再生容器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种流体储存容器，其在容器内部形成再生回路以保持液压流体容器的加压的主吸入腔。这个容器包括通过一个或多个止回阀可操作地流体连接的两个分离的腔体。在主吸入腔中，设计将回流流量设置为大于吸入流量，以便加压这个腔体。这个压力能够通过止回阀设置进行调节。当较大的系统流量产生时，这个再生容器能够提供足够的压力。
【专利说明】再生容器
[0001 ] 相关专利申请的交叉引用
[0002]本发明申请要求申请号为62/135,558，申请日为2015年3月19日的美国临时性专利申请的优先权，该申请的整体的技术和公开内容通过弓I用结合并入本文。
技术领域
[0003]本发明通常地涉及流体容器，并且，特别地涉及液压流体容器，该容器被设置为在容器的吸引端加压流体。
【背景技术】
[0004]许多的越野车或者重型机械，例如，拖拉机、挖掘机、货车，利用液压系统以完成用于移动或者其他重型操作(例如液压油缸和变速箱的操作)的动力传输。液压流体对于液压系统的性能是重要的，由于其是动力传输媒介，液压系统的润滑剂，热传递媒介，以及甚至在一些情况下是密封剂。
[0005]对于用于液压流体的贮存机械机构，期望的是液压流体容器为液压系统提供，并且具体地为液压栗提供无颗粒和夹带空气的优质液压流体。夹带空气和颗粒将会影响液压系统的多个组件(例如液压栗)的性能和运行。处于运行条件的原因，通常要求液压流体容器能够从回流流体中移除颗粒和夹带空气。
[0006]回流过滤器和扩散导流板应用在液压流体容器中，并且设计为移除液压流体中的颗粒和夹带空气。然而，当通过液压流体容器的进入口栗送相当大的流量时，吸入压力可能明显地降低。吸入压力的这种降低可能导致两种类型的气穴。第一种，气体类型的气穴是基于溶解在流体中的空气的释放。第二种，流体蒸发类型的气穴是基于液压流体的蒸发。这种气穴可能导致栗效率的严重损失，并且由于气穴磨损而进一步降低栗的使用寿命。因此，为了应对上文中的情况并且防止在吸入口处，进而在栗入口处的不期望的压降，可能需要加压的液压流体容器。
[0007]用于为容器中的流体加压的现有技术是为容器内部的空气加压。这种压力可以按照理想气体定律设置。然而，这种技术需要液压流体容器具有更多的空间以容纳和调整气压。并且，这种技术使流体暴露于更多的加压空气，这将导致容器中的液压流体夹带更多的空气和其他颗粒。另外，当容器中的液压流体在降低的水平时，诸如当位移液压缸时，气压将波动。
[0008]本发明提供对液压流体容器的改进以在高流量下提供足够的吸引压力而不增加存储体积和夹带入流体中的空气的量。
【发明内容】
[0009]本发明的实施例涉及新的和改进的液压流体容器。更具体地，本发明的实施例涉及新的和改进的流体存储容器，所述流体存储容器在容器内部形成再生回路，以通过设置容器口的位置和利用一对止回阀而保持液压流体容器的加压吸入腔。提出的设计构思节省加压空气的空间，并且避免在主要的吸入处将流体暴露在空气中。
[0010]在一个实施例中，提供包括第一和第二腔体的液压容器。第二腔体与第一腔体分离。第一流体路径将第一腔体可操作地流体连接到第二腔体。第一止回阀根据第一腔体与第二腔体之间的第一压力差而允许流体从第一腔体流动到第二腔体。
[0011 ]在一个实施例中，第二流体路径将第一腔体可操作地流体连接到第二腔体，并且包括第二止回阀，所述第二止回阀根据第一腔体与第二腔体之间的第二压力差而允许流体从第二腔体流动到第一腔体。
[0012]在一个实施例中，第二腔体的容积大于第一腔体的容积。
[0013]在一个实施例中，第二腔体的容积至少是第一腔体的容积的两倍大，并且更优选地至少比第一腔体的容积大5倍。
[0014]在一个实施例中，第一腔室被保持在比第二腔室更高的压力下。
[0015]在一个实施例中，第一腔体被保持在与第二腔体不同的压力下。
[0016]在一个实施例中，第一压力差大于第二压力差。
[0017]在一个实施例中，第一腔体具有回流口和第一吸入口，回流流体在所述回流口处进入第一腔体，流体在所述第一吸入口处离开第一腔体，以及第二腔体具有第二吸入口，流体在所述第二吸入口处离开第二腔体。
[0018]在一个实施例中，通过回流口的流体流量等于或者大于通过第一吸入口的流体流量。
[0019]在一个实施例中，在第二腔体内的流体由存储在第二腔体内的大量气态流体加压，以及在第一腔体内的流体仅通过流入回流口中的回流流体以及通过第二流体路径从第二腔体流入第一腔体中的流体加压。
[0020]在一个实施例中，没有气态流体被存储在第一腔体中。
[0021]在另一个实施例中，提供包括来自上文中所提供的流体储存容器的液压系统。该系统还包括主栗、副栗、和回流口。主栗流体连接到第一腔体。副栗流体连接到第二腔体。回流口流体连接到第一腔体。回流口接收来自主栗和副栗两者的流体。
[0022]在一个实施例中，主栗的流量高于副栗的流量。
[0023]在一个实施例中，通过回流口流入第一腔体中的流量大于经由主栗流出第一腔体的流量。
[0024]在一个实施例中，提供使用上文中的液压系统供给流体的方法。该方法包括使用主栗将流体从第一腔体以第一流量移走，以及将流体以第二流量回流到第一腔体。第二流量大于第一流量。
[0025]在一个实施例中，该方法包括利用副栗将流体从第二腔体移走，以及将流体从副栗回流到第一腔体。
[0026]当与下文中的详细描述与附图结合时，本发明的其他的方面，目标和益处将会更加显而易见。
【附图说明】
[0027]被结合到说明书中并且形成说明书一部分的附图展示本发明的几个方面，与说明书一起用于阐明本分明的原理。
[0028]图1是根据本发明的具体实施例的流体存储容器和系统的简化的横截面视图；以及
[0029]图2-4是用在图1中的系统的流体存储容器的详细方案的横截面视图；
[0030]当结合某一优选的实施例描述本发明时，并未意图将其限制到这些实施例。正相反，意图是覆盖如同被包括在如附带的权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有的替代例、改型和等同方案。
【具体实施方式】
[0031]图1是根据本发明的实施方式的教导，具有液压流体容器102的液压系统100的实施方式的简化的视图。
[0032]许多机械装置和特殊的重型机械的液压系统可以包括不同用途的几个液压栗。主栗可以用于例如动力传递。主栗通常会具有最高的流量(例如大于100加仑每分钟)。辅助栗可以用于实现作业循环事件，例如摆动或者吊起。辅助栗通常会具有中等的流量(例如30-60加仑每分钟)。导流栗通常会具有较小的流量(例如4-20加仑每分钟)。
[0033]主要参照图1并且辅助参照图2-4，液压流体容器102被分为两个腔室104和106，每个腔室包括用于特定的栗112、114的吸入口 108、110(图1)。两个腔室104、106是分离的，以及两个止回阀120、122用于在所述两个腔室之间调整流动。止回阀120、122允许在腔室104、106之间的来回方向上的流动，由图2中的箭头123、125所示，并且防止相反于箭头123、125的通过止回阀120、12 2的流动。
[0034]腔室104的吸入口108连接到具有较大流量Qsl(也被称为“主吸入流量”)的主栗112，以及腔室106的吸入口 110连接到具有较小流量Qs2的副栗114上。例如，副栗114可以是上文中的辅助栗或导流栗。尽管在上文中确定特定的流量，但是这里描述的系统可以在不同的流量下运行。
[0035]来自两个回路(在举例的情况下假设包括排水流)的回流流量Qr进入与腔室104流体地连通的回流口 130。通常地，回流流量Qr应该与大流量QsdP小流量Qs2的总和相等，从而当然地大于大流量Qsl。同样地，会有与经由吸入口 108离开腔室104的流量相比不成比例的流量进入腔室104。在腔室104中的压力将会增加，直到压力达到止回阀120的开启压力P1(也称为“CV1”)。这允许提供将在?1(例如5psi)下加压的大流量Qsl的腔室104避免气穴。对于腔室106，由倒三角形示出的大气压力足以在腔体106内将小流量Qs2加压。在这种情况下，来自副栗114或者腔体106的回流被引导到腔体104中，以重新形成用于提供大流量Qsl的主吸入线路的压力。由于仅需要大气压力，因此腔室106可以被允许通气。
[0036]在一些实施例中，腔室106内的压力可以利用大量气态流体121保持。通常地，大量气态流体121将会是空气。然而，其他的气态流体可以被使用。这将会类似于现有容器地操作。
[0037]当系统转移不会立即回到流体容器102中的大量液压流体时，例如在用于液压气缸的气缸位移期间，主线路可以具有流量差别，这可以导致回流流量Qr小于主吸入流量Qsl。这种情况下，腔体104中的压力将会降低，直到止回阀122(也称为“CV2”)打开，接下来腔体116中的流体将会流经止回阀122(例如，见图2所示箭头125)以防止腔体104中的压力损失。用于止回阀122的压力设置p2应当小于?1，例如比pd、lpsi，以避免止回阀122的延迟打开。在这种情况下，来自腔体106的流体用于保持从中抽取主流量的腔体104中的流体的压力，而非如同现有系统中用于保持空气的压力。
[0038]根据上文的描述，能够发现的是，这种再生容器102通常能够保持用于大流量系统的加压的主吸入口 108，而不会诸如在空气加压系统中那样将腔体104中的流体暴露在空气中。这种容器设计不要求腔体104的容积尺寸，所述腔体104能够非常小，例如I加仑。再生容器唯一的容积需求将会是腔体106，以处理下游系统的总体容积差异，例如，气缸位移容积以及任何潜在的用于流体容器倾斜的补偿。
[0039]通过使用该系统，加压的腔室，例如腔室104，提供足够的到主吸入口108的正排出压力，所述主吸入口可操作地耦连到主栗112，所述主栗为用于通过其中的大流量。
[0040]这种类型的系统不仅能够用于补偿由下游系统部件导致的液压流体容器102内的流体的体积变化，而且这种类型的系统能够补偿容器102或者整个系统100内的流体的热膨胀。
[0041]可以提供用于止回阀120、122的过滤器。另外，过滤器可以配置在回流口 130的上游。
[0042]低压腔室能够由金属或者塑料制成。
[0043]此外，因为系统利用液压流体自身而不是利用储罐内的空气压力以保持压力，所以存储在容器内的液压流体将不太可能夹带空气。
[0044]尽管本系统包括止回阀以允许从第二腔室106到第一腔室104的流动，但是应当想到的是，第二止回阀122不需要结合在所有实施方式中，特别是其中Qsl不会充分降低到小于Qr或降低充分长的时间，从而使得腔体104内的压力充分降低以防止期望排出压力以供应流体到主栗112。
[0045]图2-4更详细地示出了流体容器102。在这个实施方式中，第二腔体106具有柱状侧壁140、顶部142和底部144。两个流管146、148将第一腔体104通过底部144耦连到第二腔体106。
[0046]板150形成底部144的一部分，并且支撑第一和第二弹簧偏压阀构件152、154且与所述第一和第二弹簧加载阀构件可操作地密封配合。弹簧偏压阀构件152、154在来回方向上抵靠板150以可操作地啮合板150，并且关闭流动孔156(见图4)、158(件图3)以提供止回阀120、122。在其他的实施例中，板150能够取消。当腔体104中的压力充分大于腔体106中的压力以克服施加到阀构件152上的弹簧力时，阀构件152将脱离板150并且允许流体流过(由图2中的箭头123示出)。当腔体104中的压力充分小于腔体106中的压力以克服施加到阀构件154上的弹簧力时，阀构件154将脱离板150并且允许流体流过(由图2中的箭头125示出)。
[0047]由本发明的容器102提供的另外的显著优点是，第一和第二容器104、106能够定位为相互远离，以及腔体因此能够在机械装置内设置在更期望的位置。在现有系统中，容器需要如此之大，以至于容器的不合理布置经常出现。
[0048]这个系统另外的有意义的优点是，由于正压力供给流体到栗，因此不需要栗，特别是不需要设置在容器吸入口下方的主栗。这样也有利于将容器设置在装置的部件的更期望的位置。
[0049]所有参考文献，包括出版物，专利申请和本文引用的专利在此通过引用并入，其程度如同每个参考文献被单独并具体地指出以通过引用并入和以其整体阐述本文。
[0050]在本发明的说明书的上下文中(特别是在后续的权利要求的上下文中)的“一个”和“一”和“这”这些词组和相类似的指示的使用被解释为包括单数和复数这两种，除非是这里的其他的指示或者同上下文明显地相冲突。词组“包括”、“具有”、“包含”以及“容纳”被解释开放的词组(例如，意思是“包括，但是限于包括，”)除非另有说明。这里值的范围的叙述仅打算用做个别地引用各自分离的值落入范围中的简化的方法，除非这里另有说明，并且，分离的值是结合到说明书中好像其在这里被单独地叙述一样。这里描述的所有的方法以任何适当的顺序都能被实现，除非这里另有说明或者同上下文明显地相冲突。任何以及所有的举例的使用，或者在这里提供的示例性语言(例如，“例如”)，其仅打算用于更好的说明本发明，并未造成本发明的范围的限制，除非另有说明。说明书中没有术语应该被解释为指示任何未要求的元件作为本发明的实际的必要。
[0051]在这里被描述的本发明的优选的实施例包括对于发明家已知的用于实现本发明的最佳模式。这些优选实施例的变化对于本领域技术人员在阅读前述的说明书后变得显而易见。
【发明人】希望本领域技术人员合理应用这些变化，并且，并且本发明人希望本发明以不同于本文具体描述的方式实施。另外，本发明按照适用法律的允许包括所附的权利要求的主体所述的所有变型和等同物。而且，因此，在所有可能的变体中上述要素的任意组合被包含在本发明中，除非本文另有说明或者同上下文明显地相冲突。
【主权项】
1.一种液压容器，其包括: 第一腔体； 与第一腔体分离的第二腔体； 第一流动通道，其将第一腔体和第二腔体可操作地流体连接并且包括第一止回阀，所述第一止回阀根据第一与第二腔体之间的第一压力差允许流体从第一腔体流动到第二腔体。2.如权利要求1所述的液压容器，还包括第二流动通道，其将第一腔体和第二腔体可操作地流体连接并且包括第二止回阀，所述第二止回阀根据第一与第二腔体之间的第二压力差允许流体从第二腔体流动到第一腔体。3.如权利要求1所述的液压容器，其中，第二腔体的容积大于第一腔体的容积。4.如权利要求3所述的液压容器，其中，第二腔体的容积至少是第一腔体的容积的两倍，并且更优选地至少比第一腔体的容积大5倍。5.如权利要求1所述的液压容器，其中，第一腔体被保持在比第二腔体更高的压力下。6.如权利要求1所述的液压容器，其中，第一腔体被保持在与第二腔体不同的压力下。7.如权利要求2所述的液压容器，其中，第一压力差大于第二压力差。8.如权利要去7所述的液压容器，其中，第一腔体具有回流口和第一吸入口，回流流体在所述回流口处进入第一腔体，流体在所述第一吸入口处离开第一腔体，以及第二腔体具有第二吸入口，流体在所述第二吸入口处离开第二腔体。9.如权利要求8所述的液压容器，其中，通过回流口的流体流量等于或大于通过第一吸入口的流体流量。10.如权利要求8所述的液压容器，还包括:其中，第二腔体内的流体通过存储在第二腔体内的大量气态流体而加压，以及第一腔体内的流体仅通过流入回流口中的回流流体以及从第二腔体通过第二流动通道流入第一腔体中的流体而加压。11.如权利要求10所述的液压容器，其中，没有气态流体存储在第一腔体中。12.一种液压系统，包括根据权利要求1的液压容器，所述系统还包括: 主栗，其流体连接到第一腔体； 副栗，其流体连接到第二腔体； 回流口，其流体连接到第一腔体，其中回流口接收来自主栗和副栗两者的流体。13.如权利要求12所述的液压系统，其中，主栗的流量高于副栗的流量。14.如权利要求12所述的液压系统，其中，通过回流口进入第一腔体中的流量大于经由主栗流出第一腔体的流量。15.—种使用权利要求12的系统供应流体的方法，其包括: 使用主栗将流体以第一速率从第一腔体移走，以及将流体以第二速率回流到第一腔体，第二速率大于第一速率。16.如权利要求15所述的方法，还包括利用副栗将流体从第二腔体移走，以及将流体从第二栗回流到第一腔体。
【文档编号】F15B21/00GK106015179SQ201610292278
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月18日
【发明人】S·熊, R·匡特
【申请人】赫格森工业公司