充液阀的制作方法

1.本实用新型涉及液压技术领域，更具体地涉及一种用于为蓄能器充液的充液阀。


背景技术：

2.诸如平地机、装载机等的工程机械(作业机械，机器)通常采用液压制动系统进行制动，该液压制动系统通常包括液压泵、蓄能器、制动装置和液压油箱。为了使蓄能器能够为下游的执行机构提供稳定的液压油，通常设置有充液阀对蓄能器进行充液。蓄能器在充液过程中存储能量，直至达到蓄能器的充液截止压力。
3.现有技术中使用的充液阀存在充液起始压力和充液截止压力相互影响的问题，亦即，如果调整充液起始压力，则会影响充液截止压力，因此难以保证充液阀的通用性能。
4.本实用新型旨在解决现有技术的这一技术问题和/或其它技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在提出一种具有改进的结构的充液阀，该充液阀能够分别对充液起始压力和充液截止压力进行调整，由此扩大充液阀的使用范围，提高充液阀的通用性能。
6.根据本实用新型，提供了一种充液阀，该充液阀包括用于与液压泵流体连接的进油口、用于与蓄能器流体连接的出油口、和用于与液压油箱流体连接的回油口，其特征在于，所述充液阀包括：
7.‑
压力选择阀，其包括分别与所述进油口流体连接的第一端口和第二端口、与所述回油口流体连接的第三端口、与所述出油口流体连接的第四端口、以及第五端口，其中，在压力选择阀的阀芯的一端设置有与第四端口流体连接的第一控制端口，在另一端设置有第二控制端口和第一弹簧；
8.‑
液控单向阀，其输入端口与所述进油口流体连接，液控单向阀包括与压力选择阀的第五端口流体连接的控制端口，以便借助于来自第五端口的液压流体从关闭位置切换到打开位置；
9.‑
减压阀，其输入端口与液控单向阀的输出端口流体连接，其输出端口与压力选择阀的第二控制端口流体连接，在减压阀的阀芯的一端设置有第二弹簧，在另一端设置有与减压阀的输出端口流体连接的控制端口，其中，第二弹簧用于将减压阀偏压向打开的位置；
10.‑
液控阀，其输入端口与减压阀的输出端口流体连接，并且与压力选择阀的第二控制端口流体连接，其输出端口与所述回油口流体连接，在液控阀的阀芯的一端设置有第三弹簧，在另一端设置有与压力选择阀的第五端口流体连接的控制端口，其中，第三弹簧用于将液控阀偏压向打开的位置；
11.其中，压力选择阀包括两个工作位置，第一弹簧用于将压力选择阀偏压向第一工作位置，在第一工作位置中，压力选择阀的第一端口与第四端口流体连通，第二端口与第五端口流体连通，第三端口截止；在第二工作位置中，压力选择阀的第一端口和第四端口截止，第二端口、第三端口与第五端口流体连通，
12.其中，第一弹簧被构造成对压力选择阀的阀芯施加预压力p
s1
＝p
cut in
，第二弹簧被构造成对减压阀的阀芯施加预压力p
s2
＝p
cut off
‑
p
cut in
，其中p
cut off
为蓄能器的充液截止压力，p
cut in
为蓄能器的充液起始压力。
13.根据本实用新型的充液阀能够通过分别设定第一、第二弹簧的预压力p
s1
和p
s2
，对蓄能器的充液起始压力p
cut in
和充液截止压力p
cut off
分别进行调整，由此扩大充液阀的使用范围，提高充液阀的通用性能。
14.有利地，在压力选择阀的第四端口与所述出油口之间设置有单向阀，所述单向阀设置为仅允许从所述第四端口到所述出油口的流体流动。
15.有利地，充液起始压力p
cut in
和充液截止压力p
cut off
能够独立地被调整。
16.有利地，在所述进油口与所述回油口之间设置有安全阀，当所述进油口的压力高于预先设定的阈值时，安全阀从关闭位置切换到打开位置。
17.有利地，所述压力选择阀、液控单向阀、减压阀、液控阀被集成在一个阀块中。
附图说明
18.下面将参照示意性的附图更详细地描述本实用新型。附图及相应的实施例仅是为了说明的目的，而非用于限制本实用新型。其中：
19.图1示意性地示出根据本实用新型的一个实施例的充液阀的原理图。
具体实施方式
20.下面参照附图描述本实用新型的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解和实现本实用新型。但是，对所属技术领域的技术人员明显的是，本实用新型的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本实用新型并不局限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面所述的特征和要素的任意组合来实施本实用新型，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用，而不应看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。
21.图1示意性地示出根据本实用新型的一个实施例的充液阀10的原理图。充液阀10包括用于与液压泵流体连接的进油口p、用于与蓄能器流体连接的出油口a、和用于与液压油箱流体连接的回油口t。
22.如图1所示，充液阀10包括压力选择阀11、液控单向阀12、减压阀13和液控阀14。
23.在图1所示的实施例中，压力选择阀11被构造为二位五通阀，其包括分别与进油口p流体连接的第一端口和第二端口、与回油口t流体连接的第三端口、与出油口a流体连接的第四端口、以及第五端口，其中，在压力选择阀11的阀芯的一端设置有经由第五油道5与第四端口流体连接的第一控制端口，在另一端设置有第二控制端口和第一弹簧17。
24.压力选择阀11包括两个工作位置，第一弹簧17用于将压力选择阀偏压向第一工作位置(图1所示的右位)。在第一工作位置中，压力选择阀的第一端口与第四端口流体连通，第二端口与第五端口流体连通，第三端口截止。在第二工作位置(图1所示的左位)中，压力选择阀的第一端口和第四端口截止，第二端口、第三端口与第五端口流体连通。
25.液控单向阀12是常闭的阀，其输入端口与进油口p流体连接。液控单向阀12包括经
由第一油道1与压力选择阀11的第五端口流体连接的控制端口，以便借助于来自第五端口的液压流体从关闭位置切换到打开位置。
26.减压阀13被构造为常开的二位二通阀，其输入端口与液控单向阀12的输出端口流体连接，其输出端口经由第三油道3和第四油道4与压力选择阀11的第二控制端口流体连接。在减压阀13的阀芯的一端设置有第二弹簧18，在另一端设置有与减压阀13的输出端口流体连接的控制端口，其中，第二弹簧18将减压阀13偏压向打开的位置。
27.液控阀14被构造为常开的二位二通阀，其输入端口经由第三油道3与减压阀13的输出端口流体连接，并且经由第四油道4与压力选择阀11的第二控制端口流体连接，其输出端口经由第六油道6与回油口t流体连接。在液控阀14的阀芯的一端设置有第三弹簧19，在另一端设置有经由第二油道2和第一油道1与压力选择阀11的第五端口流体连接的控制端口，第三弹簧19用于将液控阀14偏压向打开的位置。第三弹簧19对液控阀14的阀芯施加的弹簧力很小，使得当来自第五端口的液压流体进入第一油道1和第二油道2时液控阀14将从打开位置切换到关闭位置。
28.根据本实用新型，第一弹簧17对压力选择阀11的阀芯施加的预压力p
s1
＝p
cut in
，第二弹簧18对减压阀13的阀芯施加的预压力p
s2
＝p
cut off
‑
p
cut in
，其中p
cut off
为蓄能器的充液截止压力，p
cut in
为蓄能器的充液起始压力。
29.另外，如图1所示，在压力选择阀11的第四端口与出油口a之间设置有单向阀15，该单向阀设置为仅允许从第四端口到出油口a的流体流动，而不允许反向流动。在这种情况下，第五油道5设置在单向阀15的输出端口与压力选择阀11的第一控制端口之间。
30.有利地，在进油口p与回油口t之间设置有安全阀16，当进油口p的压力高于预先设定的阈值时，安全阀16从关闭位置切换到打开位置，由此限定充液阀工作的最高压力，使进油口p的压力工作在安全范围内。
31.需要指出的是，压力选择阀11、液控单向阀12、减压阀13和液控阀14的结构可以不同于图1所示的结构，而是可以具有任何其它适当的结构，只要它们能够实现上面描述的功能即可。
32.工业适用性
33.根据本实用新型的充液阀可广泛应用于各种工程机械中，例如平地机、装载机等。下面详细描述该充液阀的工作原理。
34.当蓄能器中的液压流体压力低于蓄能器的充液起始压力p
cut in
，甚至为0pa时，压力选择阀11在p
s1
的作用下工作在图1所示的右位(第一工作位置)，来自液压泵的高压液压流体经过进油口p进入充液阀10，经由压力选择阀11的第一端口、第四端口、单向阀15和出油口a向蓄能器充液。同时，液压流体经由压力选择阀11的第二端口和第五端口进入第一油道1和第二油道2，使液控阀14切换到关闭位置，流经液控阀14的油路关闭。同时，第一油道1中的液压流体使液控单向阀12开启，从而使来自进油口p的液压流体经过由第二弹簧18控制的减压阀13进入第三油道3和第四油道4，最终到达压力选择阀11的第二控制端口，从而和第一弹簧17一起作用在压力选择阀11的右端(如图1所示)。与此同时，来自单向阀15的输出端口的高压液压流体经由第五油道5作用在压力选择阀11的左端。通过作用在压力选择阀11的左右两端的力的大小，可以确定压力选择阀11的工作位置。
35.当蓄能器的压力达到预先设定的充液截止压力p
cut off
时，作用在压力选择阀11的
右端的压力为p
s1
p
s2
＝p
cut in
(p
cut off
‑
p
cut in
)＝p
cut off
，其与作用在压力选择阀11的左端的压力(＝p
cut off
)在压力选择阀11处达到平衡。这时，蓄能器的压力稍微增加就会使压力选择阀11切换到左位位置，压力选择阀11的第一端口截止，从而进油口p停止为蓄能器充液，来自进油口p的液压流体经过压力选择阀11的第二端口和第三端口返回液压油箱，同时，第一油道1和第二油道2中的液压流体经过压力选择阀11的第五端口和第三端口流到液压油箱，第一、第二油道中的流体压力约为0pa，第三弹簧19使液控阀14切换到打开位置，由此第三油道3、第四油道4中的液压流体通过液控阀14经由第六油道6回流到液压油箱，使得第三、第四油道中的压力变成约为0pa。此时，作用在压力选择阀11右端的压力为p
s1
，左端的压力不变，即为蓄能器的压力。
36.蓄能器的压力将会因为使用而压力降低。当蓄能器的压力降低，但是仍大于由第一弹簧17所提供的p
s1
(＝p
cut in
)时，压力选择阀11仍然工作在左位位置，来自进油口p的液压流体返回液压油箱。当蓄能器的压力降低到p
cut in
以下时，压力选择阀11在第一弹簧17的作用下切换到右位位置，充液阀10将为蓄能器充液。
37.当进油口p的压力高于安全阀16的设定压力阈值时，安全阀16开启，使充液阀10工作在安全范围内。
38.下面举例说明对p
cut in
和p
cut off
的调整。假设在第一应用中，设定第一弹簧的预压力p
s1
＝p
cut in
＝10pa，第二弹簧的预压力p
s2
＝2pa，此时p
cut off
＝12pa。在第二应用中，保持p
s1
不变(＝10pa)，将p
s2
调整为4pa，则可以将p
cut off
调整为14pa。
39.也就是说，根据本实用新型的充液阀10通过分别设定第一、第二弹簧的预压力p
s1
和p
s2
，能够对蓄能器的充液起始压力p
cut in
和充液截止压力p
cut off
分别进行调整，扩大了充液阀的使用范围。
40.上面借助具体实施例对本实用新型的充液阀进行了描述。对本领域技术人员而言显而易见的是，可以在不脱离本实用新型的设计原理的情况下对本实用新型的充液阀做出多种改变和变形。例如，本实用新型的实施可以不包含所描述的具体特征中的部分特征，并且本实用新型也不局限于所描述的具体实施例，而是可以设想所描述的特征和要素的任意组合。结合对说明书的考虑及所公开的充液阀的实践，其它实施例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。说明书和示例仅被视为示例性的，真正的范围由所附权利要求及它们的等同方案表示。
41.附图标记列表
42.10 充液阀
43.11 压力选择阀
44.12 液控单向阀
45.13 减压阀
46.14 液控阀
47.15 单向阀
48.16 安全阀
49.17 第一弹簧
50.18 第二弹簧
51.19 第三弹簧
[0052]1ꢀꢀ
第一油道
[0053]2ꢀꢀ
第二油道
[0054]3ꢀꢀ
第三油道
[0055]4ꢀꢀ
第四油道
[0056]5ꢀꢀ
第五油道
[0057]6ꢀꢀ
第六油道