓缸裝在該車輛上而可上下擺動的轉臂，該轉臂有一用臂式液壓缸裝在其上而可上下擺動的臂，臂上連接有一可擺動的挖斗。
在這類液壓挖土機中把液壓泵的受壓液體送到各液壓缸的液壓管路在液壓泵排液管路中設有轉臂的方向控制閥、臂的方向控制閥和挖斗的方向控制閥。這些方向控制閥都構作成可來回轉換，從而開通或關閉把受控受壓液體送到轉臂式液壓缸、臂式液壓缸和挖斗液壓缸的控制通道與液壓泵排液管路之間的通路，從而控制各液壓缸的伸縮運動而控制轉臂、臂和挖斗的擺動。
這類液壓管路中的每一液壓缸中都有一保持壓力生成室，該室中根據轉臂、臂或挖斗的重量之類外部載荷而建立起保持壓力。這類保持壓力生成室經一液體管道與相應方向控制閥連通，從而當相應方向控制閥設定在關閉位置時，該室用來保持該室與方向控制閥之間的液體壓力大致不變而把相應轉臂、臂或挖斗保持在預定位置上。若連接在某一方向控制閥與相應液壓缸的保持壓力生成室之間的液體管道在把轉臂、臂或挖斗保持在一定位置上時損壞，保持壓力生成室中的保持壓力就會下降，從而該液壓缸在外部負載作用下縮入，從而造成受其支撐的轉臂、臂或挖斗突然脫落。
為了在液壓挖土機工作時防止保持壓力生成室中的保持壓力下降，日本未審查實用新型公開文本No.Sho 57-22554提出了一種結構，其中，連接在一方向控制閥與相應一液壓缸的保持壓力生成室之間的液體管道裝有一由一止回閥、一流率控制閥和一安全閥構成的工作機防脫落閥裝置。在這種結構中，若該液體管道損壞，止回閥可防止保持壓力流出該液壓缸的保持壓力生成室，從而避免轉臂由于液壓缸在外力作用下縮進而發(fā)生突然脫落。
止回閥可讓工作液體從方向控制閥流入保持壓力生成室但卻防止工作液體從保持壓力生成室流入方向控制閥。流率控制閥在一彈簧力作用下保持在阻斷狀態(tài)，而隨著液壓缸進行收縮時的一外部信號而轉變成連通狀態(tài)，從而可按照該外部信號的指令值控制從保持壓力生成室流入方向控制閥的工作液體的流率。當一沖力作用在液壓缸上而使保持壓力生成室中的壓力過高時，該安全閥用來釋放該過高壓力而不致?lián)p壞有關部位。
德國未審查專利公開文本No.3239930(DE 3239930 A1)公開了這種工作機防脫落閥裝置的一種安裝結構。該工作機防脫落閥裝置構造成在一裝到一液壓缸上的閥體中設置一止回閥、一流速控制閥和一安全閥。
在德國未審查專利公開文本No.3239930所示工作機防脫落閥裝置中，該閥體有一開口在閥體的液壓缸裝配面上的液壓缸口，安全閥設在該液壓缸裝配面一邊。另一方面，止回閥和流率控制閥均在閥體的該液壓缸裝配面的反面一邊。從該閥體的該裝配面到所述反面的尺寸也即安全閥、止回閥和流率控制閥的裝配高度稍大于安全閥的最大直徑以及止回閥和流率控制閥的最大直徑之和。
因此，當把工作機防脫落閥裝置的閥體裝到液壓缸上時，所述閥體大部分從其液壓缸的裝配表面上突起。從而，液壓缸相對液壓缸裝配體的擺動很可能造成閥體碰到液壓缸裝配體。結果液壓缸的擺動量減小。
例如，在圖1所示液壓挖土機中，轉臂液壓缸1和轉臂分別用銷釘4和5裝在車頂3上而可上下擺動，而工作機防脫落閥裝置6的閥體7裝在液壓缸1上靠近銷釘4的位置。如此布置時，若閥體7的裝配高度H1很高，轉臂式液壓缸1向上擺動時閥體7會碰到車頂3。從而轉臂式液壓缸1的上下擺動量必定減小。
另一方面，為了盡可能增加轉臂2的上下擺動范圍，就必須增加轉臂式液壓缸1的上下擺動量。為此，現(xiàn)有技術采用這樣一種布置，即把閥體7裝在液壓缸1上遠離銷釘4的位置上，而用一段管道把所述閥體的液壓缸口與液壓缸的一在一液壓管路的固定部一邊的通道連接起來，從而在液壓缸1擺動很大時閥體7也不會碰到車頂3。由于工作機防脫落閥裝置的所述閥體遠離用作樞軸的銷釘4，結果是必須使用一段管道之類的復雜液壓管路結構。
因此本發(fā)明的主要目的是提供一種能解決上述問題的工作機防脫落閥裝置。
本發(fā)明的另一個更為具體的目的是提供一種組裝后可減小其相對于液壓缸等的安裝尺寸的工作機防脫落閥裝置。
為實現(xiàn)上述和其它目的，本發(fā)明提供了一種工作機防脫落閥裝置，它包括一與一通向液壓缸側安裝面的液壓缸口連通的液壓缸側通道；一閥體，具有一與方向控制閥口連通的方向控制閥側通道；設置在所述閥體中用來防止壓力流體從所述液壓缸側通道流入所述方向控制閥側通道的一止回閥；設置在所述閥體中、正常情況下阻斷所述方向控制閥側通道與所述液壓缸側通道之間的連通并響應外部信號建立所述連通的一流率控制閥；設置在所述閥體中用來釋放所述液壓缸側通道中的液壓的一安全閥；所述止回閥、所述流率控制閥和所述安全閥設置在一與所述液壓缸側安裝面大致平行的平面中。
應該看到，這時所述流率控制閥最好具有這樣一種結構，其中，一滑閥插裝在一滑閥閥道中而可在一連通位置與一阻斷位置之間滑動；所述滑閥可在若干彈簧作用下保持在所述阻斷位置，且所述滑閥可在引導流體壓力作用下被推到所述連通位置；所述若干彈簧設定成在所述引導流體壓力較低時，所述滑閥相對于所述引導壓力的變化產生較大的移動量，而當所述引導流體壓力超過某一值時，所述滑閥相對于所述引導壓力的變化產生較小的移動量。
此外，所述流率控制閥也可具有這樣一種結構，其中，一滑閥插裝在一滑閥孔中，所述滑閥有一錐座部，從而阻斷所述方向控制閥側通道與所述液壓缸側通道之間的連通。
按照上述基本構造，應該看到，由于把所述止回閥、所述流率控制閥和所述安全閥設置在一與所述液壓缸側安裝面大致平行的平面中，因此所述閥體的安裝高度相應于所述止回閥、所述流率控制閥和所述安全閥的最大直徑，從而該安裝高度減小。
從下面詳細說明以及示出本發(fā)明的一些例示性實施例的附圖中可更好地理解本發(fā)明。在這里應該看到，附圖所示實施例決不應看成對本發(fā)明有所限制，而只是便于本發(fā)明的說明和理解。
附圖中圖1簡示出現(xiàn)有工作機防脫落閥裝置裝在一液壓缸上；
圖2為本發(fā)明第一實施例工作機防脫落閥裝置的橫向剖視圖；圖3為圖2防脫落閥裝置的左視圖；圖4為圖2防脫落閥裝置的右視圖；圖5為圖2防脫落閥裝置的俯視圖；圖6為沿圖2中VI-VI線剖取的剖視圖；圖7示出流率控制閥的滑閥的移動距離與引導壓力流體的壓力之間的關系；圖8為本發(fā)明第一實施例的防脫落閥裝置裝入一液壓回路中的液壓管路圖；圖9為本發(fā)明第二實施例的工作機防脫落閥裝置的橫向剖視圖；圖10為本發(fā)明第三實施例的工作機防脫落閥裝置的橫向剖視圖；圖11為本發(fā)明第四實施例的工作機防脫落閥裝置的橫向剖視圖；圖12為本發(fā)明第五實施例的工作機防脫落閥裝置的橫向剖視圖；圖13為本發(fā)明第六實施例的工作機防脫落閥裝置的橫向剖視圖；圖14為本發(fā)明第七實施例的工作機防脫落閥裝置的橫向剖視圖；圖15為本發(fā)明第八實施例的工作機防脫落閥裝置的橫向剖視圖。
下面結合


本發(fā)明合適實施例。這里應指出，以下說明中為了確保充分理解本發(fā)明而對某些部件的具體結構詳情作出解釋，但熟悉本技術領域的人士顯然也可不用這類詳盡結構實施本發(fā)明。此外，為簡明起見，對公知結構的說明從略。
如圖2到圖6所示，閥體10呈長方體，包括互相相對的液壓缸側安裝面11和側面12、互相相對的第一和第二表面13和14，以及互相相對的第三和第四表面15和16。閥體10的第三表面15上有方向控制閥口17。閥體10中有一與所述方向控制閥口17連通的方向控制閥側通道18。閥體10的液壓缸側安裝面11上有一與閥體10中的液壓缸側通道20連通的液壓缸口19。
上述方向控制閥側通道18和上述液壓缸側通道20設置在與上述液壓缸側安裝面11平行的同一平面中，并可通過一連通孔21互相連通。該連通孔21可用一閥22打開和關閉。一彈簧23沿通常關閉所述連通孔的方向用力頂住該閥22。所述閥22和所述連通孔21構成一止回閥24。該止回閥24可讓工作流體從所述方向控制閥側通道18流入所述液壓缸側通道20，但防止工作流體從液壓缸側通道20反向流入方向控制閥側通道18。
上述閥體10中有一通向所述第一面13和所述第二面14的滑閥孔25，它可使所述方向控制閥側通道18與所述液壓缸側通道20互相連通。所述滑閥孔25中插入有一可在其中滑動的滑閥26。
所述滑閥26形成有與所述方向控制閥側通道18對應位置處的第一小直徑部27、與所述液壓缸側通道20對應位置處的第二小直徑部28，在所述第一與第二小直徑部27與28之間有一大直徑部29。該滑閥26由第一彈簧30和第二彈簧3 1推向圖2左邊，從而它的一端面抵靠一塞頭32而保持在一阻斷所述方向控制閥側通道18與所述液壓缸側通道20之間的連通的位置上。一引導壓力作用在滑閥26的所述端面上，也就是說該滑閥的一壓力接受部33用力克服所述第一和第二彈簧30和31的推力而把所述滑閥26推向圖2右邊，從而，當作用在所述壓力接受部上的引導壓力克服所述第一和第二彈簧30和31的彈力時，圖2中的滑閥26會向右移到所述第二小直徑部28同時對著所述方向控制閥側通道18和所述液壓缸側通道20的位置而連通這兩個通道。應該看到，隨著所述滑閥26向右移動量的變動，滑閥26的所述第二小直徑部28在所述方向控制閥側通道18一側的開口面積隨之變動，從而通過滑閥26的所述第二小直徑部28而在所述方向控制閥側通道18與所述液壓缸側通道20之間流動的工作流體的流率也變動。從而所述滑閥孔25和所述滑閥26構成一流率控制閥34。
如圖2所示，上述第一彈簧30設置在所述滑閥26的另一端面與一可動彈簧支承35之間。另一方面，所述第二彈簧31設置在所述可動彈簧支承35與一固定彈簧盒36之間。該固定彈簧盒36用螺栓固定在閥體10的上述第二面14上。請注意，所述第一彈簧30的彈力設定成比所述第二彈簧31的彈力小。
在上述結構中，當把引導壓力從連接到所述塞頭32上的引導管路(見圖8)施加于所述壓力接受部33上時，所述滑閥26會克服所述第一彈簧30而向右移動。所述滑閥的移動量與該引導壓力的大小成正比。若滑閥26的移動量超過一預定值，它的所述另一端面將抵靠所述可動彈簧支承35。當滑閥26移動到它的上述另一端面抵靠可動彈簧支承35時，該滑閥26的所述大直徑部29仍與所述滑閥孔25的圓周壁接合而維持所述方向控制閥側通道18與所述液壓缸側通道20之間的阻斷狀態(tài)。如下文所述，應注意到，引導壓力為在液壓缸進行收縮而把流體壓力從所述液壓缸側通道20排入到所述方向控制閥側通道18時產生的一控制壓力。
若該引導壓力從上述狀態(tài)進一步提高，所述滑閥26將克服所述第二彈簧31而向右移動，從而所述大直徑部29移出所述滑閥孔25而所述小直徑部28使所述方向控制閥側通道18與所述液壓缸側通道20連通。此時，所述第二小直徑部28對所述方向控制閥側通道18的開口面積將如上所述與引導壓力成比例地增加。
換言之，滑閥相對于引導壓力變動的移動特性如圖7所示呈兩根階梯形線段，包括滑閥26克服所述第一彈簧30而移動的線段a以及克服所述第二彈簧31而移動的線段b。在圖7所示滑閥移動特性中，線段a代表密封寬度保持區(qū)而線段b代表流率控制區(qū)。由于密封寬度(即大直徑部29插入在滑閥孔25中的長度)在引導壓力不起作用時可予以加大，因此可減小流體泄漏。同時，在第一彈簧30反作用于引導壓力的線段a中，若使用彈力較小的彈簧30，則相對于引導壓力的壓力變化滑閥26的移動量增大。另一方面，在彈力較大的彈簧31反作用于引導壓力的線段b中，相對于引導壓力的壓力變化滑閥26的移動量減小。因此，由于無需較大地增加整個滑閥的移動距離而可加長滑閥26的大直徑部29插入在滑閥孔25中的長度，因此可減小工作流體在滑閥孔25與滑閥26之間的微小間隙中的泄漏量而仍可在線段b精確地控制流率。
如圖2所示，所述滑閥26的軸向上有一盲孔37，而在其徑向上有一孔38。使用這種結構，該裝置構作成當滑閥26裝入所述閥體10中后，通過把滑閥26向右推動到所述孔38通向所述固定彈簧盒36即可排出所述引導管路中的空氣。更確切說，之所以可排出引導管路中的空氣是由于下列事實閥體10中有一可經一液箱口而與所述固定彈簧盒36的液箱側口41連通的液箱通道39，該通道39當右推所述滑閥26而使所述孔38通向一彈簧裝入室43而使所述壓力接受部33和所述塞頭32的內部與所述液箱側口41連通時而經一連通口42通向該固定彈簧盒36的所述彈簧裝入室43。
上述閥體10中還有一安全閥44，從而當所述液壓缸側通道20中的流體壓力升高而超過一安全壓力時，過高壓力可釋放入所述液箱通道39中。所述安全閥44由一套筒45、一主閥46、一輔助閥47、一管48等等構成。所述液壓缸側通道20中的流體壓力通過所述管48作用在所述輔助閥47上。輔助閥47在從所述液壓缸側通道引入其中的流體壓力超過一相當于所述彈簧49的安裝負荷的值時，將克服彈簧49的彈力而打開輔助流出口50。從而，從所述液壓缸側通道20引入的工作流體可流入所述液箱通道39。從而圍繞所述主閥46產生一壓差而打開主流入口51和主流出口52，從而液壓缸側通道20的流體壓力可釋放入液箱通道39中。
如圖8所示，排出的壓力流體經方向控制閥61送至第一管道62和第二管道63。第一管道62接至液壓缸64的下降側室，而第二管道63接至閥體10的所述方向控制閥口17。同時，閥體10的所述液壓缸口19接至所述液壓缸64的升高側室(即保持壓力生成室)。
上述方向控制閥61包括中性位置N、升高位置U和下降位置D，并通常保持在中性位置。方向控制閥61由送到第一壓力接受部67的壓力流體轉換到升高位置U，而由送到第二壓力接受部68的壓力流體轉換到下降位置D。應該看到，引導壓力經導閥69送到第一和第二壓力接受部67和68。
上述導閥67設有可用操縱桿70操作的第一和第二減壓閥部71和72。從輔助液壓泵73流出的壓力液體經第一和第二減壓閥部71和72的入口側分別流到這兩閥部。分別接至第一和第二減壓閥71和72的第一和第二引導管道74和75分別接到所述方向控制閥61的第一和第二受壓部67和68。第二引導管道75還接到閥體10的所述塞頭32。確切說，閥體10的所述液壓缸側安裝面11，如圖9所示，用螺栓連接到所述液壓缸64上，從而所述液壓缸19可與所述液壓缸上的口直接連通。
下面說明該裝置的工作情況。
液壓缸64的升高側室66中的受壓流體可從所述液壓缸口19流入液壓缸側通道20，但因所述止回閥24而無法流入所述方向控制閥側通道18。因此，若接至所述方向控制閥口17的所述第二管道63不慎損壞，在所述升高側室66中產生的相應于外部載荷的保持壓力無法從所述第二管道流出。從而可防止液壓挖土機的轉臂、臂或挖斗突然脫落。
若用所述操縱桿70操縱所述第一減壓閥71而把引導壓力流體送到所述第一引導管道74，所述方向控制閥61將取所述升高位置U。從而，從所述液壓泵60排出的受壓流體可從所述第二管道63流入所述方向控制閥口17，以打開所述止回閥24而從所述液壓缸口19流入液壓缸64的所述升高側室66。從而，所述下降側室65中的受壓液體經所述第一管道62和所述方向控制閥61排入一液槽。
若用所述操縱桿70操縱所述第二減壓閥72而把引導受壓液體送到所述第二引導管道75，所述方向控制閥61將取所述下降位置D。然后，從液壓泵60排出的受壓液體被送到液壓缸64的下降室65。
同時，引導受壓液體從閥體10的所述塞頭32送到所述受壓部33而從所述狀態(tài)向右移動所述滑閥26，從而連通所述方向控制閥側通道18與所述液壓缸側通道20。從而，液壓缸64的所述升高側室66中的受壓液體可經所述液壓缸口19和所述液壓缸側通道20流入所述方向控制閥側通道18并經所述方向控制閥口17和方向控制閥61排入液槽。
圖9示出本發(fā)明第二實施例的裝在一液壓回路中的工作機防脫落閥裝置。在該實施例中，安全閥44在閥體10中的位置更靠近流率控制閥34和方向控制閥口17中的后者。
圖10示出本發(fā)明第三實施例的裝在一液壓回路中的工作機防脫落閥裝置。在該實施例中，止回閥24在閥體10中的位置更靠近流率控制閥34和液壓缸側通道20中的后者。
圖11示出本發(fā)明第四實施例的裝在一液壓回路中的工作機防脫落閥裝置。在該實施例中，止回閥24在閥體10中的位置更靠近流率控制閥34和液壓缸口19中的后者，而安全閥位于所述止回閥24與流率控制閥34之間。
圖12示出本發(fā)明第五實施例的裝在一液壓回路中的工作機防脫落閥裝置。在該實施例中，安全閥44在閥體10中的位置靠近流率控制閥口17，而止回閥24位于所述安全閥44與流率控制閥34之間。
圖13示出本發(fā)明第六實施例的裝在一液壓回路中的工作機防脫落閥裝置。在該實施例中，止回閥24在閥體10中的位置靠近方向控制閥口17，而安全閥44位于所述止回閥24與流率控制閥34之間。
上述各實施例示出了止回閥24、流率控制閥34和安全閥44的各種布置。在圖14所示第七實施例中，這些閥的布置同圖12，但流率控制閥34的構造不同。
更確切說，所述閥體10中有一對著所述滑閥25的中間孔80。另一方面，滑閥26包括可開合的一錐形錐座部和一大直徑部82。該滑閥26可由一彈簧83如圖所示推向左邊。所述錐座部81可抵靠該滑閥的一通向所述方向控制閥側通道18的圓周部84，從而阻斷方向控制閥側通道18與所述中間孔80之間的連通。此時，中間孔80與所述液壓缸側通道20之間的連通被阻斷。
在上述結構中，由于所述錐座部81和所述圓周部84的抵靠部用來阻斷所述方向控制閥側通道18與所述液壓缸側通道20之間的連通，因此該抵靠部不會有液體泄漏。此外，不僅液壓缸的保持壓力不會漏到方向控制閥側通道18，而且只需使用單個彈簧83，從而結構比圖2簡單。
盡管在上述各實施例中閥體10為一整件，但也可采用圖15所示第八實施例那樣的布置，即把其上裝有止回閥24、流率控制閥34和安全閥44的第一閥體90用螺栓92連接到其上有通向液壓缸側安裝面11的液壓缸口19的第二閥體91上而構成一修正閥體10。
從如上所述本發(fā)明中可看到，由于所述止回閥24、所述流率控制閥34和所述安全閥44位于同一高度上，因此所述閥體10的安裝高度相當于所述止回閥24、所述流率控制閥34和所述安全閥44中的最大直徑。因此，所述閥體10的安裝高度減小，從而即使液壓缸相對液壓缸安裝體的擺動幅度增大，所述閥體也不會碰到所述液壓缸安裝體。因此，只要把所述閥體10裝到所述液壓缸上，就可增加所述液壓缸的擺動量并簡化該裝置的整個結構及其安裝操作。
此外，所述流率控制閥34構作成其工作特性可用其中的所述滑閥的位移與引導壓力的變化之間的關系表征，該關系呈兩根階梯形線段。從而，所述滑閥移動的初始時段由密封寬度保持區(qū)表征，隨后的滑閥移動范圍由流率控制區(qū)表征。從而，該裝置不僅可減小泄漏，而且可精確控制流率。
盡管以上結合一些例示性實施例說明了本發(fā)明，但本領域技術人員顯然可看出，在本發(fā)明精神和范圍內可對之作出種種改動或增減。因此應該看到，本發(fā)明不限于上述本發(fā)明的具體實施例，而是包括所有在該范圍內作出的具有后附權利要求限定的特征的可能實施例及其所有相當物。
權利要求
1.一種工作機防脫落閥裝置，其特征在于，其包括有一與一通向液壓缸側安裝面的液壓缸口連通的液壓缸側通道；具有一與一方向控制閥口連通的方向控制閥側通道的一閥體；設置在所述閥體中、用來防止壓力流體從所述液壓缸側通道流入所述方向控制閥側通道的一止回閥；設置在所述閥體中、通常阻斷所述方向控制閥側通道與所述液壓缸側通道之間的連通、并響應外部信號而建立所述連通的一流率控制閥；設置在所述閥體中、用來釋放所述液壓缸側通道中的壓力的一安全閥；所述止回閥、所述流率控制閥和所述安全閥設置在一與所述液壓缸側安裝面大致平行的給定平面中。
2.按照權利要求1所述的工作機防脫落閥裝置，其特征在于，所述流率控制閥結構作成一滑閥插入在一滑閥孔中而可于其中在一連通位置與一阻斷位置之間滑動；所述滑閥可在若干彈簧作用下保持在所述阻斷位置，而所述滑閥可在引導流體壓力作用下被推到所述連通位置；所述各彈簧設定成當所述引導流體壓力較低時，所述滑閥相對所述引導液壓的變化產生較大的位移量，而當所述引導流體壓力超過一預定值時，所述滑閥相對所述引導壓力的變化產生較小的位移量。
3.按照權利要求1所述的工作機防脫落閥裝置，其特征在于，所述流率控制閥結構作成一滑閥插入在一滑閥孔中，所述滑閥形成有一錐座部，從而所述方向控制閥側通道與所述液壓缸側通道之間的連通被阻斷。
全文摘要
一種工作機防脫落閥裝置，包括與一開口在液壓缸側安裝面(11)上的液壓缸口(19)連通的液壓缸側通道(20)、其中有一與方向控制閥口(17)連通的方向控制閥側通道(18)的一閥體(10)、該閥體(10)中用來防止受壓油從液壓缸側通道(20)進入方向控制閥側通道(18)的一止回閥(24)、該閥體(10)中通常關閉方向控制閥側通道(18)與液壓缸側通道(20)之間的連通、而在收到外部信號時建立該連通的一流率控制閥(34)以及該閥體(10)中用來釋放液壓缸側通道(20)中的高壓的一安全閥(44)。該止回閥(24)、流率控制閥(34)和安全閥(44)設置在與液壓缸側安裝面(11)平行的同一平面中。
文檔編號F16K31/122GK1158649SQ95195290
公開日1997年9月3日 申請日期1995年8月3日 優(yōu)先權日1994年8月5日
發(fā)明者堀秀司, 唐鐮忠雄 申請人:株式會社小松制作所