液压阀装置及其组装方法 【技术领域】
本发明涉及一种安装在液压作业机中的液压阀组件及其组装方法。
背景技术
用于液压挖掘机中的控制阀通常分为两组，它们安装在两个分离的主阀组中。在两个主阀组中，分别设置有压力油供应通道，以便将压力油从作为主阀组中的压力油源的第一和第二泵引导到控制阀。
除了标准规格以外，选择附件例如压碎机或破碎机有时连接在液压挖掘机上。在这种情况下，需要用于选择附件的选择致动器和用于控制选择致动器的操作的选择阀。
在这样一种方法中，其中包括选择阀的选择阀单元和液压连接到选择阀单元上的回路元件安装在主阀组中，选择致动器连接到主阀组中形成的致动器端口上。
例如，在日本未审查的专利公开文本No.Hei10-25770中公开了一种固定方法，其中带有选择阀和结合于其中的相关回路元件的连接组连接到主阀组上。
然而，在前一种方法中，由于仅获得了内置的选择阀单元所具有的一种功能，所以不可能适应功能和用途不同的各种选择附件。例如，在用于选择附件的致动器需要大流率地情况下，目前还不能满足各种用户的要求，包括将来自两个泵的排出油汇合起来并将所得到的合流油供给到选择致动器的要求，以及由于选择致动器的低工作压力而限制压力的要求。
另一方面，根据后一种固定方法，由于选择阀和相关回路元件成一体以便构成连接组，所以提供和更换的带有选择阀的连接组的数量必须与所需功能(回路元件)的数量相对应。因此，不仅成本非常高，而且连接组是较大和较重的，从而产生的问题是更换工作很麻烦。
【发明内容】
本发明的一个目的是提供一种作为液压阀装置的液压阀组件及其组装方法，尽管采用了内置的形式，但是其可以容易地以低成本适应各种选择附件和所需的功能。
根据本发明的液压阀组件基本上包括：作为主阀组件的主阀组，其中结合有多个控制阀、连接到泵上的压力油供应管线以及连接到油箱上的油箱管线；以及连接到主阀组的侧面上的端盖。主阀组包括：设置在端盖附近的选择阀，其控制着选择致动器的操作；将选择阀和压力油供应管线相互连接的压力油供应通道；将选择阀和油箱管线相互连接的返回通道；选择致动器所连接的致动器通道；止回阀，其用于防止压力油从压力油供应通道逆流到压力油供应管线；压力油分支通道，其从压力油供应通道分出，并且在所述压力油分支通道的前端设置有一利用端盖封闭的压力油分支端口；返回分支通道，其与油箱管线连通，并且在所述返回分支通道的前端设置有一利用端盖封闭的返回分支端口；以及致动器分支通道，其从致动器通道分出，并且在所述致动器分支通道的前端设置有一利用端盖封闭的致动器分支端口。
根据本发明的用于组装液压阀组件的方法基本上包括以下步骤：将用于控制选择致动器的操作的选择阀安装到主阀组的侧面中，端盖连接到该侧面上，多个控制阀、连接到泵上的压力油供应管线以及连接到油箱上的油箱管线被结合在所述主阀组中；并且然后根据与选择阀液压连接并且其中结合有回路元件的多种连接组外的选择阀的功能，选择性地将预定的连接组连接到主阀组上。
因此，在将选择阀结合到主阀组中之后安装选择附件的时候，利用设置在主阀组中的压力油分支、返回分支和致动器分支通道，将具有与选择附件的形式和所需功能(例如合流功能、合流切换功能、减压功能或者油箱直接连接功能)相符合的回路元件的连接组连接到主阀组上。因此，尽管是内置式系统，也可以广泛地适应与选择附件相关的各种要求。
而且，由于每个连接组是只具有与选择附件的形式和所需功能相符合的这种回路元件的结构，所以成本就低得多并且连接组减小了尺寸和重量，从而与更换带有内置式选择阀的连接组的情况相比，使更换工作以简单的方式进行。
本发明既适用于具有一个主阀组的单阀结构的液压阀组件，又适用于两个主阀组背靠背地连接在一起的复合组结构的液压阀组件。
【附图说明】
图1是根据本发明的实施例的液压阀组件的整个液压回路图；
图2是用于增加合流功能的连接组连接到液压阀组件上的状态下的回路图；
图3是用于增加合流切换功能的连接组连接到液压阀组件上的状态下的回路图；
图4是用于增加油箱直接连接功能的连接组连接到液压阀组件上的状态下的回路图；
图5是表示图4的变型方案的回路图；
图6是用于增加减压功能的连接组连接到液压阀组件上的状态下的回路图；以及
图7是根据本发明的第二实施例的液压阀组件的一部分的液压回路图。
【具体实施方式】
下面将参考图1-7描述根据本发明的实施例的液压阀组件及其组装方法，这些附图涉及到各实施例。
下面参考作为建筑机械的实例的液压挖掘机。
另外，下面参考液压阀组件，其各自具有复合组结构，作为本发明所应用的的实例。
如图1中所示，主阀组包括第一主阀组1和第二主阀组2。主阀组1和2都背靠背地连接在一起，端盖3和4分别连接到主阀组的侧面(端面)上。
在两个主阀组(下文简称为“阀组”)1和2中，安装有多个控制阀，该阀使用第一和第二泵5、6分别作为压力油源以便控制多个液压致动器的操作，以及用于操作致动器的油通道。
更具体的说，在第一阀组1中，从上游侧连续设置有用于转臂液压缸的控制阀10、用于铲斗操纵液压缸的控制阀11以及用于右走行马达的控制阀12，以便分别控制转臂液压缸7、铲斗操纵液压缸8和右走行马达9的操作。
在第二阀组2中，从上游侧连续设置有用于摆动马达的控制阀16、用于臂液压缸的控制阀17以及用于左走行马达的控制阀18，以便分别控制转动马达13、臂液压缸14和左走行马达15的操作。
作为两个阀组1和2共用的元件，用于供应压力油的压力油供应管线19、中心旁通管线20、油箱管线21和中心旁通控制阀22安装在每个阀组1、2中。中心旁通控制阀22的功能是打开和关闭中心旁通管线20。压力油供应管线19、19分别端口连接于第一和第二泵5、6，并且每个油箱管线21端口连接于油箱T。
实际上，各种附件例如用于每个控制阀的减压阀和止回阀安装在阀组1和2中并且回路结构更为复杂。然而，为了简化的目的，在此省略了这种附件和实际回路结构的图示和说明。
在这种液压阀组件中，选择阀23分别安装在阀组1和2中的最下游侧(端盖3和4所连接的一侧)上。在增加一个致动器作为选择致动器以用于选择附件例如压碎机或者振动破碎机的情况下，选择附件所连接的每个阀组1、2中的选择阀23用作选择致动器的控制阀。
在每个选择阀23中，设置有连接到压力油供应管线19上的压力油供应通道24、连接到油箱管线21上的返回通道25以及用于连接到选择致动器上的致动器通道26和27。
因此，这个液压阀组件采用了内置的方法，其中选择阀23预先安装在阀组1和2中。
更具体的说，这个液压阀组件采用了这样的结构，其中根据标准的规格，包括选择阀和液压连接到选择阀(例如止回阀)上的回路元件的选择阀单元安装在主阀组中，并且在安装选择附件时，选择附件连接到形成于阀组中的致动器端口上。
根据这种内置的方法，液压阀组件的结构如下。
(i)在阀组1和2中，用于防止压力油逆流的止回阀28设置在压力油供应管线19中的选择阀23的上游。压力油分支通道29朝向端盖3和4(阀组的侧面)设置在止回阀28的下游，并且在正常或稳定情况下(当没有使用选择附件时)，形成在压力油分支通道29的前端处的压力油分支端口29a利用端盖3和4封闭。
(ii)致动器分支通道30和31形成为来自致动器通道26和27的分支。形成在通道30和31的前端处的致动器分支端口30a和31a利用端盖3和4封闭。
(iii)合流通道32以跨过阀组1和2的这种方式设置，并且其上游端连接到第二阀组2中的压力油分支通道29上，而其下游端(合流端口)32a通向第一阀组1的侧面并且在正常情况下(当没有使用选择附件时)利用端盖3封闭。
(iv)与油箱管线21连通的返回分支通道33形成在阀组1和2中。通道33的前端(返回分支端口)33a通向阀组1、2的侧面并且在正常情况下利用端盖3和4封闭。
在上述结构中，当将要使用选择附件时，它会根据以下程序被安装。首先，拆下选择致动器将要连接的阀组1和2中任一个的一个端盖。接下来，在与选择阀23液压连接的状态下，将具有与致动器类型和所需功能相符的回路元件的连接组连接到阀组的侧面上。
以这种方式建立了一种结构，其中具有与选择阀23液压连接的回路元件的连接组连接到液压阀组件中的主阀组上。
现在所提供的以下说明是关于选择附件的变型。
(a)对于合流/减压功能：
在用于选择附件的致动器需要大流率的压力油(例如压碎机液压缸)的情况下，需要的是，来自第一和第二泵5、6两者或者两个泵5、6加上第三泵的压力油汇合起来并且所得到的合流供应给致动器。在这种情况下，使用如图2中所示的这种连接组34是合适的。
对于选择致动器，来自作为附加泵的第三泵的油也被加入。因此，可以应对选择致动器需要极大的流率的情况。
图2示出了选择致动器连接到第一阀组1上的实例。
连接组34连接到第一阀组1的侧面上，其作为具有合流功能的端盖代替了标准的端盖3。
在由此也用作端盖的连接组34中，形成有合流连接通道35和连接到第三泵36上的第三泵通道37。
形成在连接组34中的第三泵通道37引导压力油从第三泵36进入到合流连接通道35。
合流连接通道35形成在这种状态下，其通过相应的端口32a和29a在第一阀组1中将合流通道32和压力油分支通道29相互连接起来。第三泵通道37连接到合流连接通道35上。
用于防止压力油逆流的止回阀38和39分别设置在合流连接通道35和第三泵通道37中。
另外，装备有减压阀40的合流返回通道41连接到第三泵通道37上，并且还连接到第一阀组1中的返回分支通道33上。
因此，在连接组34中，设置有与返回分支端口33a连通的合流返回通道41，并且减压阀40设置在合流返回通道41和第三泵通道37之间。
由于减压阀40安装在连接组34中，所以选择致动器的工作压力可以被限制为与第三泵36的输送压力相匹配的压力。也就是说，可以以低成本容易地增加减压功能。
对于连接组34，来自第二阀组2(第二泵6)和第三泵36的压力油汇合在一起，并且所得到的合流油供给到压力油分支通道29。另外，来自第一泵5的压力油与该合流油相汇合，并且所得到的合流油通过选择阀23供给到选择致动器。
以这种方式，可以以低成本容易地确保在增加需要大流率的压力油的选择致动器的情况下所需的合流功能。
而且，在合成组结构的液压阀组件中，尽管连接组34连接到第一阀组(一个阀组)1的侧面上，也可以使来自第二阀组2(另一个阀组)的第二泵油的压力油与关联于第一阀组的压力油相汇合。因此，该阀组1和2的匹配和连接组34的安装比安装连接组34以便跨过两个阀组1和2的情况更容易。
另外，利用减压阀40，选择致动器的工作压力可以被限制为与第三泵36的输送压力相匹配的压力。也就是说，还可以实现减压功能。
(b)对于合流切换功能：
在选择性地使用所需的压力油的流率不同的多种选择致动器的情况下，需要从一种流率切换到另一种流率。在这种情况下，如上述(a)的情况一样，标准的端盖3被拆下，并且安装了也用作端盖的图3中所示的连接组42。
在连接组42中，如图2中所示的连接组34的情况那样，作为用于合流的回路元件，设置有带有止回阀38的合流连接通道35和带有止回阀39的第三泵通道37。
而且，作为连接组42的独特的回路元件，合流切换阀43设置在合流连接通道35、第三泵通道37和压力油分支通道39之中的连接点(合流点)处。利用合流切换阀43，在合流连接通道35中的压力油的合流点处切换合流状态。更具体的说，切换在以下状态中进行，这些状态是：只有来自第二阀组2的第二泵的油汇合到压力油分支通道29的状态(两泵合流)，第三泵的油可以与第二泵的合流相汇合的状态(三泵合流)，以及没有合流的状态(单个泵引起的单流)。
因此，可以在合流与单流之间进行切换，或者可以在三泵流即所有泵的合流/两泵合流/单流之间进行切换。
作为合流切换阀43，可以使用如图所示的这种手动转换阀，或者可以使用导向转换阀，其利用外部液压信号或电信号进行操作。
(c)对于油箱直接连接功能：
例如，在使用破碎机作为选择附件的情况下，如果来自选择致动器的包含脉动分量的返回的油通过阀组返回到油箱T，那么例如油冷却器这样的装置似乎会损坏。在这种情况下，需要选择返回的油直接返回到油箱T的状态。
在这种情况下，同样用作端盖的图4中所示连接组44或者同样用作端盖的图5中所示连接组45连接到阀组的侧面上。
在连接组44和45中，分别设置有返回方向切换阀46和47。利用切换阀46和47，可以在来自选择致动器的返回的油返回到第一阀组1中的致动器分支通道30的状态和返回的油直接返回到油箱T的状态(位置)之间进行切换。
手动切换阀和导向切换阀分别用作图4中所示的连接组44中的返回方向切换阀46和图5中所示的连接组45中的返回方向切换阀47，其中该导向切换阀适于利用可以为电信号的外部导向油压进行操作。
在这种情况下，包含脉动分量的返回的油可以根据需要直接返回到油箱T以防止损坏装置。
因此，在使用破碎机作为选择附件的情况下，来自选择致动器的包含脉动分量的返回的油可以直接返回到油箱，由此可以防止例如油冷却器这样的装置被损坏。也就是说，可以以低成本容易地增加油箱直接连接功能。
而且，由于返回方向切换阀46和47被结合在连接组(端盖)44和45中，所以与切换阀46和47安装在外部的情况相比，它们能以简单的方式和低成本进行安装。
(d)对于减压功能：
在选择致动器的工作压力低于标准致动器的工作压力的情况下，要求提供一种压力限制功能。
在这种情况下，如图6中所示，通过将同样用作端盖的连接组49连接到阀组的侧面而满足了所述要求，连接组49具有减压阀48，对于该减压阀设置了与选择致动器的工作压力相匹配的压力。
根据这种结构，限制选择致动器的工作压力的减压阀48设置为连接组49中的回路元件。
因此，通过该连接组可以以低成本容易地实现限制选择致动器的工作压力的减压功能。
其他实施例：
(1)尽管在上述第一实施例的结构中合流的油被供给到第一阀组1，但是也可以采用合流的油被供给到第二阀组2的结构。
更具体的说，如图7中所示，合流通道50设置成跨过阀组1和2，并且在形成于合流通道50的两端的合流端口50a和50b通向相应的端盖侧的情况下以及在需要合流的情况下，同样用作端盖的用于合流的第一和第二连接组51、52分别连接到阀组1和2。
在第一组51中，如图2中所示的连接组34的情况那样，设置有合流连接通道53和连接到第三泵36的第三泵通道54。
然而，不同于连接组34，用于防止逆流的止回阀55仅设置在第三泵通道54中。
在第二连接组52中，设置有第二合流连接通道56，用于在同一组中的合流通道50和压力油分支通道29之间进行连接，并且在通道56中设置有止回阀57，该止回阀57只允许油流向压力油分支通道29。
根据这种结构，第一阀组1一侧上的油(来自第一泵1的油)和第三泵的油汇合在一起，并且所得到的合流的油供给到第二阀组2一侧。
作为第二连接组52，可以使用在第二合流连接通道56中没有止回阀57的连接组。在这种情况下，包括第三泵的油的合流油被供给到阀组1和2中。
(2)例如，在选择附件具有两个致动器的情况下，可以使用这样一种连接组，其带有第二选择阀和结合在其中的相关回路元件。
在这种情况下，可以采用这样一种结构，其中第二选择阀例如连接到第一阀组1上并且压力油从第二阀组2一侧供应。
(3)根据上述实施例的结构，同样用作端盖的连接组连接在阀组上。由于该端盖因此还用作连接组，所以可以减小装置结构的尺寸和成本。当然，可以采用这样一种结构，其中专用的连接组连接到阀组上并且端盖安装在连接组的外测。
(4)尽管上述实施例的液压阀组件是复合组结构，其中两个阀组1和2连接在一起，本发明也适用于只具有一个阀组的单组结构的液压阀组件。
尽管已经参考附图中的优选实施例描述了本发明，但是应该注意到，可以在不脱离权利要求书中所记载的本发明的范围的情况下使用等同方案和作出替换方案。