[发明专利]阀装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种阀装置，尤其是一种用于液压系统中的阀装置。

液压系统用于不同类型的移动式机器上，以便控制移动式机器的工具和功能件的操作。原则上有两种不同类型的阀用于这些工具或功能件的液压控制：开口中心阀和负载检测阀(该负载检测阀通常称为LS阀)。

开口中心阀主要用于包括具有固定排量的泵的系统中。泵产生恒定流量，并通常由具有预定恒定转速的柴油马达来驱动。当控制工具的阀处于空档位置时，液压流体经过阀的“开口中心”在低压下返回储罐。当阀调节成向功能件提供一定流量时，这将意味着同时使得通过开口中心的流量减小至相应程度。在开口中心阀中使用的泵压力取决于为了执行合适功能而必须克服的负载。

另一方面，LS阀主要用于包括具有可变排量的泵的系统中。泵的排量通过阀系统来连续控制，以使得不同的功能件获得合适量的流量。也可选择，可变泵可以换成固定泵和所谓的负载检测旁通阀。这样的系统包括更低的初始投资，但是有更高的操作成本，因为有更大能量损失。本发明主要将用于LS系统。

背景技术

在图1中表示了普通的LS阀，它提供有压力调节器R。压力调节器通常用于液压系统中，以便获得对所有功能件的更好控制，泵P布置成向功能件供给流量。第一压力P_OC通过第一控制管道而作用在压力调节器R的第一侧。第二压力P_I作用在压力调节器R的另一侧，并等于工作工具(泵P与该工作工具连接)的马达口中的压力。弹簧S布置成作用在压力调节器的相同侧(图1中的底侧)，其中，弹簧力可以认为等于压力ΔP。因此，在控制阀或流量调节阀F上的压力降恒等于ΔP。

这样的性能意味着流过用于某些杠杆控制位置的控制阀的流量的调节将很重要，而不管负载如何。普通的负载检测阀向消费者供给一定流量，该流量在任何时候都与流量调节阀F的开口尺寸成比例。该流量即使在消费者并不能获取流量时也提供。这是例如当负载具有高惯性时的情况。在这种情况下，将花费相当长的时间来改变负载的速度。当阀供给的流量大于负载口能够接收的流量时，压力将升高，且在理想情况下压力将一步升高，即非常高。实际上，压力将增大，直到卸压阀(未示出)打开，并将压力限制为预定最大值。快速增加的压力使得负载进行最大加速，以使得负载的速度增加。理想负载检测系统并不适合具有较大惯性的负载或者优选是用于控制压力(而不是流量)的功能件。通过负载检测阀进行惯性负载管理意味着管理变得突然，因为角速度为零或最大值。

在US4981159中介绍了压力补偿LS阀，其中，压力调节器用于以不同方式连续调节压力差。

压力差是在作用于相对区域上的两个压力之间的差值，其中，一个区域受到来自于弹簧S的附加力。因此，原则上，压力差等于转变成压力的弹簧力，即ΔP。压力调节器R以产生基本恒定压力差的方式来调节，而不管流过阀的流量如何，这可以以不同方式来使用，例如为了获得流量调节。

在如图1所示的普通LS阀中，压力调节器R的这种特征用于获得在流量调节阀的进口节流器上的恒定压力降。在US4981159中(它在图2中示意表示)，该特征代替用于获得通过节流器38的恒定流量。节流器38与流量调节阀F的节流器相比通常非常小，为百分之几的量。因此，图2中的调节流量比图1中的最大调节流量小得多。

图1中的调节流量用于获得与阀连接的负载的精确速度控制。图2中的小得多的流量代替用于通过利用操作人员的操作杆控制器来控制节流器44的尺寸，从而控制压力调节器的压力。

当阀的操作杆控制器处于空档位置时，节流器44打开最大。然后，流过节流器38的恒定流量可以在低压力降下经过可变节流器44。因此，压力调节器R的压力信号等于低压。因此，压力调节器R必须将它的出口压力调节至与弹簧力的压力相等的压力。该压力通常在5-10巴的范围内。当操作人员操纵阀时，可变节流器44将根据操作杆位置而连续关闭。因此，通过节流器38的恒定流量将在它经过节流器44通向储罐T时遇到更大阻力，因此在信号管道中的压力P_S将增加。相应的，压力调节器的调节压力将增加。调节压力将为P_S加上与弹簧力相对应的压力ΔP。因此，调节压力原则上完全独立于经过进口节流器通向负载的流量。

从图1至图2的相对较小变化意味着流量调节阀获得完全相反的特性。代替控制流向负载的流量，调节将相反地变化成控制进口节流器上游的压力。

两种不同的阀装置有特定的优点，但是在其它情况下有不同情况和少得多的优点。因此希望根据实际情况来组合这些特性。