《具有限流器的独立计量阀.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《具有限流器的独立计量阀.pdf（11页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN103328829A43申请公布日20130925CN103328829ACN103328829A21申请号201180065621222申请日2011112912/971,14920101217USF15B13/02200601E02F9/22200601F16K31/1220060171申请人卡特彼勒公司地址美国伊利诺伊州72发明人J费拉兹A埃格尔加马鹏飞M贝斯乔纳74专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人苏娟冯思思54发明名称具有限流器的独立计量阀57摘要公开了一种独立计量阀24IMV总成，所述独立计量阀总成包括包含有进口29的计量干线21。IMV总成还包括与。
2、流体源和进口29连通的液压机械的控制阀37。控制阀37还包括具有封闭端46和开口端42的阀芯43。控制阀37包括偏压元件48，该偏压元件使控制阀37或阀芯43朝打开位置偏压从而在流体源和进口29之间建立连通。控制阀37还包括负载信号管线45，该负载信号管线提供在进口29上游的控制阀37的出口18和阀芯43的封闭端46之间的连通。其中在负载信号管线45中的高压允许控制阀37向关闭位置移动从而在高压条件的过程中克服偏压元件48的偏压并减少向进口29的流动。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2013071986PCT申请的申请数据PCT/US2011/0623572011112987PCT申。
3、请的公布数据WO2012/082354EN2012062151INTCL权利要求书2页说明书5页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图3页10申请公布号CN103328829ACN103328829A1/2页21一种独立计量阀24IMV总成，包括包括进口29的计量干线21；与流体源和进口29连通的液压机械的控制阀37，控制阀37包括偏压元件48，该偏压元件将控制阀37朝打开位置偏压从而在流体源和进口29之间建立连通，控制阀37还包括有封闭端46和开口端42的阀芯43，控制阀37包括负载信号管线45，该负载信号管线提供在进口29的上游的控制阀37的出。
4、口18和阀芯43的封闭端46之间的连通，其中在负载信号管线45中的高压允许控制阀37向关闭位置移动从而在高压条件期间克服偏压元件48的偏压并减少到进口29的流动。2如权利要求1所述的IMV总成，其中，偏压元件48与计量干线21连通。3如权利要求1或2所述的IMV总成，其中，偏压元件48在控制阀37的开口端42上施加预设的力来保持控制阀37处于打开位置。4如前述的权利要求的任一项所述的IMV总成，其中偏压元件48与信号管线41连通，该信号管线与计量干线21连通。5如前述的权利要求的任一项所述的IMV总成，还包括布置在负载信号管线45和进口29之间的止回阀38和孔39。6如前述的权利要求的任一项所。
5、述的IMV总成，其中计量干线21还包括第一和第二计量阀24，每个计量阀都与进口29并联地连通，第一计量阀24与第一出口18连通，第二计量阀24与第二出口18连通，计量干线21还包括布置在第一出口18和回流口31之间的第三计量阀24，和布置在第二出口18和回流口31之间的第四计量阀24，总成还包括具有头部腔室15、连杆室16和布置在头部腔室和连杆室之间的活塞13的缸，以及其中第一出口18和头部腔室15连通，第二出口18和连杆室16连通。7如权利要求6所述的IMV总成，其中头部腔室15与第一卸压阀33连通。8如权利要求6所述的IMV总成，其中连杆室16和第二卸压阀33连通。9如前述的权利要求的任一。
6、项所述的IMV总成，其中计量干线21还包括第一和第二计量阀24，每个计量阀都与进口29并联地连通，第一计量阀24与第一出口18连通，第二计量阀24与第二出口18连通，计量干线21还包括布置在第一出口18和回流口31之间的第三计量阀，和布置在第二出口18和回流口31之间的第四计量阀24，总成还包括有两个口的液压马达61，其中第一出口18和一个口连通，第二出口18和另一个口连通。10如前述的权利要求的任一项所述的IMV总成，其中计量阀24是具有两个口和两个限定位置的常关的方向控制阀。11如权利要求6所述的IMV总成，其中，计量阀24由控制器独立地且电子地控制，并且控制阀37至少部分地通过负载信号管。
7、线45中的压力、信号管线41中的压力和偏压元件48被液压机械地控制。12如权利要求9所述的IMV总成，其中计量阀24独立地和电子地由控制器28控权利要求书CN103328829A2/2页3制，并且控制阀至少部分地通过负载信号管线45中的压力，信号管线41中的压力和偏压元件48被液压机械地控制。13一种用于当高流量或高压被供给到相邻的液压部分36时液压机械地限制经过独立的计量阀24IMV总成的流动的方法，方法包括提供IMV总成，IMV总成包括包含有进口29的计量干线21，该总成还包括与流体源和进口29连通的液压机械的控制阀37，该控制阀37包括具有封闭端46和开口端42的阀芯43，控制阀37包括。
8、偏压元件48，该偏压元件将控制阀37朝向打开位置偏压以建立在流体源和进口29之间的连通，控制阀37包括负载信号管线45，该负载信号管线提供在进口29的上游的控制阀37的出口18和阀芯43的封闭端46之间的连通；在负载信号管线45中允许高压从而使得控制阀37朝向关闭位置移动，从而在高压条件过程中克服偏压元件48的偏压并减少流向进口29的流动。权利要求书CN103328829A1/5页4具有限流器的独立计量阀技术领域0001本发明总体上涉及用于液压机械地限制到独立计量阀IMV总成的流量的系统和方法。背景技术0002控制液压回路的液压输出装置的运转可通常使用单独的滑阀式阀来完成。单独的滑阀有一系列的。
9、计量槽，这些计量槽控制液压回路中液压流体的流动，包括从泵到液压输出装置的流动和从液压输出装置到罐、排水管或储液器的流动。当液压输出装置是液压缸，这些流动通常分别指泵到缸的流动或缸到罐的流量。0003计量槽加工到滑阀的杆中。通过这种布置，槽正时和调整是固定的。为了修正液压回路的性能，杆必须重新加工，这可以是昂贵的。此外，为了给液压回路的性能增加附属的特性，可能需要全新的杆。因此，给液压回路的性能增加特性或优化液压回路的性能是昂贵的和费时的。0004在独立的计量阀IMV总成中发现了更加灵活的系统，该系统典型地包括四个独立操作的、电子控制的计量阀来控制液压回路中的流动。四个独立的控制计量阀可被称作“。
10、计量干线”。计量阀中的两个位于输入口和输出口之间。另两个计量阀位于输出口和回流口之间。因为每个计量阀都是电子控制的，通过调节给计量干线的一个或多个阀的控制信号，液压回路的性能能够修正。用于液压功能的IMV总成的例子在US2006/0266027和US2005/0087065中被公开。0005如在US2006/0266027和US2005/0087065中示出的，已知使用与内燃机相关联的IMV总成。这样的IMV总成典型地接收来自液压泵的增压液压流体，该液压泵与单独的液压负载流体地连通来提供单独的液压功能。例如，IMV总成可流体地和用于单独的输出功能例如，使在装载设备前端上的负载铲斗翻转的双向液压。
11、缸流体地联接。因为IMV总成典型地包括有四个独立控制的计量阀的计量干线，一对阀联接到液压缸的头端部，另一对阀联接到液压缸的连杆端。在IMV总成中的每对计量阀允许到液压缸的流动和从液压缸出来的流动。可独立控制的计量阀可使用控制器典型地根据从一个或多个传感器接收的不同的输入信号进行电子控制。0006通常，在使用单一流体源或共轨的液压系统中使用多个IMV。在这种类型的设计中，单独的泵可为共轨泵送流体。一个液压回路比另一个回路可要求更多的流量或更多高的压力。因为单个泵向所有的回路输送流体，则存在流体或压力以可能毁坏回路的液压功能的速度或压力传送给一个回路的危险。例如，给液压缸或给液压马达的超过了这些装。
12、置的最大能力的过度的流量或压力会导致这些装置的失效。0007所需要的是用于控制IMV总成的系统和方法，该系统和方法允许用于液压回路的相邻部分最优化地执行，而无需修正计量干线的电子控制。更具体地说，需要一种方式用于当液压系统的相邻的第二部分要求高流量时液压机械地限制到第一IMV总成的流动从而使由第二液压系统要求的高流量不毁坏第一IMV总成的液压功能。对到IMV的流动的液说明书CN103328829A2/5页5压机械地限制比依靠电子控制系统更快，并且可避免对马达或缸的毁坏。发明内容0008公开了一种独立计量阀IMV总成，包括包含有进口的计量干线。IMV总成还包括与流体源和进口连通的机械液压控制阀。。
13、控制阀包括偏压元件，该偏压元件将控制阀朝向打开位置偏压，从而在高压条件期间建立在流体源和进口之间的连通。偏压元件允许控制阀向关闭位置移动从而在低压条件的过程中减少到进口的流动。0009公开了的另一种独立计量阀IMV总成，包括具有进口和分别与进口并联地连通的第一和第二计量阀的计量干线。第一计量阀可与第一出口连通。第二计量阀可与第二出口连通。计量干线还包括布置在第一出口和回流口之间的第三计量阀，和位于第二出口和回流口之间的第四计量阀。IMV总成还包括与变量泵连通的预加载的方向控制阀，该变量泵可与流体源连通。控制阀也可与进口连通。控制阀包括与计量干线连通的偏压元件，该偏压元件将控制阀朝打开位置偏压从。
14、而在高压条件过程中建立在流体源和进口之间的连通。偏压元件使控制阀移向关闭位置从而当输送的压力或流量太高或超出与IMV总成相关的液压功能的能力时，限制通过控制阀的流量或从进口隔离流体源。0010公开了一种方法，该方法用于当由公用泵供给高流量或高压力时，用于液压机械地限制经过独立计量阀IMV总成的流动。本发明的方法包括提供一种IMV总成，该IMV总成包括具有进口的计量干线。总成还包括与流体源和进口相连通的液压机械的控制阀。控制阀包括偏压元件，该偏压元件将控制阀朝打开位置偏压从而在高压条件的过程中建立在流体源和进口之间的连通。在高压条件的过程中偏压元件使控制阀移向关闭位置从而阻止太多的流量或太高的负。
15、载到达与IMV总成相关的液压功能。该方法还可包括偏压元件使控制阀塌缩并移向关闭位置从而减少到进口的流动或隔离从进口出来的流体源。0011在上面描述的任一个或多个实施例中，偏压元件可与计量干线连通。在上面描述的任一个或多个实施例中，偏压元件在控制阀上施加预设的力以保持控制阀在打开位置。在上面描述的任一个或多个实施例中，偏压元件和干线的开口端与信号管线连通，该信号管线可与计量干线连通。0012在上面描述的任一个或多个的实施例中，IMV总成也包括位于控制阀和进口之间的止回阀和孔。控制阀包括有封闭端和开口端的杆。偏压元件接合在杆的开口端。总成还包括与杆的封闭端连通的负载信号管线和在止回阀与控制阀之间的。
16、点。偏压元件和杆的开口端可与信号管线连通，该信号管线与进口连通。当由泵传送的压力太高时，在信号管线中将会存在高压，该高压会克服偏压元件的偏压和信号管线中的压力从而使阀移向关闭位置。0013在上面描述的任一个或多个实施例中，计量干线还包括第一和第二计量阀，每个都与进口并联地连通。第一计量阀与第一出口连通。第二计量阀与第二出口连通。计量干线还包括布置在第一出口和回流口之间的第三计量阀，和布置在第二出口和回流口之间的第四计量阀。总成还可包括有头部腔室、连杆室和位于头部腔室和连杆室之间的活塞的缸。第一出口还可与头部腔室连通，第二出口可与连杆室连通。作为一种选择，代替液压缸，总成还可包括液压马达。第一出。
17、口还可与马达的一侧连通，第二出口与马达的另一侧连通。0014在上面描述的任一个或多个实施例中，第一出口可与第一卸压阀连通。在上面描说明书CN103328829A3/5页6述的任一个或多个实施例中，头部腔室或液压马达可与第一卸压阀连通。在上面描述的任一个或多个实施例中，第二出口可与第二卸压阀连通。在上面描述的任一个或多个实施例中，连杆室或液压马达可与第二卸压阀连通。在上面描述的任一个或多个实施例中，计量阀是具有两个口和两个限定位置的常关的方向控制阀。在上面描述的任一个或多个实施例中，计量阀被控制器独立且电子地控制，并且控制阀可通过在负载信号管线中的压力、信号管线中的压力和偏压元件液压机械地控制。。
18、附图说明0015图1是根据本发明的液压回路的示意图。0016图2是根据本发明的另一个液压回路的示意图。0017图3是一个示例性的设备的图形表示，在该设备中能够使用在此公开的总成和方法。具体实施方式0018参考图1，示出了液压回路10。液压回路10给液压缸11提供动力，该液压缸包括容纳有活塞13和连杆14的壳体12。在活塞13和壳体12之间是可伸展的/可缩进的头部腔室15。从头部腔室15出来的活塞13的对面是连杆室16。头部腔室15可与输出管线17连通，该输出管线可与计量干线21的出口18连接，这将在下面会更详细的讨论。连杆室16可与输出管线22相连通，该输出管线可与计量干线21的出口23相连接。
19、。0019计量干线21包括四个计量阀2427，这些计量阀是可由控制器28单独控制的常闭方向控制阀。除了两个出口18、23之外，计量干线21包括回流口31和进口29。回流口31提供在计量干线21和在32处示出的罐、储液器或轨道之间的连通。普通的罐、储液器或轨道32被示出用于各个卸压阀33、34、回流口31和作为用于变量泵35的流体源。储液器32，可以是共轨，也可为相邻的液压部分36提供流体。泵35可以是与共轨相关联的唯一的泵，这也是为什么给一个液压部分输送高负载或高流量能够损坏相邻液压部分的功能的原因。0020液压机械地控制的控制阀37可位于泵35和进口29之间。控制阀37被示出为在打开的位置提。
20、供在泵35、止回阀38、固定孔39和进口29之间的连通。信号管线41提供在计量干线21和控制阀37的阀芯43的开口端42之间的连通。信号管线41包括固定孔44。另一个负载信号管线45在阀芯43的封闭端46和进口管线之间的连通，其中进口管线在控制阀37和止回阀38之间。负载信号管线45也包括固定孔47。偏压元件将控制阀37朝向图1示出的打开位置预加载。0021在信号管线45中的压力由于施加在泵35上的要求而过高的情况下，负载信号管线45中的压力可克服偏压元件48的力和信号管线41中的压力，控制阀37将向关闭位置移动，从而减少向进口29的流量并保护液压缸11。0022在运转时，泵35从储液器32中。
21、抽取出流体，并将它传送个预加载的控制阀37和相邻的回路36。在正常的运转条件下，通过信号管线41的明显的压力与通过偏压元件48施加的力结合使控制阀37移向所示出的打开位置，并且流体流过控制阀37、经过止回阀38、经过孔39和通过进口29的流体流入到计量干线21中。说明书CN103328829A4/5页70023控制器28控制计量阀2427。为了给头部腔室15装载流体，控制器28将会打开计量阀24和使计量阀25关闭从而允许流体流过计量阀24、经过出口18、经过输出管线17流入到头部腔室15中。为了将流体载入到连杆室16中，控制器28经使计量阀24关闭并打开计量阀25从而允许流体流经计量阀25到出。
22、口23，经由输出管线22并流入到连杆室16中。0024为了从头部腔室15中释放流体，控制器28使计量阀24关闭并打开计量阀26从而使流体能够从头部腔室15，流经输出管线17、经过出口18、经过计量阀26、经过回流口31并流入到储液器32中。为了从连杆室16中释放流体，控制器28使计量阀25关闭并打开计量阀27从而允许流体流经输出管线22、经过出口23、经过打开的计量阀27、经过回流口31回到储液器32中。0025卸压阀33、34分别与头部腔室15和连杆室16相关联。由于弹簧51的偏压，每个卸压阀33、34通常都处于关闭位置。尽管如此，当在输出管线17、22中的压力超出预设量，信号管线52中的压。
23、力将反映出压力的增加从而打开卸压阀33、34并允许流体通过卸压阀33、34到储液器32。从出口18、23分别流向的头部腔室15或连杆室16的流体可通过在53处示出的止回阀被阻止流向储液器32。0026在相邻的液压部分36要求高流量或高压力的情况下，计量干线21的管线54中的压力将由于公用泵35的使用而增加，但是适用于本发明的控制阀37。特别地，负载信号管线45中的压力也将会增加，在负载信号管线45中通过结合的压力提供的力将会克服偏压元件48的力和信号管线45中的压力41。除了泵35的作用，在于控制阀37和进口32之间延伸的管线中的止回阀38和孔39的布置产生负载信号管线45中的压力。因此，在负。
24、载信号管线45中的压力将会超过信号管线41中的压力，在某些情况下，将会超过信号管线41和偏压元件48中的压力的合力从而允许负载信号管线45中的压力使控制阀37移向关闭的位置从而减少经过控制阀37到计量干线21的流动。结果，控制阀37液压机械地控制到进口32的流动，并且在由泵35和相邻液压部分36的要求导致的超过的压力条件的情况下，控制阀37能够减少或完全关闭向进口32的流动。0027图1示出了其特征为依据本发明的具有液压缸11的IMV总成的本发明的液压回路10的应用。另一方面，图2示出了具有驱动液压马达61的液压回路60的相同的IMV总成。对本领域的技术人员显而易见的是，除了缸或马达外其他液压。
25、功能可通过使用本发明的IMV总成进行操作并通过控制阀37进行保护以防止超载或超流量。0028描述的液压回路10、60可合并到一个设备中，包括但不限于在如图3中示出的挖掘机70。挖掘机70包括壳体70，该壳体包括用于操作者的座位区域。壳体71可安装在旋转总成72上，该旋转总成能够使壳体71绕垂直轴线73旋转或枢转。旋转总成72可由液压致动器，诸如例如液压马达61图2提供动力。控制阀37和计量干线21可控制增压流体到马达61的流动从而来控制旋转总成72移动的方向和速度。0029壳体71和旋转总成72可通过牵引装置74支撑。牵引装置74可以是适用于来提供挖掘机70在工作地点周围和/或在工作地点之间移。
26、动的任何类型的装置。例如，牵引装置74可包括一对履带75其中的只有一个在图3中示出。每个履带5可通过诸如液压马达61图2的液压致动器提供动力。0030挖掘机70也可包括工作执行连杆76，该工作执行连杆可操作地安装在地面接合说明书CN103328829A5/5页8工具77上。工作执行连杆76可包括吊杆78。吊杆78可枢转地安装在壳体71上用于沿箭头79指出的方向运动。在另一个示例性的实施例中，吊杆78可直接安装在旋转总成72上，壳体71可相对牵引装置74固定。在这个可选择的设计中，旋转总成72将允许吊杆绕相对于壳体71的垂直轴线枢转。0031吊杆78可枢转地安装在连杆81上用于沿箭头82指出的方。
27、向运动。连杆81可操作地安装地面接合工具77用于沿箭头83指出的方向运动。地面接合工具77可是通常用在设备上用于移动一负载84的泥土、碎屑或其他材料的任何类型的机构。例如，地面接合工具77可是铁铲、铲斗、刮片或抓斗。0032工作执行连杆76可由一系列的液压致动器提供动力，诸如例如液压回路10图1的液压缸11。图1的控制阀37和计量干线21可限制或控制流到液压缸11中的一个或从液压缸11中的一个中流出的流体的流动从而来控制吊杆78、连杆81和工作器械77的运动。0033基于从操作者接收到的输入，控制器28图1和2可适用于给每个液压回路的每个计量阀2427来提供控制信号。控制信号可适用于在每个阀的。
28、布置内移动计量阀2427来控制流体到每个液压致动器或从液压致动器出来的流动，液压致动器诸如缸11或液压马达61。以这种方式，控制器28可产生操作者要求的特殊的移动或动作。工业实用性0034独立计量阀IMV总成经常使用在各种各样的液压系统中。经常，IMV被串联地使用或是复杂的液压系统的一部分。结果是，由从共轨中供给两条回路的流体的泵供给相邻的液压部分流量或压力很高，可能需要来限制到一个IMV总成的流动。液压机械式地限制这个流动避免对电子地操作计量阀的需要，并且液压机械地限制流动提供了快速的响应。如果相邻的液压部分需要超过另一个缸或马达的更高的流量或更高的压力，限制到缸或马达的压力或流量的响应的推。
29、迟可能会潜在地毁坏缸或马达。0035例如，在叠加阀中，当有两个彼此相邻的液压部分，并且每个液压部分分享同样的泵轨或同一个泵，如果一部分需要高流量，另一部分能够在低流量下运转，本发明的液压机械的调节将会限制计量干线上游的流量，而不需要用控制器操纵计量干线。0036因此，除了在图12中示出的阀布置和液压回路，还公开了一种方法，该方法用于当由一个共属于两个部分的泵向相邻的液压部分供给高流量或高压时，用于液压机械地限制通过独立的计量阀IMV总成的流动。本发明的方法包括提供包括计量干线的IMV总成，其中计量干线包括进口。总成还包括与流体源和进口连通的液压机械控制阀。控制阀包括偏压元件，该偏压元件将控制阀朝打开位置偏压从而在正常的运转条件下在流体源和进口之间建立连通。由泵引起的在负载信号管线中的压力将会克服偏压元件的力和与干线的开口端相连的信号管线中的任何压力来使控制阀朝向关闭位置移动。说明书CN103328829A1/3页9图1说明书附图CN103328829A2/3页10图2说明书附图CN103328829A103/3页11图3说明书附图CN103328829A11。