專利名稱：液壓開關(guān)座閥和電力斷路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1的前序部分所述的液壓開關(guān)座閥和權(quán)利要求15的 前序部分所述的電力斷路裝置。
背景技術(shù)：
這種開關(guān)座閥或電力斷路裝置，在耐久性、可靠性方面，以及在開關(guān)座閥的開關(guān)時(shí) 間方面，必須滿足極高的要求。例如，預(yù)期耐久性達(dá)免維護(hù)地使用30年，以及開關(guān)座閥至少 進(jìn)入對(duì)應(yīng)于觸點(diǎn)分離的開關(guān)位置的開關(guān)時(shí)間，應(yīng)僅為10毫秒或更短。如果開關(guān)座閥內(nèi)和觸 點(diǎn)處出現(xiàn)過早損耗，就不能滿足這些要求。從專利文件EP 1，302，958A得知的電力斷路裝置的開關(guān)座閥的活塞通過先導(dǎo)壓 力控制并借助壓力加載的開關(guān)表面可沿兩個(gè)相反的方向運(yùn)動(dòng)。壓力端口內(nèi)的壓力和先導(dǎo)壓 力從兩個(gè)相反的方向作用在各開關(guān)表面上。在先導(dǎo)壓力卸壓之后，只有壓力端口內(nèi)的壓力 在起作用。于是活塞被強(qiáng)勁地加速而以最大速度到達(dá)使觸點(diǎn)分離的開關(guān)位置，因而活塞的 座落表面和閥座之間發(fā)生強(qiáng)烈撞擊。這些撞擊將引起至少閥座處的磨損。而且，由于在活 塞運(yùn)動(dòng)過程中，液壓用戶端口連通于壓力端口和箱端口一段時(shí)間，所以系統(tǒng)內(nèi)會(huì)發(fā)生至少 一次液壓沖擊，這種液壓沖擊是很討厭的，因?yàn)槌渌绊懼馄淇赡軐?dǎo)致觸點(diǎn)分離動(dòng)作 的延遲，以致緩慢分離的觸點(diǎn)處可能出現(xiàn)電火花或電弧而成為強(qiáng)烈燒損的原因。從專利文件EP 373，598A得知的開關(guān)座閥中，在活塞的兩個(gè)座落表面的延續(xù)部位 成形圓柱形的環(huán)形表面。這兩個(gè)環(huán)形表面在活塞行程的預(yù)定部分內(nèi)分別與腔室內(nèi)壁共同起 作用而能夠調(diào)節(jié)流量。這兩個(gè)環(huán)形表面形成為使液壓用戶端口絕不會(huì)連通于箱端口和壓力 端口。但是，這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)會(huì)延長(zhǎng)開關(guān)座閥的開關(guān)時(shí)間，這是不符合需要的。而且，其也不 可能可靠地避免座落表面對(duì)閥座的強(qiáng)烈撞擊以及系統(tǒng)內(nèi)的液壓沖擊。在從專利文件EP 1，801，473A得知的開關(guān)座閥中，采取了進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)措施，包 括在活塞處設(shè)置環(huán)槽和帶面(land)，以便在活塞向使觸點(diǎn)分離的開關(guān)位置運(yùn)動(dòng)過程中先將 橫斷面小于最大可能流動(dòng)斷面的被節(jié)流液壓介質(zhì)流動(dòng)路徑打開一段預(yù)定的時(shí)間。這是在活 塞的運(yùn)動(dòng)階段之后完成的，在這一過程中工作端口既連通于箱端口也連通于壓力端口。甚 至可任選地讓活塞暫停在某一中間位置。這會(huì)延長(zhǎng)開關(guān)座閥的開關(guān)時(shí)間并且也不能防止強(qiáng) 烈的撞擊和液壓沖擊。專利文件EP 0 074 419A和DE 33 45 720A中也涉及其它現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種這樣的開關(guān)座閥，其至少能夠在向分離的開關(guān)位置轉(zhuǎn)換 時(shí)以很短的開關(guān)時(shí)間工作，以及提供一種能夠長(zhǎng)久地免維護(hù)地工作的電力斷路裝置。這一目的可用權(quán)利要求1所述的特征結(jié)構(gòu)和權(quán)利要求15所述的特征結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過讓被排出體積的液壓介質(zhì)流經(jīng)至少一個(gè)限流部和流動(dòng)路徑流向箱，可實(shí)現(xiàn)吸 收活塞的座落表面對(duì)閥座的撞擊，從而可防止閥座的不希望產(chǎn)生的磨損。令人驚奇的是，甚至可使液壓沖擊為最小，從而可避免觸點(diǎn)分離的延遲，進(jìn)而可使觸點(diǎn)的與電火花或電弧相 關(guān)的損耗為最小。這一措施既可延長(zhǎng)開關(guān)座閥的也可延長(zhǎng)電力斷路裝置的耐久性。通過讓被排出體積的液壓介質(zhì)流經(jīng)所述限流部和流動(dòng)路徑流向箱，可吸收電力斷 路裝置的開關(guān)座閥中活塞向閥座的運(yùn)動(dòng)，因而可避免閥座的非正常損耗。而且，令人驚奇的 是，可使液壓沖擊降至最小，甚至可幾乎完全避免。這種吸收作用從一開始或者說(shuō)是在用戶 端口已連通于箱端口時(shí)就開始發(fā)揮最強(qiáng)的效果，以致也是由于能夠防止甚至最小程度的液 壓沖擊，只要觸點(diǎn)開始互相離開，觸點(diǎn)就能繼續(xù)快速地分離而不會(huì)有任何不希望有的延遲， 這可使觸點(diǎn)處不會(huì)產(chǎn)生電火花或電弧，因而可使觸點(diǎn)的損耗為最小。本發(fā)明的電力斷路裝 置能夠毫無(wú)問題地滿足耐久性方面的極高要求。在一個(gè)有利的實(shí)施例中，節(jié)流作用在活塞的行程方向上逐漸增強(qiáng)，例如與活塞行 程成比例關(guān)系，以致在座落表面接近閥座時(shí)吸收作用為最強(qiáng)。這并不意味著會(huì)使活塞運(yùn)動(dòng) 變得遲緩，而是意味著可使座落表面向閥座座落的力逐漸減小，因?yàn)槲兆饔檬紫仁侵饾u 對(duì)抗由壓力端口處的壓力作用于活塞而產(chǎn)生的開關(guān)力，如果活塞已被足夠地加速并且在用 戶端口已連通于箱端口時(shí)，那么觸點(diǎn)分離就能盡可能早地開始并在活塞被緩沖時(shí)已處于迅 速進(jìn)行中。在一個(gè)有利的實(shí)施例中，限流部設(shè)置在活塞內(nèi)。通向箱的流動(dòng)路徑從在活塞內(nèi)部 的限流部延伸到連接于箱端口的腔室第一端以及延伸到活塞的第一前端。被排出體積的液 壓介質(zhì)通過已有的箱端口流出而無(wú)需殼體內(nèi)的附加通道?？稍谇皇业诙藘?nèi)設(shè)置固定的突出體。突出體伸進(jìn)形成在活塞前端的內(nèi)部腔室。 突出體和活塞第二前端的環(huán)形表面圍環(huán)狀腔室并限定恰好適用于所希望的緩沖效果所要 排出的液壓介質(zhì)的量。限流部形成在突出體和內(nèi)部腔室之間。較佳地是，流動(dòng)路徑通入內(nèi) 部腔室。為了節(jié)省空間，把活塞內(nèi)部的可用空間用于設(shè)置限流部和流動(dòng)路徑。從容易制造出發(fā)，所述流動(dòng)路徑可包括或至少一個(gè)通孔，較佳地是，該通孔可布 置成或傾斜于或平行于活塞的軸線；或兩個(gè)通孔，這兩個(gè)通孔平行于活塞的軸線并且在橫 向互相錯(cuò)開且彼此相交。在這一實(shí)施例中，在活塞前端的突出體有一個(gè)大致圓柱形環(huán)脊，其軸向長(zhǎng)度幾乎 對(duì)應(yīng)于由腔孔形成的內(nèi)部腔室的深度。就制造而言，這些是方便的結(jié)構(gòu)措施。在所述形帶 面和內(nèi)部腔室的壁之間設(shè)有限流間隙。這個(gè)間隙形成限流部。由于節(jié)流間隙的兩個(gè)徑向鄰 近的軸向表面之間的軸向交疊隨活塞行程而逐漸增大，而節(jié)流間隙的寬度大致恒定，所以 限流部的節(jié)流作用逐漸增強(qiáng)，因而其能夠在座落表面即將座落到閥座上時(shí)首先發(fā)揮最強(qiáng)的 緩沖作用。采取這一措施的理由是，緩沖作用首先應(yīng)在用戶端口已連通于箱端口時(shí)開始，以 確保觸點(diǎn)的迅速分離。對(duì)這樣的開關(guān)座閥的另一重要的要求可能是在兩個(gè)開關(guān)位置上的自保持作用，以 確保其活塞例如在開關(guān)座閥在使用現(xiàn)場(chǎng)的裝配過程中或在向使用現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸過程中不會(huì)由 于外部的影響而運(yùn)動(dòng)到某一中間位置，因?yàn)槟菍⒁馕吨_關(guān)座閥以后將不能正確地執(zhí)行其 功能。在另一個(gè)有利的實(shí)施例中，這一要求以一種結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單的方式來(lái)滿足，就是在內(nèi) 部腔室和用于吸收作用的突出體之間設(shè)置機(jī)械的卡制系統(tǒng)，例如可配合在活塞的兩個(gè)開關(guān) 位置的彈簧加載的圓球式卡制系統(tǒng)。當(dāng)活塞被先導(dǎo)壓力加載時(shí)這種卡制系統(tǒng)容易釋放。
在再一個(gè)有利的實(shí)施例中，限流部設(shè)置在活塞和腔室的壁之間。通向箱的流動(dòng)路 徑從處在限定腔室的殼體內(nèi)的限流部延伸出來(lái)。較佳地是，所述流動(dòng)路徑從在腔室的壁上 的另一個(gè)箱端口開始。不必對(duì)活塞的已有設(shè)計(jì)思想進(jìn)行明顯的修改，就可達(dá)到緩沖功能。在這后一情況中，活塞可以在其前端有至少一個(gè)大致圓柱形的節(jié)流表面。該節(jié)流 表面和腔室的壁形成連通于流動(dòng)路徑的、對(duì)將被從腔室第二端或從腔室第二端的一部分排 出體積的液壓介質(zhì)起節(jié)流作用的節(jié)流間隙。在這一情況中，在節(jié)流間隙的寬度保持大致恒 定的同時(shí)，節(jié)流作用由于節(jié)流表面和腔室的壁之間的軸向交疊隨著活塞行程的增大而逐漸 增強(qiáng)，并在活塞接近其行程終點(diǎn)時(shí)，節(jié)流作用產(chǎn)生最大的吸收作用。而且，吸收作用首先是 在用戶端口先前連通于箱端口時(shí)開始。甚至可以用設(shè)置在活塞上的肩部來(lái)形成圓周的例如徑向的控制表面或控制邊緣， 在軸向交疊逐漸增大時(shí)，這種控制表面或控制邊緣使流動(dòng)路徑的口部像光圈那樣逐漸變 小。也可以省卻軸向節(jié)流表面之間的節(jié)流間隙，而僅用孔徑那樣的作用來(lái)進(jìn)行節(jié)流，或把光 圈效應(yīng)和節(jié)流間隙在功能上組合起來(lái)應(yīng)用。在這一實(shí)施例中，還可以在腔室第二端設(shè)置固定的突出體。該固定的突出體有間 隙地伸進(jìn)活塞第二前端內(nèi)的內(nèi)部腔室而與活塞第二前端上的環(huán)形表面一起圍成在腔室第 二端內(nèi)的環(huán)狀腔室。為了滿足開關(guān)座閥的自保持要求，可在活塞和突出體之間設(shè)置機(jī)械的 卡制系統(tǒng)，較佳地是彈簧加載的圓球式卡制機(jī)構(gòu)，讓其能配合在兩個(gè)開關(guān)位置之間，而相應(yīng) 地將活塞定位。在一個(gè)有利的實(shí)施例中，甚至可以在突出體和活塞之間附加地設(shè)置第二限流部， 使其可對(duì)活塞產(chǎn)生附加的吸收作用，以實(shí)現(xiàn)例如兩級(jí)吸收。而且，把突出體支承在腔室第二端里并使它能夠橫對(duì)著活塞的軸線浮動(dòng)地運(yùn)動(dòng)可 能是有利的，這樣可避免可能由活塞和突出體之間的互相作用產(chǎn)生的卡滯力。如果出現(xiàn)卡 滯力，就可能妨礙活塞的必須是順暢的運(yùn)動(dòng)。在再一個(gè)實(shí)施例中，可以在壓力側(cè)和箱側(cè)設(shè)置與開關(guān)座閥關(guān)聯(lián)的可調(diào)整的限流 器，用于例如調(diào)整開關(guān)座閥的開關(guān)速度。在這一情況中，只要用箱側(cè)的可調(diào)整限流器設(shè)定 足夠強(qiáng)的節(jié)流作用，由限流部產(chǎn)生的對(duì)被排出體積的液壓介質(zhì)的吸收作用足以抑制液壓沖
擊o


下面將借助

本發(fā)明的各實(shí)施例，各附圖中圖1裝有液壓開關(guān)座閥的電力斷路裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2開關(guān)座閥的一個(gè)實(shí)施例的縱向剖視圖，其處于開關(guān)座落位置，在該位置，電力 斷路裝置的觸點(diǎn)被接通；圖3開關(guān)座閥的另一個(gè)實(shí)施例的軸向剖視圖；圖4是開關(guān)座閥的再一個(gè)實(shí)施例的軸向剖視圖；圖5是開關(guān)座閥的再一個(gè)實(shí)施例的軸向剖視圖；圖6是開關(guān)座閥的再一個(gè)實(shí)施例的軸向剖視圖。圖1以結(jié)構(gòu)圖表示出一個(gè)裝有電液控制器件1的電力斷路裝置T。電力斷路裝置 T在功能上關(guān)聯(lián)于電力傳輸線2，電力傳輸線2包括裝有觸點(diǎn)3和4的斷路開關(guān)S。液壓缸Z可使觸點(diǎn)4在接通位置和圖示的分離位置之間運(yùn)動(dòng)。液壓缸Z是一個(gè)例如雙致動(dòng)的差動(dòng) 式液壓缸，其活塞桿側(cè)的腔室通過工作管路5連接于壓力管路16，而壓力管路16是由壓力 源7且較佳地是蓄壓器9通過止回閥8供給。差動(dòng)式液壓缸的活塞側(cè)腔室通過工作管路6 連接于開關(guān)座閥V的工作端口或稱用戶端口 10。開關(guān)座閥V有連接于箱管路17的箱端口 11、連接于壓力管路16的工作端口 10、 以及連接于先導(dǎo)控制閥20的先導(dǎo)壓力端口 14，并且先導(dǎo)壓力端口 14能夠可選地連接于箱 管路17。還有，開關(guān)座閥V包括活塞13，其可通過先導(dǎo)壓力控制在兩個(gè)開關(guān)位置之間往復(fù) 運(yùn)動(dòng)。在圖1中活塞13表示為處于把工作端口 10連通于箱端口 11的開關(guān)位置(使觸點(diǎn) 分離的開關(guān)位置)。在另一個(gè)相應(yīng)開關(guān)位置，工作端口 10連通于壓力端口 12，而箱端口 11 被堵住?；钊?3處形成第一開關(guān)表面15。為使活塞13向圖1所示的使觸點(diǎn)分離的開關(guān)位 置運(yùn)動(dòng)，可讓來(lái)自壓力管路16的壓力加載在第一開關(guān)表面15上?；钊?3有一個(gè)例如環(huán)形 的第二開關(guān)表面24，其大于第一開關(guān)表面15，并且可讓來(lái)自先導(dǎo)壓力端口 14的壓力從向相 反的方向加載在開關(guān)表面24上。而且，還設(shè)有兩個(gè)先導(dǎo)控制閥18和19，先導(dǎo)壓力端口 14 也連接于先導(dǎo)控制閥18和19。關(guān)位置把先導(dǎo)壓力端口 14與箱管路17隔離但在它們的另 一開關(guān)位置把先導(dǎo)壓力端口 14和箱管路17連通，而使開關(guān)座閥V被轉(zhuǎn)換到圖示的開關(guān)位 置。于是斷路開關(guān)S被斷開。在圖示的開關(guān)位置，先導(dǎo)控制閥19把先導(dǎo)壓力端口 14與壓 力端口 12隔離。先導(dǎo)控制閥19在其另一個(gè)由電磁致動(dòng)的開關(guān)位置建立壓力端口 12和先 導(dǎo)壓力端口 14之間的連通。于是，由作用在開關(guān)表面24上的壓力使開關(guān)座閥V達(dá)到另一 個(gè)開關(guān)位置，從而斷路開關(guān)S被接通。為了均衡先導(dǎo)壓力的大小，在工作端口 10和先導(dǎo)壓 力端口 14之間的回路上設(shè)置至少一個(gè)噴嘴49。為此，在斷路開關(guān)S已被斷開或接通之后不 必致動(dòng)先導(dǎo)控制閥18、19、20中的任一個(gè)。在圖1所示的開關(guān)位置，先導(dǎo)壓力端口 14被卸壓于箱管路17。壓力管路16的壓 力加載在第一開關(guān)表面15上。壓力端口 12與回路隔離。所述回路還通過各噴嘴連通于先 導(dǎo)壓力端口 14。液壓缸Z的活塞側(cè)腔室被卸壓，而活塞桿側(cè)腔室被來(lái)自壓力管路16 (或蓄 壓器9)的壓力加壓，因而觸點(diǎn)4被保持在分離位置。如果要使觸點(diǎn)4接觸觸點(diǎn)3(為了接通斷路開關(guān)S)，可例如轉(zhuǎn)換先導(dǎo)控制閥19的 閥位來(lái)給先導(dǎo)壓力端口 14加壓，進(jìn)而使壓力作用于第二開關(guān)表面24并驅(qū)使活塞13對(duì)抗作 用在第一開關(guān)表面15上的力而運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)開關(guān)位置。液壓缸Z的活塞側(cè)腔室通過工作 管路6建立起來(lái)的壓力向上推動(dòng)活塞對(duì)抗活塞桿側(cè)腔室內(nèi)的壓力，直至使觸點(diǎn)3和4處于 接通位置。在要將觸點(diǎn)4與觸點(diǎn)3分離時(shí)(為了斷開斷路開關(guān)S)，可致動(dòng)先導(dǎo)控制閥18和/ 或20。隨后就將再一次達(dá)到圖1所示的開關(guān)位置。作用于第二開關(guān)表面24的壓力迅速下 降而使活塞13迅速地運(yùn)動(dòng)到圖1所示的開關(guān)位置。液壓缸Z的活塞側(cè)腔室內(nèi)的壓力被泄 放于箱，而活塞桿側(cè)腔室內(nèi)的壓力使活塞非常迅速地且連續(xù)地達(dá)到圖1所示的位置，這樣 斷路開關(guān)S就被斷開。壓力源7例如可以是一個(gè)排量相當(dāng)小的定量泵，主要用于給蓄壓器9充壓，在由充 滿壓力的蓄壓器9致動(dòng)斷路裝置T時(shí)，甚至可以關(guān)停這個(gè)泵。開關(guān)座閥V內(nèi)的壓力可能達(dá) 到500巴或更高，排出流量可達(dá)1000升/分鐘或更大。開關(guān)座閥V向使分離的開關(guān)位置運(yùn) 動(dòng)的開關(guān)時(shí)間應(yīng)為約10到12毫秒甚或小于10毫秒。
電力斷路裝置T的上述構(gòu)造是已知的。按照本發(fā)明，在開關(guān)座閥V內(nèi)設(shè)置附加的 流動(dòng)路徑21，使其通向箱或箱管路17，還增設(shè)至少一個(gè)限流部23，用于在活塞13向第二開 關(guān)位置(不是圖1所示的開關(guān)位置)運(yùn)動(dòng)時(shí)限制由活塞的整個(gè)前端或活塞前端的至少一部 分排出的液壓介質(zhì)流量。設(shè)置限流部23是為了至少在箱端口 11已被連通于工作端口 10 且液壓缸Z已開始其向圖1所示的分離位置運(yùn)動(dòng)時(shí)吸收活塞13的運(yùn)動(dòng)(例如通過產(chǎn)生反 向力來(lái)對(duì)抗作用在第一開關(guān)表面15上的力)。較佳地是，限流部23能根據(jù)活塞13向第二 開關(guān)位置的行程產(chǎn)生逐漸增大的節(jié)流作用。在活塞13達(dá)到其第二開關(guān)位置的時(shí)刻，這種節(jié) 流作用為最強(qiáng)。限流部23間接地吸收由來(lái)自壓力管路16的壓力加載于第一開關(guān)表面15 所產(chǎn)生的力，而同時(shí)，第二開關(guān)表面24不再由來(lái)自先導(dǎo)壓力端口 14的壓力加載。限流部23 的節(jié)流作用首先應(yīng)在活塞13向第二開關(guān)位置運(yùn)動(dòng)過程中在工作端口 10以大的橫斷面充分 地連通于箱端口 11時(shí)開始發(fā)揮作用。這意味著，從使觸點(diǎn)3和4盡可能迅速地分離來(lái)看， 活塞13到那時(shí)已被盡可能強(qiáng)勁地加速而迅速地運(yùn)動(dòng)。以這種方式，節(jié)流作用能夠有效地對(duì) 活塞后期運(yùn)動(dòng)起緩沖作用，直至活塞13達(dá)到第二開關(guān)位置。為了設(shè)定對(duì)應(yīng)的開關(guān)速度或開關(guān)時(shí)間，可將至少一個(gè)可調(diào)整的限流器22、50在功 能上關(guān)聯(lián)于開關(guān)座閥V。可將可調(diào)整的限流器22安裝在壓力管路16上。將可調(diào)整的限流 器50安裝在箱管路17上。圖2以縱向剖視圖表示出圖1的開關(guān)座閥V的一個(gè)實(shí)施例，其處于電力斷路裝置T 的斷路開關(guān)S接通時(shí)的開關(guān)位置。除作為殼體通道而形成的各端口(工作端口 10、箱端口 11、壓力端口 12和先導(dǎo)壓力端口 14)之外，在開關(guān)座閥V的殼體25內(nèi)還增設(shè)一個(gè)箱端口。 這個(gè)增設(shè)的箱端口限定流動(dòng)路徑21，流動(dòng)路徑21可通向箱，或通向箱管路17，或在殼體25 內(nèi)延伸到箱端口 11。在殼體25內(nèi)形成用于活塞13的腔室26。腔室26的兩端都被封閉。 在工作端口 10的區(qū)域，在腔室26內(nèi)設(shè)置兩個(gè)有軸向距離的閥座43和44。在這一實(shí)施例 中，閥座43和44可交替地與成形在活塞13上的圓錐形座落表面45和46互相作用。閥座 43和44限定兩個(gè)活塞13開關(guān)位置，在每個(gè)開關(guān)位置對(duì)應(yīng)的閥座43或44被嚴(yán)密地堵住而 不允許任何泄漏。第二開關(guān)表面24是活塞13上的外環(huán)形表面，其由密封件27密封隔離于 壓力端口 12和流動(dòng)路徑21?；钊挠叶硕嗣婧颓皇叶嗣嬷g限定腔室28。腔室28的容 積內(nèi)的液壓介質(zhì)在活塞13向第二開關(guān)位置(密封表面46座落抵靠閥座44)運(yùn)動(dòng)過程中被 排出而流經(jīng)限流部23進(jìn)而流過流動(dòng)路徑21而流向箱。這種情況中的限流部23是布置在 流動(dòng)路徑21的起始處并在腔室26的在這一區(qū)域的內(nèi)壁和在活塞13的圓周上的節(jié)流表面 段29 (圓柱形節(jié)流表面)之間形成預(yù)定寬度的節(jié)流間隙S。活塞13的外周和/或腔室26 的內(nèi)壁都是相應(yīng)地進(jìn)行加工的而形成節(jié)流間隙S。節(jié)流間隙S(在活塞13的行程x上)是 設(shè)定為在工作端口 10已連通于箱端口 11時(shí)首先開始起節(jié)流作用。為了確保從工作端口 10到箱端口 11的連通或從工作端口 10到壓力端口 12的連 通，首先在活塞13走了某一預(yù)定的行程之后，即在座落表面45或46已經(jīng)脫離閥座43或44 之后，就能完全開通，可以任選地在活塞13上形成延續(xù)于座落表面45或46的圓柱形表面 47。這樣，圓柱形表面47可防止壓力端口 12和箱端口 11之間的液壓短路。由于圖2中腔室26的內(nèi)壁和活塞13的圓周表面段29之間的軸向交疊逐漸增大， 而節(jié)流間隙S的寬度大致恒定，這使節(jié)流間隙S的毛細(xì)管長(zhǎng)度逐漸增大，所以隨著活塞13 向第二開關(guān)位置行進(jìn)，限流部23的節(jié)流作用逐漸增強(qiáng)。以這種方式，在活塞13排出被圍容積內(nèi)的液壓介質(zhì)的同時(shí)可產(chǎn)生作用在活塞13上的逐漸增大的力。該逐漸增大的力對(duì)抗作 用在第一開關(guān)表面15 (即活塞13內(nèi)的盲孔的底30)上的力。該逐漸增大的力可對(duì)座落表 面46在閥座44上的座落動(dòng)作起緩沖作用，如同吸震器。被排出的液壓介質(zhì)體積在圖2所示的實(shí)施例中對(duì)應(yīng)于活塞整個(gè)右端端面的橫斷 面面積與活塞13乘以座落表面46座落到閥座44上時(shí)的行程(例如行程x)的數(shù)學(xué)乘積。 由于固定地支承于腔室左端的銷32插進(jìn)活塞13上的盲孔并與密封在盲孔內(nèi)，永久性地承 受通過活塞13上的通道31來(lái)自壓力端口 12的壓力作用的盲孔的底30具有產(chǎn)生力的作用。 如上所述，孔底30的尺寸小于第二開關(guān)表面24的尺寸。作為(任選的)詳細(xì)變型，圖2中在活塞13的圓周表面段29的起始處示出肩部 48。對(duì)限流部23起決定性作用的節(jié)流表面例如可從這個(gè)地方開始。肩部48甚至可形成與 腔室的壁內(nèi)的流動(dòng)路徑21的口部像光圈那樣共同起作用的控制表面或控制邊緣。這個(gè)增 設(shè)的液壓流動(dòng)限流部有助于增強(qiáng)由節(jié)流間隙內(nèi)的逐漸增大的軸向交疊引起的對(duì)活塞13起 緩沖作用的節(jié)流作用。在流動(dòng)路徑21的口部在腔室26的內(nèi)壁上有沿軸線方向確定的縱向 延伸長(zhǎng)度(和/或可選地具有具體的幾何形狀)的情況中，這個(gè)長(zhǎng)度延伸于與活塞13行程 相同的長(zhǎng)度直至活塞的座落表面46座落到閥座44上，甚至只靠肩部48，就可產(chǎn)生逐漸增 大的節(jié)流作用(宛如可調(diào)節(jié)光圈)而對(duì)活塞13起緩沖作用。于是，節(jié)流間隙S可以可選地 有較大的寬度。作為選項(xiàng)，甚至可將圖2中的活塞右端端面直接用作控制表面(類似于肩 部48)，用于與流動(dòng)路徑21的對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度和具體構(gòu)形的口部像光圈那樣地共同起作用，使活 塞13的圓周表面在例如座落表面46座落到閥座44上時(shí)首先把所述口部完全堵住。圖3中的開關(guān)座閥V的實(shí)施例不同于圖2的實(shí)施例，其不同點(diǎn)主要在于，為達(dá)到吸 收沖擊或?qū)钊┘泳彌_作用通過限流部23排出的液壓介質(zhì)的量較小并且是被限定在由 腔室26的內(nèi)壁、活塞右端的環(huán)形表面33和腔室右端內(nèi)的突出體34圍成的環(huán)狀腔室28內(nèi)。 有利的是，可將突出體34支承在腔室26內(nèi)，使得其可橫向于活塞13的軸線方向浮動(dòng)地運(yùn) 動(dòng)，如雙向箭頭35所指示。突出體34伸進(jìn)設(shè)在活塞13上的內(nèi)部腔室38并在其自由端區(qū) 域有圓柱形節(jié)流表面36 (帶面)，其軸向長(zhǎng)度實(shí)際上對(duì)應(yīng)于可以是例如腔孔的內(nèi)部腔室38 的深度。內(nèi)部腔室38在其內(nèi)壁的一部分處也有環(huán)形的圓柱形節(jié)流表面39。限流部23的節(jié) 流間隙S形成在兩個(gè)節(jié)流表面36和39之間。圖3中的流動(dòng)路徑21，例如為了節(jié)省空間， 至少部分地容納在活塞13內(nèi)，并且可由兩段通孔21a和21b構(gòu)成，這兩段通孔平行于活塞 13的軸線并且互相錯(cuò)開且彼此相交。流動(dòng)路徑21有在活塞左端端面上的口部并通過腔室 的左端連通于箱端口 11。節(jié)流表面36和節(jié)流表面39之間的軸向距離對(duì)應(yīng)于行程x(在圖 3所示的開關(guān)位置)，這可確保在工作端口 10已連通于箱端口 11時(shí)在活塞13向第二開關(guān) 位置運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)從腔室28排出的液壓介質(zhì)體積的節(jié)流作用首先開始發(fā)揮。但是，隨后， 由于節(jié)流表面36和節(jié)流表面39之間的軸向交疊逐漸增大而節(jié)流間隙S的寬度大致保持恒 定，所以節(jié)流作用隨活塞13的進(jìn)一步行進(jìn)而逐漸地增強(qiáng)。圖3中的開關(guān)座閥V的其它構(gòu)造 對(duì)應(yīng)于圖2中的開關(guān)座閥的構(gòu)造。圖4中的開關(guān)座閥V的實(shí)施例類似于圖3所示的實(shí)施例。作為圖4中的附加結(jié) 構(gòu)措施，在突出體34和活塞13之間設(shè)有卡制系統(tǒng)(ratcheting system) R0這個(gè)卡制系統(tǒng) R例如是一種有多個(gè)球體的圓球式卡制系統(tǒng)，這些球體由彈簧加載而突出于突出體34的圓 周表面。這些球體在兩個(gè)開關(guān)位置分別嚙合入環(huán)槽40和41內(nèi)而可將活塞13保持在對(duì)應(yīng)位置(在兩個(gè)開關(guān)位置的自保持作用)。為了確保限流部23的節(jié)流作用在工作端口 10已 連通于箱端口時(shí)在活塞13向第二開關(guān)位置運(yùn)動(dòng)過程中首先開始發(fā)揮作用，在突出體34的 自由端內(nèi)設(shè)帶橫向孔的通道42。通道42的位置限定行程位置x，在行程x之后節(jié)流作用開 始發(fā)揮作用，隨后，隨著活塞13向第二開關(guān)位置的行程運(yùn)動(dòng)，節(jié)流作用逐漸增強(qiáng)。圖5中的開關(guān)座閥V的實(shí)施例，因?yàn)榱鲃?dòng)路徑21是布置成作為在腔室右端在殼體 25內(nèi)的又一箱端口，所以類似于圖2所示的實(shí)施例。這個(gè)流動(dòng)路徑的在腔室26的壁上的口 部不必是圓的，而是可以替代地具有任意選擇的幾何形狀，以便對(duì)也相應(yīng)地由活塞右端邊 緣和口部之間的共同作用引起的節(jié)流作用或節(jié)流作用的增強(qiáng)的進(jìn)展施加影響。與圖2的實(shí) 施例的不同在于，圖5中的腔室28是由突出體34界定的環(huán)狀腔室?？稍谕怀鲶w34上選配 地設(shè)置卡制系統(tǒng)R。為了能把液壓介質(zhì)基本上無(wú)任何節(jié)流作用地從內(nèi)部腔室38排出而進(jìn)入 腔室28，突出體34內(nèi)設(shè)置了孔42，和橫向孔。在這一情況中，孔42’比圖4中的孔深。圖6所示的開關(guān)座閥V的實(shí)施例也有在腔室26里伸進(jìn)活塞13的內(nèi)部腔室38的突 出體34。在這一情況中，開關(guān)座閥V甚至設(shè)有一個(gè)以上限流部23 (例如有兩個(gè)限流部23)。 對(duì)從腔室38排出的液壓介質(zhì)，第一限流部23形成在流動(dòng)路徑21的口部(殼體25內(nèi)的又 一個(gè)箱端口)。用于從內(nèi)部腔室38排出而進(jìn)入腔室28的液壓介質(zhì)的第二限流部23設(shè)置 在突出體34和內(nèi)部腔室38之間?；钊叶说挠糜谛纬晒?jié)流間隙S的環(huán)形表面33在圖示 的開關(guān)位置到流動(dòng)路徑21的口部的后邊緣有一個(gè)對(duì)應(yīng)于行程x2的距離。在活塞走過對(duì)應(yīng) 于這個(gè)距離的行程之后節(jié)流作用明顯地開始并逐漸增強(qiáng)。突出體34的自由端或突出體34 圓周上的節(jié)流表面36的前邊緣到內(nèi)部腔室38的內(nèi)壁上的節(jié)流表面39的前邊緣先保持對(duì) 應(yīng)于行程xl的距離。在活塞首先走過對(duì)應(yīng)的行程xl之后節(jié)流作用開始發(fā)揮作用并逐漸增 強(qiáng)。行程xl和x2可選擇成使節(jié)流作用在工作端口已連通于箱端口時(shí)首先開始發(fā)揮作用。 隨后，節(jié)流作用逐漸地增強(qiáng)直至到達(dá)第二開關(guān)位置。在這一情況中，兩個(gè)限流部23共同地 發(fā)揮作用而作為兩個(gè)緩沖階段，因而可避免座落表面46和閥座44之間的強(qiáng)烈撞擊。兩個(gè) 緩沖階段中的一個(gè)緩沖階段在行程xl之后開始對(duì)從內(nèi)部腔室38排出而進(jìn)入腔室28的液 壓介質(zhì)起作用并且例如是較早的，而另一個(gè)緩沖階段是在行程x2之后開始對(duì)從腔室28排 出而進(jìn)入流動(dòng)路徑21的液壓介質(zhì)起作用。
權(quán)利要求
一種用于電力斷路裝置(T)的液壓開關(guān)座閥(V)，所述開關(guān)座閥包括活塞(13)，所述活塞在腔室(26)內(nèi)通過先導(dǎo)壓力控制在兩個(gè)開關(guān)位置之間直線運(yùn)動(dòng)，所述活塞(13)具有周向座落表面(45、46)，用于在所述開關(guān)位置交替地與設(shè)置在所述腔室(26)內(nèi)的閥座(43、44)中相應(yīng)的一個(gè)共同作用，且從而無(wú)任何泄漏地堵塞所述相應(yīng)的閥座(43、44)；工作端口(10)至少一個(gè)箱端口(11)；壓力端口(12)；以及先導(dǎo)壓力端口(14)，每個(gè)端口在所述腔室(26)內(nèi)具有相應(yīng)的口部，其特征在于，設(shè)有通向箱并包含至少一個(gè)限流部(23)的流動(dòng)路徑(21)，用以在所述活塞(13)向開關(guān)位置的行程運(yùn)動(dòng)過程中通過所述活塞前端的至少一部分從所述腔室排出的液壓介質(zhì)對(duì)所述活塞的運(yùn)動(dòng)施加緩沖。
2.如權(quán)利要求1所述的液壓開關(guān)座閥，其特征在于，所述限流部(23)形成為使對(duì)所述 排出體積的液壓介質(zhì)的節(jié)流作用沿所述活塞(13)向?qū)⑺龉ぷ鞫丝?10)與所述箱端口 (11)連接的所述開關(guān)位置運(yùn)動(dòng)方向根據(jù)所述活塞的行程而增強(qiáng)，以及較佳地是，所述節(jié)流 作用在所述活塞(13)的初始運(yùn)動(dòng)將所述工作端口(10)連接到所述箱端口(11)之后開始 作用。
3.如權(quán)利要求1或2所述的液壓開關(guān)座閥，其特征在于，所述限流部(23)布置在所述 活塞(13)上，以及較佳地是，通向所述箱的所述流動(dòng)路徑(21)從所述活塞(13)上的所述 限流部(23)延伸到所述活塞前端，用來(lái)自所述箱端口(11)的壓力加載所述活塞前端。
4.如權(quán)利要求3所述的液壓開關(guān)座閥，其特征在于，在所述腔室的端部?jī)?nèi)布置有固定 的突出體(34)，所述突出體(34)伸進(jìn)形成在所述活塞前端的內(nèi)部腔室(38)內(nèi)，所述突出體 (34)和所述活塞(13)的環(huán)形外表面(33)界定環(huán)狀腔室(28)，用于對(duì)被從所述腔室(28) 排出而流向所述內(nèi)部腔室(38)的所述容量的液壓介質(zhì)節(jié)流的所述限流部(23)形成在所述 突出體(34)與所述內(nèi)部腔室(38)之間，以及較佳地是，所述流動(dòng)路徑(21)具有在所述內(nèi) 部腔室(38)內(nèi)的口部或端部。
5.如權(quán)利要求3所述的液壓開關(guān)座閥，其特征在于，所述流動(dòng)路徑(21)包括或者至少 一個(gè)平行于或傾斜于所述活塞的軸線延伸的孔，或者兩個(gè)在橫向互相錯(cuò)開但彼此相交的軸 向孔(21a、21b)。
6.如權(quán)利要求4所述的液壓開關(guān)座閥，其特征在于，所述突出體(34)在自由前端具有 大致圓柱形的帶面，所述帶面包括軸向長(zhǎng)度約對(duì)應(yīng)于形成為孔的所述內(nèi)部腔室(38)的深 度的節(jié)流表面(36)，在所述節(jié)流表面(36)與在所述內(nèi)部腔室(38)的壁上的另一個(gè)節(jié)流表 面(39)之間設(shè)有節(jié)流間隙⑶，以及由于所述節(jié)流間隙⑶的寬度大致為恒定，所以在所述 節(jié)流間隙內(nèi)所述節(jié)流表面(36、39)之間的軸向交疊隨著所述活塞(13)的行程增大時(shí)，所述 節(jié)流作用增強(qiáng)。
7.如權(quán)利要求4所述的液壓開關(guān)座閥，其特征在于，在所述突出體(34)與所述活塞 (13)之間設(shè)有機(jī)械卡制系統(tǒng)(R)，用于把所述活塞定位在兩開關(guān)位置，較佳地是，所述卡制 系統(tǒng)(R)是彈簧加載的圓球式卡制系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求1或2所述的液壓開關(guān)座閥，其特征在于，在所述活塞(13)與所述腔 室(26)的壁之間設(shè)有至少一個(gè)限流部(23)，以及所述流動(dòng)路徑(21)從處在界定所述腔室 (26)的殼體(25)內(nèi)的所述限流部(23)延伸到所述箱，以及較佳地是，在所述腔室(26)的 壁上有另一個(gè)箱端口。
9.如權(quán)利要求8所述的液壓開關(guān)座閥，其特征在于，所述活塞(13)設(shè)有大致圓柱形的節(jié)流表面(29)，所述節(jié)流表面(29)和所述腔室(26)的所述內(nèi)壁形成連通于所述流動(dòng)路徑 (21)的節(jié)流間隙(S)，用于對(duì)被排出而流向所述流動(dòng)路徑(21)的液壓介質(zhì)進(jìn)行節(jié)流，使得 在所述節(jié)流表面(29)與所述腔室(26)的壁之間的軸向交疊隨所述活塞的行程運(yùn)動(dòng)逐漸增 大而所述節(jié)流間隙的寬度保持大致恒定時(shí)，對(duì)被排出的液壓介質(zhì)的所述節(jié)流作用增強(qiáng)。
10.如權(quán)利要求8所述的液壓開關(guān)座閥，其特征在于，所述活塞(13)上設(shè)有肩部(48)， 所述肩部(48)形成與所述流動(dòng)路徑(21)的形成在所述腔室(26)的壁上的口部共同作用 的控制表面或控制邊緣，使得隨著所述軸向交疊的逐漸增大，所述肩部(48)使所述流動(dòng)路 徑21的在所述腔室(26)的壁上的所述口部像可調(diào)整光圈那樣節(jié)流。
11.如權(quán)利要求8所述的液壓開關(guān)座閥，其特征在于，所述固定的突出體(34)是布置在 所述腔室端部，所述突出體(34)伸進(jìn)所述活塞(13)上的內(nèi)部腔室(38)，所述突出體(34) 和所述活塞前端的環(huán)形表面(33)共同界定腔室(28)，以及較佳地是，所述活塞(13)與所述 突出體(34)之間設(shè)有機(jī)械的卡制系統(tǒng)(R)，用于把所述活塞(13)定位在兩開關(guān)位置，較佳 地是，所述卡制系統(tǒng)(R)是彈簧加載的圓球式卡制系統(tǒng)。
12.如權(quán)利要求11所述的液壓開關(guān)座閥，其特征在于，在所述突出體(34)與所述內(nèi)部 腔室(38)之間設(shè)有第二限流部(23)，所述第二限流部(23)在所述活塞(13)向所述第二開 關(guān)位置運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)被從所述內(nèi)部腔室(38)排出而流向所述腔室(28)的液壓介質(zhì)產(chǎn)生增 強(qiáng)的節(jié)流作用。
13.如權(quán)利要求4或11所述的液壓開關(guān)座閥，其特征在于，所述突出體(34)被支承在 所述腔室端部?jī)?nèi)，使得所述突出體(34)能夠橫向于所述活塞的軸線浮動(dòng)地運(yùn)動(dòng)。
14.如前述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的液壓開關(guān)座閥，其特征在于，在所述開關(guān)座閥 (V)的壓力側(cè)和箱側(cè)功能性地關(guān)聯(lián)有可調(diào)節(jié)限流器(50、22)，用于設(shè)定所述活塞(13)的開關(guān)速度。
15.一種電力斷路裝置(T)，包括用于接通或斷開斷路開關(guān)(S)的觸點(diǎn)(3、4)的液壓缸 (Z)，所述液壓缸(Z)通過先導(dǎo)壓力控制的開關(guān)座閥(V)連接到壓力源(7、9)和箱，所述開 關(guān)座閥(V)包含有活塞(13)，所述活塞能夠在腔室(26)內(nèi)在由閥座(43、44)限定的開關(guān)位 置之間運(yùn)動(dòng)，其特征在于，所述開關(guān)座閥(V)里設(shè)有至少一個(gè)限流部(23)和通向箱的流動(dòng) 路徑(21)，用于所述活塞(13)向至少一個(gè)開關(guān)位置運(yùn)動(dòng)過程中被排出的體積的液壓介質(zhì)， 所述流動(dòng)路徑(21)連通于所述限流部(23)，以及所述限流部(23)形成為節(jié)流作用沿所述 活塞(13)向一個(gè)所述開關(guān)位置的運(yùn)動(dòng)方向增強(qiáng)。
全文摘要
提供一種電力斷路裝置(T)的液壓開關(guān)座閥(V)，其包含被直線引導(dǎo)的活塞(13)，活塞上有座落表面，各座落表面可交替地且阻塞地與相應(yīng)的閥座共同作用，這種開關(guān)座閥(V)有工作端口(10)、至少一個(gè)箱端口(11)、壓力端口(12)、以及先導(dǎo)壓力端口(14)，每個(gè)端口在容納活塞(13)的腔室(26)內(nèi)具口部，這種開關(guān)座閥具有延伸到箱并與至少一個(gè)限流部(23)連通的流動(dòng)路徑(21)，限流部(23)用于對(duì)被活塞前端的至少一部分從封閉腔室端部排出的一定體積的液壓介質(zhì)進(jìn)行節(jié)流。
文檔編號(hào)H01H3/24GK101989503SQ20101024521
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者G·杰姆勒, M·斯德恩豪瑟 申請(qǐng)人:哈維液壓歐洲公司