压力安全阀调谐特征技术领域
本发明涉及一种液压张紧器，其具有用于降低正时链条所经受的最大负载的压力
安全阀。
背景技术
液压张紧器通常可以用于挠性无限循环动力传递链条的松弛滑轨上，以补偿使用
过程中链条的延长，保持链条上所需的张力。液压张紧器通常包括壳体和滑动地接纳在壳
体内形成的活塞孔内的活塞。油压力被供应到活塞孔的内壁表面所限定的液压腔室内。当
链条内的张力增大、且链条将增大的力施加到活塞时，液压腔室内的油压力增加，需要压力
安全阀来提升液压张紧器的性能，以防链条过度张紧。当前行业的压力安全阀包括基于液
压张紧器子部件的设计的固定启动压力或开启压力。启动压力的范围与组装过程中子部件
的公差积累相关联。目前，为了降低压力安全阀的成本，采用了低成本的制造工艺，导致公
差增大以及比所需更大的启动压力范围。以下美国专利中先前已经公开了具有压力安全阀
的液压张紧器：美国第8,197,369号专利；美国第7,618,339号专利；美国第6,810,907号专
利；美国第5,707,309号专利；美国第5,700,213号专利；美国第2013/0017913号专利申请；
美国第2008/0015069号专利申请；美国第2003/0195070号专利申请；美国第2003/0166428
号专利申请。
发明内容
一种液压张紧器可以用于保持无限循环动力传递构件(比如链条)上的张力。液压
张紧器可以暴露于与链条相互作用所产生的力。外部链条力作用于液压张紧器的壳体内的
流体上，从而使得流体压力的非期望上升。通过采用压力安全阀，可以缓解流体压力的非期
望上升，防止链条过度张紧。驱动部件可以用于控制组装后的压力安全阀内的溢流压力值
或安全压力值的范围。压力安全阀可以包括限定了流体通道和阀座的壳体、布置在流体通
道内用于朝向和远离阀座移动的往复止回阀构件、以及通常将往复止回阀构件朝向阀座偏
压的弹簧。压力安全阀可以包括弹簧保持器，该弹簧保持器响应于反馈控制系统而组装在
壳体的流体通道内至可变深度。反馈控制系统可以提供压力安全阀组装过程中施加到偏压
弹簧上的预载力相对应的反馈控制信号。弹簧保持器可以自动调整组装过程中组装弹簧的
偏压力以补偿影响组装后的压力安全阀的安全压力值的公差，并且以允许将安全压力值更
严格地控制在相对于预定目标安全压力值的预定范围内用于驱动往复止回阀构件使其远
离阀座。
一种压力安全阀可以组装在液压张紧器内，以保持无限循环动力传递构件(比如
链条)上的张力。液压张紧器可以暴露于与链条相互作用所产生的力。外部链条力作用于液
压张紧器的壳体内的流体上，从而使得流体压力的非期望上升。通过采用压力安全阀，可以
缓解流体压力的上升，防止链条过度张紧。该方法可以包括将往复止回阀构件插入到壳体
限定的流体通道内以朝向和远离壳体限定的阀座移动，将弹簧插入到壳体内，以便通常使
往复止回阀构件朝向阀座偏压，以及在壳体的流体通道内驱动弹簧保持器至可变深度。弹
簧保持器可以响应于反馈控制系统而被驱动，用于自动调整组装弹簧的偏压力，以补偿影
响组装后的压力安全阀的安全压力值的公差，并且允许将安全压力值更严格地控制在相对
于预定目标安全压力值的预定范围内用于使往复止回阀构件远离阀座移动。
一种压力安全阀可以具有限定了流体通道和阀座的壳体、与阀座相接合的往复止
回阀构件、以及通常将往复止回阀构件压向阀座的偏压弹簧。可以采用以下过程对压力安
全阀进行组装，该过程包括将往复止回阀构件布置在流体通道内，以便朝向和远离阀座移
动，并选择具有基于使往复止回阀构件远离阀座移动的目标安全压力值的特性来选择偏压
弹簧，将偏压弹簧插入到流体通道内，用于将往复止回阀构件压向阀座，并响应于反馈控制
系统，将弹簧保持器在壳体的流体通道内推动至可变深度，用于自动调整组装弹簧的偏压
力，以补偿影响组装后的压力安全阀的安全压力值的公差，并且允许将安全压力值更严格
地控制在相对于预定目标安全压力值的预定范围内。
组装压力安全阀的过程可以进一步包括对组装后的压力安全阀进行测试，以确定
测量的安全压力值相对于预定目标安全压力值是否在预定范围内，如果测量的安全压力值
在相对于预定目标安全压力值的预定范围内，则接受组装后的释放压力阀，如果测量的安
全压力值低于相对于预定目标安全压力值的预定范围，则对组装后的压力安全阀进行再处
理，以驱动弹簧保持器相对于壳体进一步向内，从而尝试使测量的安全压力值在相对于预
定目标安全压力值的预定范围之内，如果测量的安全压力值高于相对于预定目标安全压力
值的预定范围，则弃置压力安全阀。
当结合附图对实现本发明的最佳模式进行以下说明时，本发明的其它应用对于本
领域普通技术人员将显而易见。
附图说明
本文中的描述将参照附图进行，其中在所有附图中，相同的附图标记表示相同的
零件，其中：
图1是一种压力安全阀的截面图，示出了弹簧保持器，该弹簧保持器响应于反馈控
制系统而压配合至可变深度，用于自动调整组装弹簧的偏压力，以补偿影响组装后的压力
安全阀的安全压力值的公差，并且允许将安全压力值控制在相对于预定目标安全压力值的
预定范围内用于驱动往复止回阀构件使其远离压力安全阀的阀座；
图2A是图1的压力安全阀的截面图，示出了与反馈控制系统进行通信以便在组装
过程中对弹簧保持器进行驱动的可变深度加压工具；
图2B是一种压力安全阀的截面图，示出了弹簧保持器，其具有与壳体的互补螺纹
内表面螺纹接合的外螺纹表面，并被组装过程中用于驱动弹簧保持器的反馈控制系统相通
信的可旋转驱动工具驱动至可变深度；
图3是用于对图2A-2B的压力安全阀进行组装、以及用于对组装后的压力安全阀进
行测试的简化控制示意图，以确定所测量的压力释放值相对于预定目标安全压力值是否在
预定范围之内，使得如果测量值在预定范围之内，则反馈控制系统可以接受组装后的压力
安全阀，如果测量值在预定范围以下，则对组装后的压力安全阀进行再处理，如果测量值高
于预定范围，则弃置组装后的压力安全阀；以及
图4是示出了用于驱动往复止回阀构件远离压力安全阀的阀座的7个目标安全压
力值范围的视图，每个压力值范围具有处于公称目标压力值的10％范围内的低压力值和处
于公称目标压力值的+10％范围内的高压力值，其中压力安全阀可以采用普通壳体、往复阀
构件和弹簧保持器进行组装，而采用用于特定目标压力范围所选择的、如图1-3中所示而组
装的不同弹簧。
具体实施方式
图1-3示出了无限循环动力传递构件(比如链条)的液压张紧器。液压张紧器暴露
于与链条相互作用所产生的力。作用于液压张紧器的壳体内的流体上的外部链条力因此使
得流体压力的非期望上升。压力安全阀10可以设置成排出预定目标值以上的流体压力，以
防动力传递构件或链条过度张紧。如图1中最佳所示，压力安全阀10可以包括限定了流体通
道14和阀座16的壳体12。阀座16可以用作压力安全阀10的入口，且流体通道14可以可选择
地与位于贯穿入口的液压张紧器内的高压力腔室流体连通。组装后的压力安全阀10可以包
括布置在流体通道14内的往复止回阀构件18，以朝向和远离阀座16移动。往复止回阀构件
18可以包括球状止回阀构件，其具有暴露于液压张紧器内设置的高压力腔室的表面区域
34。压力安全阀10可以包括通常将往复止回阀构件18朝向阀座16偏压的弹簧20。弹簧20可
以具有作用于往复止回阀构件18上的力，使得止回阀构件18完全落座在阀座16内。当高压
力腔室内的压力超过预定限值时，该压力可以克服弹簧20的力，并驱动止回阀构件18远离
阀座16，以便对液压张紧器内进行压力释放。压力安全阀10可以进一步包括在壳体12的流
体通道14内组装至可变深度的弹簧保持器22。
弹簧保持器22可以响应于液压张紧器内的反馈控制系统而被驱动至可变深度，用
于自动调整组装弹簧20的偏压力，以补偿影响组装后的压力安全阀的安全压力值的公差，
并且允许将安全压力值更严格地控制在预定目标安全压力值的预定范围内用于驱动往复
止回阀构件18使其远离阀座16。作为实例而非限制，预定范围可以从±5％、±10％、±15％
或预定目标安全压力值的其间任何范围中选择。作为实例而非限制，影响安全压力值的公
差可以包括壳体12的长度、弹簧20的各种弹簧特性(长度、弹簧直径、钢丝直径、材质等)、壳
体12的入口几何形状、和/或阀座16的几何形状。阀座的几何形状产生作用于往复止回阀构
件18上的有效压力区。通过调整压力安全阀10的组装过程中的目标安全压力值，图1-3中所
示的压力安全阀10可以适应单个部件的单个公差的更大偏离。
现在参照图1，弹簧保持器22可以压配合到壳体12的流体通道14内，并可以包括主
体，该主体具有与壳体12的内表面28相接合的端表面24和圆柱形部分26。圆柱形部分26可
以远离流体通道14内的弹簧20和往复止回阀构件18延伸。弹簧保持器22可以包括深拉或深
压的杯形结构。作为示例而非限制，弹簧保持器22可以包括开口销、圆形螺塞或滚花螺塞。
弹簧保持器22可以硬化，以承受弹簧作用于弹簧保持器22的移动而形成的磨损。在压力安
全阀10的组装过程中，弹簧保持器22的压深发生变化，以调整预载弹簧力。压力安全阀10的
壳体12可以包括第一端32和第二端36。流体通道14可以在第一和第二端32、36之间延伸。阀
座16和往复止回阀构件18可以布置在第二端36处，与布置在液压张紧器内的高压腔室流体
连通。压力安全阀10可以包括阀盖30，其将阀座16的远端相对处布置的壳体12的第一端32
关闭。阀盖30可以封闭弹簧保持器22、弹簧20、以及壳体12的流体通道14内的往复止回阀构
件18。作为实例而非限制，阀盖30可以包括彩色或激光条形码，以便对相对于驱动往复止回
阀构件18远离阀座16的预定目标安全压力值而具有不同压力范围的不同压力安全阀进行
区分。
作为实例而非限制，弹簧20可以具有基于偏压力的特性，以提供处于预定范围内
的目标安全压力值，使往复止回阀构件18远离阀座16移动。壳体12还可以具有基于目标安
全压力值的入口几何形状。入口几何形状在壳体12的第二端36处可以改变。
现在参照图2A、图2B和图3，压力安全阀10可以组装到无限循环动力传递构件的液
压张紧器内。无限循环动力传递构件可以施加力到液压张紧器内的工作流体上。外力可以
作用于工作流体，以非预期地增加流体压力。当增加的流体压力高于预定目标压力释放值
时，采用压力安全阀可以缓解增加的流体压力。组装方法可以包括步骤102，其将往复止回
阀构件18插入到壳体12限定的流体通道14内，以朝向和远离壳体12限定的阀座16移动，以
及步骤104，其将弹簧20插入到壳体12内，以使往复止回阀构件18通常朝向阀座16偏压，以
及步骤106，其响应于反馈控制系统44，驱动壳体12的流体通道14内的弹簧保持器22至可变
深度，用于自动调整组装弹簧的偏压力，以补偿影响组装后的压力安全阀的安全压力值的
公差，并且允许将安全压力值更严格地控制在相对于预定目标安全压力值的预定范围内用
于驱动往复止回阀构件18使其远离阀座16。作为实例而非限制，预定范围可以从±5％、±
10％、±15％或预定目标安全压力值的其间任何范围中选择。驱动弹簧保持器22的步骤106
可以进一步包括以下步骤：将弹簧保持器22压配合到壳体的流体通道14内，或者将弹簧保
持器22a的外螺纹表面22b与壳体12a内形成的螺纹壁12b进行螺纹接合。
该方法可以进一步包括形成限定流体通道14和阀座16的壳体12。壳体12可以形成
为具有基于预定目标安全压力值的入口几何形状，以使往复止回阀构件18远离阀座16移
动。该方法可以进一步包括选择弹簧20，其具有基于预定目标安全压力值的特性，以使往复
止回阀构件18远离阀座16移动。弹簧20的长度可以随着弹簧保持器22而变化，以提供预载
弹簧力，实现预定目标安全压力值，使往复止回阀构件18远离阀座16移动。该方法可以包括
步骤106，其驱动弹簧保持器22相对于壳体12向内，并将往复止回阀构件18和弹簧20插入到
壳体12的阀座16和弹簧保持器22之间。该方法可以进一步包括响应于来自反馈控制系统44
的与弹簧阻力相关联的反馈信号，暂停弹簧保持器22的插入移动，以自动调整组装弹簧20
的偏压力，从而对影响组装后的压力安全阀的安全压力值的公差进行补偿，并且允许将安
全压力值控制在相对于预定目标安全压力值的预定范围(作为实例而非限制，比如±10％
的范围)内。
现在参照图2A-2B，压力安全阀10可以具有被驱动至可变深度的弹簧保持器22，以
提供降低成本的部件和更大的部件变量偏差，同时提供更严格的启动或安全压力值的公
差。另外，压力安全阀10可以采用相同的壳体、阀构件、弹簧保持器和阀盖，而采用基于启动
或目标释放压力而选择的不同操作特性来提供一定范围内的预定安全压力值。如图2A中所
示，弹簧保持器22可以根据被组装的部件的公差而被压配合至可变深度。作为实例而非限
制，当弹簧保持器22相对于压力安全阀10的壳体12的第一端32被压配合至齐平时，压力安
全阀10可以调整用于最大弹簧力、壳体12的最小长度、以及最小有效压力表面积34，当弹簧
保持器22相对于壳体12的第一端32被压配合至最大深度时，压力安全阀10可以调整用于最
小弹簧力、壳体12的最大长度、以及最大有效压力表面积34。在组装过程中，可以采用具有
弯曲尖端42的可变深度加压工具40将弹簧保持器22压配合到壳体12内至大约0.4毫米(mm)
到大约2.0毫米(mm)(包括端值)的深度范围内。作为实例而非限制，弹簧保持器22可以按大
约0.1毫米(mm)的增量压至可变深度。可能需要将弹簧保持器22驱动至公称深度，以便在组
装过程中获得更大公差。反馈控制系统44可以采用壳体12内的可变深度加压工具40来控制
弹簧保持器22的压配合。作为实例而非限制，可变深度加压工具可以包括液压、气动或电动
伺服驱动压板。反馈控制系统44可以进一步包括传感器46，作为实例而非限制，比如压力传
感器或电流传感器，用于测量压力安全阀10组装过程中与预载弹簧阻力相关联的预定参
数，并可以提供反馈到反馈控制系统44，以确定可变深度加压工具40的插入何时可以停止，
即何时实现目标预载弹簧阻力。反馈控制系统44可以包括压力传感器或电流传感器。作为
实例而非限制，传感器46可以对控制液压或气动加压工具的反馈控制系统44的压力进行测
量，且传感器46可以对控制电动私服驱动加压工具的反馈控制系统44的电流进行测量。
如图2B中所示，弹簧保持器22a可以包括与壳体12a内形成的内螺纹壁12b匹配接
合的外螺纹表面22b。壳体12a可以限定出用于接纳弹簧保持器22a的流体通道14a。弹簧保
持器22a可以包括工具接纳孔22c。在组装过程中，可以采用可旋转驱动工具40a将弹簧保持
器22a驱动到壳体12内，可旋转驱动工具40a具有尖端42a，其形状与弹簧保持器22a的工具
接纳孔22c互补。采用可旋转驱动工具40a将弹簧保持器22a驱动到壳体12a内可以包含具有
传感器46a的反馈控制系统44a的以上描述，以确定弹簧保持器22a的驱动何时停止，即何时
实现目标预载弹簧阻力。
如图3中最佳所示，该方法还可以包括步骤108，其对组装后的压力安全阀10进行
测试，以测量流体流动过程中组装后的压力安全阀10的释放压力，并包括步骤110，其确定
所测量的压力释放值相对于预定目标安全压力值是否在预定范围内。该方法可以包括步骤
112，如果测量的安全压力值在相对于预定目标安全压力值的预定范围内，则接受组装后的
压力安全阀，并包括查询步骤114，其提供返回分支到驱动步骤106，如果测量的安全压力值
低于相对于预定目标安全压力值的预定范围，则对组装后的压力安全阀进行再处理，以驱
动弹簧保持器22相对于壳体12进一步向内，从而尝试使测量的安全压力值在相对于预定目
标安全压力值的预定范围之内，并包括步骤116，如果测量的安全压力值高于相对于预定目
标安全压力值的预定范围，则弃置组装后的压力安全阀。反馈控制系统44可以与可变深度
加压工具40或可旋转驱动工具40a进行通信，从而通过驱动弹簧保持器22、22a相对于壳体
12、12a进一步向内而控制组装后的压力安全阀的再处理。
该方法可以包括形成弹簧保持器22，其具有在将弹簧保持器22插入到壳体12内的
过程中与弹簧20相接合的端表面24以及与壳体12的内表面28相接合的圆柱形部分26。壳体
12可以包括第一端32和第二端36。阀座16和往复止回阀构件18可以布置在第二端36处。该
方法可以包括采用阀盖30将弹簧保持器22、弹簧20、以及往复止回阀构件18包围在壳体12
内，阀盖30布置在阀座16的相对远端的壳体12的第一端32处。
压力安全阀10可以具有限定了流体通道14和阀座16的壳体12、与阀座16相接合的
往复止回阀构件18、以及通常将往复止回阀构件18压向阀座16的偏压弹簧20。可以采用以
下方法对压力安全阀10进行组装，该方法包括将往复止回阀构件18布置在流体通道14内，
以朝向和远离阀座16移动，选择具有基于目标安全压力值的特性的偏压弹簧20，以使往复
止回阀构件18远离阀座16移动，将偏压弹簧20插入到流体通道14内，以将往复止回阀构件
18压向阀座16，以及响应于反馈压力而将弹簧保持器22驱动到壳体12的流体通道14内至可
变深度，用于自动调整组装弹簧20的偏压力，以补偿影响组装后的压力安全阀10的安全压
力值的公差，并且将安全压力值控制在预定目标安全压力值的预定范围之内。如果测量的
安全压力值在相对于预定目标安全压力值的预定范围内，则该方法可以包括对组装后的释
放压力阀10进行测试，如果测量的安全压力值在相对于预定目标安全压力值的预定范围
内，则接受组装后的释放压力阀10，如果测量的安全压力值低于相对于目标安全压力值的
预定范围，则对组装后的压力安全阀10进行再处理，以驱动弹簧保持器22相对于壳体12进
一步向内，从而尝试使测量的安全压力值在相对于预定目标安全压力值的预定范围之内，
如果测量的安全压力值高于相对于预定目标安全压力值的预定范围，则弃置释放压力阀
10。
现在参照图4，图中X轴上示出了相对于上述图1-3所述的压力安全阀10中能够实
现的7种不同的释放压力阀组件的7个独立的安全压力值范围210、220、230、240、250、260、
270。释放压力范围210、220、230、240、250、260、270的每一个均可以包括±5％、±10％、±
15％或用于驱动往复止回阀构件18使其远离阀座16的公称目标安全压力值210a、220a、
230a、240a、250a、260a、270a的其间任何所需范围或Y轴上所示的“启动范围”之内的数值。
作为实例而非限制，组装后的压力安全阀10可以具有低或高的预定安全压力值210b、210c；
220b、220c；230b、230c；240b、240c；250b、250c；260b、260c；270b、270c。每个安全压力值范
围210、220、230、240、250、260、270均包括目标压力值、低压力值和高压力值210a、210b、
210c；220a、220b、220c；230a、230b、230c；240a、240b、240c；250a、250b、250c；260a、260b、
260c；270a、270b、270c；作为实例而非限制，低和高压力值均可以在驱动往复止回阀构件18
使其远离阀座16所需的预定公称或目标安全压力值210a、220a、230a、240a、250a、260a、
270a的±10％范围之内，使得低压力值210b、220b、230b、240b、250b、260b、270b在对应的目
标压力值210a、220a、230a、240a、250a、260a、270a的-10％范围之内，高压力值210c、220c、
230c、240c、250c、260c、270c在对应的目标压力值210a、220a、230a、240a、250a、260a、270a
的+10％范围之内。作为实例而非限制，目标安全压力值范围的范围210对应的最低安全压
力值在大约186.3到大约227.7磅/平方英寸(psi)(包括端值)之间，范围270对应的最高安
全压力值在大约1139.4到大约1392.6磅/平方英寸(psi)(包括端值)之间。作为实例而非限
制，如图4中所示，在所示的各种示例性阀门中，可以用大约±15％的压力值对安全压力值
范围210、220、230、240、250、260、270进行分隔。所需的不同压力值范围可以使更加有效的
定时驱动系统具有更大的液压张紧器可调性。
虽然已经结合目前认为最可实现和优选的实施例说明了本发明，但应当指出，本
发明不受公开的实施例限制，相反，本发明覆盖后附的权利要求书的精神和范围中各种变
化及等价布置，该范围将以最广义的解释为准，以便涵盖法律所允许的所有此种变化及等
价的结构。