专利名称：压力控制阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种先导提升型压力控制阀，如果液压泵侧的液压流 体的压力被升高到某一指定压力以上，该压力控制阀被移动，以将液 压泵侧的高压液压流体供回液压流体箱，从而保护液压系统。更具体地，本发明涉及一种压力控制阀，当液压流体被从高压侧 供入到低压侧时，其能抑制气穴引起的噪声和振动的产生，该气穴是 由先导提升阀结构的变化而导致的，该先导提升阀结构与压力控制阀 的底座可分离地接触，以关闭/打开流动通道。在下文中，术语"环形间隙"表示当先导提升阀从底座上被升起 并处于溢流状态时，形成于底座和先导提升阀之间的环形开口。
背景技术：
如图1和2所示，传统的先导-提升型压力控制阀包括两阶底座， 其形成于连接高压通道1和低压通道4的流动通道中；导向提升阀2， 其可分离地与底座5线接触，以关闭/打开该流动通道；和弹性件3(如 压縮螺旋弹簧)，其用于弹性地施加偏压于已被压到底座5上以关闭 流动通道的先导提升阀2，使先导提升阀2回到其初始状态。在上面描述的压力控制阀结构中，如果高压通道1中的液压流体压力超过弹性件3的预定压力，那么先导提升阀2被从底座5上升起。 相应地，高压通道l的液压流体被移至低压通道4，这样被转移到溢流 状态的液压系统能够得到保护。在这种情况下，当先导提升阀2从第二阶底座5上被升起而进入 溢流状态，且髙压通道1中的液压流体通过底座5被移至低压通道4 时，高压液压流体变为与底座5接触，产生泡沫，于是出现气穴。由 于气穴会导致振动和噪声的产生，液压系统因而变得不稳定。如图2所示，当先导提升阀2从底座5上被升起而进入溢流状态 时，形成于底座5和先导提升阀2之间的环形间隙可能被保持在偏心 状态，间隙的高端和下端部分在该偏心状态中不一样。也就是说，形 成于底座5和先导提升阀2上表面之间的环形间隙会变窄，形成于底 座5和先导提升阀2下表面之间的环形间隙会相对变宽。相比之下， 形成于底座5和先导提升阀2之间的环形间隙会变为偏心的。相应地，当先导提升阀2从底座5上被升起后，其仅由弹性件3 支撑，这样先导提升阀2在低压通道4中是浮动着的。也就是说，当 高压通道1中的液压流体穿过先导提升阀2周围被移至低压通道4时， 液压流体开始与底座5的尖角部分接触，产生泡沫。泡沫的产生导致 气穴的产生和泡沫溃灭(即消除)，相应地，难以保持环形间隙且使 其不出现偏心。在这种情况下，由于直角弹性件3的形状，和在加工与先导提升 阀2可分离地接触的底座5及先导提升阀2时所决定的底座5和先导 提升阀2的平行度、直角和照度(illumination)，先导提升阀2也可能会 出现偏心。如图2、 3a和3b所示，当被转移到溢流状态的先导提升阀2中出 现偏心时，如果底座5和先导提升阀2之间的环形间隙窄(与图2中所
示的先导提升阀的上端部分7相对应)，那么与入口中的液压流体压力 Pl相比，出口中的液压流体压力P2被突然降低。相比之下，如果底座5和先导提升阀2之间的环形间隙宽(与图2中所示的先导提升阀下端 部分8相对应)，那么与入口中的压力Pl相比，出口中的压力P2的 变化相对较小。也就是说，由于流经底座5和提升阀2下端部分8之间的环形间 隙的液压流体动量的增加，环形间隙高端和下端部分的压差达到图3a 和3b中所示的阴影部分A。先导提升阀2偏心的出现导致横向推力的 产生，且如附图所示，下端部分一侧的高压使先导提升阀2被推至具 有相对较低压力的上端部分一侧。相应地，在底座5和先导提升阀2 之间的环形间隙中出现的偏心量增加，导致先导提升阀不稳定的振动。先导提升阀不稳定的振动引起整个液压系统的振动和噪声，这些 振动和噪声使液压系统不稳定，从而降低了工作人员的工作效率。因 此，压力控制阀应更换，造成了经济损失。现在对横向推力的产生原理进行描述。如图3a和3b所示，根据Blackburn的研究，横向推力可表述如下 F-(虛AP)/4ex (2c + f)/(^(2c + f)2-4e2)-l此处，F表示横向推力，/表示间隙长度，^表示活塞直径，？表 示间隙，AP表示入口和出口的压差"-P。， e表示偏心量，c表示当活 塞的中心线与汽缸中心线一致时的最小间隙(在具有更大直径的活塞 的半径方向上的间隙)。从上述等式中可以证明，横向推力F与间隙的长度Z、活塞直径d、 间隙t以及压差AP成比例增加。在这种情况下，偏心量最优选为"0"
发明内容
相应地，本发明已经实现以解决上面提及的现有技术中出现的问 题，同时现有技术中的优点被完整保留下来。本发明的一个目的是提供一种压力控制阀，通过补偿由于压力控 制阀底座和先导提升阀之间的环形间隙中偏心的出现而产生的横向推 力，从而防止气穴引起的噪声和振动的产生，该压力控制阔能使液压 系统稳定。通过产生舒适的工作环境，根据本发明的一个实施例的压力控制 阀能够提高工作人员的工作效率，并且在制造成本降低的同时延长压 力控制阀的寿命。为了达到上述目的，提供了一种压力控制阀，根据本发明的一个 方面，该压力控制阀包括先导提升阀，其可分离地与形成于连接高 压通道和低压通道的流动通道中的两阶底座相接触，以关闭/打开该流 动通道；和弹性件，其用于弹性地施加偏压于已被压在底座上以关闭 流动通道的先导提升阀，使该先导提升阀回到初始状态，该流动通道 包括形成于先导提升阀外周上的环形平衡槽，当先导提升阀从底座上 升起时，该环形平衡槽与底座一起形成环形间隙。至少一个平衡槽形成于先导提升阀的外周上。形成于先导提升阀外周上的平衡槽的深度被设置为环形间隙的 10 15倍。
结合附图，在下面的详细描述中，本发明的上述及其它目的、特 征和优点将会更显而易见，其中
图1是示出了传统压力控制阀的示意性视图；图2是示出了图1所示的压力控制阀在溢流时，先导提升阀处于 偏心状态的视图。图3a是示出了根据Blackburn的研究的横向推力的示意性视图， 而图3b是示出了图2所示的压力控制阀在溢流时，在先导提升阀偏心 状态下的压力分布图。图4是根据本发明的一个实施例的压力控制阀的示意性视图。图5是应用了根据本发明的一个实施例的压力控制阀的溢流阀的 示意性视图；和图6是示出了根据本发明的压力控制阀的横向推力与传统压力控 制阀的横向推力相比的对比曲线图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对本发明的优选实施例进行描述。描述中 定义的内容(如详细构造和元件)只是为了帮助本领域普通技术人员 充分理解本发明而提供的特定细节，因而本发明并不仅限于此。如图4和5所示，根据本发明实施例的压力控制阀包括两阶 底座5，其形成于连接高压通道1和低压通道4的流动通道中；先导提 升阀2，其可分离地与底座5线接触，以关闭/打开该流动通道；弹性 件3 (如压縮螺旋弹簧)，其用于对已被压到底座5上以关闭流动通道 的先导提升阀2进行偏置，以使先导提升阀2回到其初始状态；和环 形平衡槽6，其形成于先导提升阀2的外周上，当先导提升阀2从底座 5上升起时，该环形平衡槽6形成了形成于底座5和先导提升阀2之间 的环形间隙。至少一个平衡槽6形成于先导提升阀2的外周上。形成于先导提升阀2外周上的平衡槽6的深度被设置为环形间隙 的10~15倍。在环形间隙较长的情况下，平衡槽6被加宽，而在环形 间隙较短的情况下，平衡槽6被减窄。在下文中，将参照附图对根据本发明的一个实施例的压力控制阀 的操作进行描述。如图4和5所示，通过泵口 IO供入到溢流阀中的高压液压流体经由活塞14的孔15和16供入到后部腔室17，活塞14以可滑动方式安 装在主提升阀12中。当高压液压流体被供入到后部腔室17时，主提升闽12在图5所 示的左向移动，并由于主提升阀12的前后隔膜之间横截面面积的差异 而被置于套管11中，使得通过泵口 10供应的高压液压流体从流体箱 通道21截止。此时，供入到后部腔室17的高压液压流体被保持在与泵口 10中 液压流体相同压力的状态。如果泵口 IO和后部腔室17内的压力被逐渐增大，然后变得大于 弹性地支撑先导提升阀2的弹性件(如压縮螺旋弹簧)的预定压力， 那么先导提升阀2在图5中所示的右向移动，从而打开底座5的流动 通道，这样后部腔室17中的液压流体压力被传递到低压通道4中。由于低压通道4通过底座部分18的通道19和形成于套管中以与 通道19相连的通道20而与流体箱通道21相连，因此与泵口侧10的 压力相比，后部腔室17中的压力被突然降低。相应地，用于保持左右 平衡的活塞14在图5中所示的右向移动，以与主提升阀2的前端部分 相接触。也就是说，高压液压流体仅通过孔16供入到后部腔室17 (在 这种情况下，孔15被先导提升阀2关闭)。相应地，后部腔室17中的流量减少，以进一步降低液压流体压力。
这造成了主提升阀12压力平衡的损失，主提升阀12用于通过其前后 隔膜之间在横截面面积的差异而保持压力平衡，这样主提升阀2在图5 中所示的右向移动。在这种情况下，泵口 IO中的高压液压流体通过通 道13被供入流体箱通道21。相应地，溢流阀起作用，以通过降低后部 腔室中的压力来保护液压系统，即便在液压回路中产生未预料到的高 压。此时，由于先导提升阀2在图5中所示的右向被微小地移动，所 以后部腔室17中的液压流体压力被传递到低压通道4,从而使后部腔 室17处于低压状态。在这种情况下，由于在底座5和先导提升阀2之间形成有微小的 环形间隙，所以高压液压流体被供入低压通道4。相应地，从泵口 10 流回流体箱通道21的高压流体高速穿过形成于底座5和先导提升阀2 之间的流动通道中的环形间隙。在这种情况下，如果环形间隙中没有 出现偏心的话，液压流体保持相同的流速，于是不会因为振动而产生 噪声，从而溢流阀平稳地工作。相比之下，如果外部环境条件(如当先导提升阀2装配时出现偏 心的主要原因或因为先导提升阀结构本身的缺陷)的原因在环形间隙 中出现偏心，则根据间隙的尺寸而在底座5的入口和出口之间产生压 差，这导致先导提升阀2中产生横向推力。相应地，产生了不稳定的 振动和噪声，整个液压系统出现共振，从而使噪声和振动扩散开，使 液压系统变得不稳定。由于根据底座部分18、先导提升阔2、弹性件3和活塞23在加工 时所决定的平行度或直角而出现的形状缺陷，可能产生环形间隙中的 偏心。另一方面，当先导提升阀2从底座5上升起时，其仅由低压通道4中的弹性件3支撑，于是处于不稳定的状态。相应地，由于发生在底座5中的气穴现象，以及泡沫的产生、泡沫溃灭(即消除)等，先导 提升阀2变得不稳定，这样在先导提升阀2中可能产生横向推力。如图4所示，至少一个平衡槽6形成于与两阶底座5相对的先导 提升阀2的外周上，并在底座5和先导提升阀2之间具有环形间隙。 平衡槽6能够抑制先导提升阀上横向推力的产生。也就是说，当溢流阀工作时，先导提升阀2被微小地移动，这样 在两阶底座5和先导提升阀2之间形成了环形间隙。在这种情况下， 环形间隙的尺寸同样微小地变化，且高压液压流体通过该环形间隙流 回液压流体箱侧。环形间隙相对于底座5被保持，并且由于在半径方向上形成于微 小移动的先导提升阀2的外周上的平衡槽6而在环形间隙中强迫出现 偏心，从而产生先导提升阀2的横向推力，且该横向推力能够得到补 偿。具体地，环形间隙相对于底座5被保持，形成于被微小移动的先 导提升阀的外周上的平衡槽6内部的液压流体在半径方向上施加同样 的影响。相应地，由于装配中和被装配以打开/关闭底座5的流动通道 的导向提升阀2的结构中的问题，导致在环形间隙中出现偏心，从而 产生了先导提升阔2的横向推力，该先导提升阀2的横向推力能够得 到补偿。相应地，即使由于外部环境原因而在底座5和先导提升阀2之间 的环形间隙出现偏心，底座5和先导提升阀2之间的环形间隙也能够 被保持在稳定的状态。如图6所示，通过比较示出了使用根据本发明的先导提升阀2而
产生的横向推力的图C，和示出了根据现有技术的先导提开阀2的横向推力的图B，可以确定的是，与根据现有技术的先导提升阀2的横向推 力相比，根据本发明的具有平衡槽6的先导提升阀2中产生的横向推 力被大大减小。如上所述，根据本发明的压力控制阀具有以下优点。由于压力控制阀的底座和先导提升阀之间的环形间隙中偏心的出 现而产生的横向推力得到了补偿，这样能够防止由于气穴引起的噪声 和振动的产生，从而稳定液压系统，并提高重型设备的可靠性。通过创造舒适的工作环境，工作人员的工作效率得到了提高，在 制造成本降低的同时，压力控制阀的寿命也延长了。尽管此处出于示例的目的描述了本发明的优选实施例，但本领域 技术人员将会明悉，在不背离权利要求公布的本发明的范围和主旨的 情况下，各种修订形式、附加物和替代物都是可能的。
权利要求
1.一种压力控制阀，包括先导提升阀，其可分离地与形成于连接高压通道和低压通道的流动通道中的两阶底座相接触，以关闭/打开该流动通道；弹性件，其用于对已被压在底座上以关闭流动通道的先导提升阀进行弹性偏置，使该先导提升阀回到初始状态，该压力控制阀包括环形平衡槽，其形成于先导提升阀的外周上，当先导提升阀从底座上升起时，该环形平衡槽与底座一起形成环形间隙。
2. 根据权利要求l所述的压力控制阀，其中至少一个平衡槽形成 于先导提升阀的外周上。
3. 根据权利要求l所述的压力控制阀，其中形成于先导提升阀外 周上的平衡槽的深度被设置为环形间隙的10~15倍。
全文摘要
公布了一种压力控制阀，当液压流体被从高压侧供入到低压侧时，其能抑制气穴引起的噪声和振动的产生，该气穴是因为先导提升阀结构的变化而导致的，先导提升阀与压力控制阀的底座可分离地接触，以关闭/打开该流动通道。该压力控制阀包括先导提升阀，其可分离地与形成于连接高压通道和低压通道的流动通道中的两阶底座相接触，以关闭/打开该流动通道；弹性件，其用于弹性地施加偏压于已被压在底座上以关闭流动通道的先导提升阀，使该先导提升阀回到初始状态；和环形平衡槽，其形成于先导提升阀的外周上，当先导提升阀从底座上升起时，该环形平衡槽与底座一起形成环形间隙。
文档编号F15B13/00GK101126404SQ20071012863
公开日2008年2月20日 申请日期2007年7月9日 优先权日2006年8月16日
发明者金镇昱 申请人:沃尔沃建造设备控股(瑞典)有限公司