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CN101403223B - 破岩设备、保护阀以及操作破岩设备的方法 - Google Patents

破岩设备、保护阀以及操作破岩设备的方法 Download PDF

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CN101403223B CN2008101689815A CN200810168981A CN101403223B CN 101403223 B CN101403223 B CN 101403223B CN 2008101689815 A CN2008101689815 A CN 2008101689815A CN 200810168981 A CN200810168981 A CN 200810168981A CN 101403223 B CN101403223 B CN 101403223B
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Abstract

本发明涉及一种液压破岩设备、保护阀以及一种操作液压破岩设备的方法。所述破岩设备包括沿着进口通道(13)被供给压力流体的冲击设备(4)。所述进口通道设有被布置成监视流过的压力流体的体积流量的保护阀(23)。如果流量大于预设的流量，则保护阀至少部分地关闭通过保护阀的连接，因此保护冲击设备抵抗太高的冲击脉冲。所述保护阀包括产生压差的节流阀(38)，压差的大小取决于所供给的体积流量。有关压差的信息被用于控制保护阀。

Description

破岩设备、保护阀以及操作破岩设备的方法
技术领域
本发明涉及一种设有冲击设备的液压破岩设备。利用冲击设备，冲击脉冲能够被给予连接到破岩设备的工具，该工具进一步将冲击脉冲传递到待破碎材料。此外，本发明涉及一种能够布置在作为破岩设备的部分的液压冲击设备的进口通道中的保护阀。另外，本发明涉及一种操作这种破岩设备的方法。
在本申请独立权利要求的前序部分中更加详细地限定了本发明的目的。
背景技术
当期望破碎例如岩石、混凝土或者其它较硬材料时，破碎锤被用作挖掘机或者另一作业机的辅助设备。破碎锤包括冲击设备，利用冲击设备，能够将冲击给予附接到破碎锤的工具，该工具进而将冲击传递到待破碎材料。冲击设备通常是液压的并且包括冲击活塞，由于液压作用，冲击活塞具有往复运动并且撞击工具上端处的冲击表面。在利用冲击活塞给予冲击的同时，工具被压向待破碎的材料，由此由于冲击作用和挤压，工具穿入待破碎材料中，从而破碎材料。
液压破碎锤一般作为辅助设备被连接到作业机。现代挖掘机具有计算机控制的控制单元，所述控制单元允许对体积流量以及被供给到连接到挖掘机的每一个辅助设备的操作压力进行控制。操作员能够利用控制单元对于每一个辅助设备容易地选择正确的设定。然而，操作员有可能对于破碎锤错误地选择不正确的设定，在此情形中，破碎锤可以以如此方式操作，使得太大的体积流量或者太高的压力被供给，即，具有过高的输入功率。向破碎锤供给太高的功率会引起破碎锤过早断裂或者磨损。向破碎锤供给不正确的功率可能是一个错误，但是也已经观察到，一些操作员对于破碎锤选择不正确的设定，其目的在于利用过高的输入功率来提高破碎锤的输出功率。然而，在这种情形中，功率的提高是以设备耐用性为代价实现的，这自然是不可接受的。因此，问题在于，由于某一或其它原因，过高输入功率能够被供给到破碎设备。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种新颖的和改进的破岩设备和保护阀以及一种新颖的和改进的操作破岩设备的方法。
根据本发明的破岩设备其特征在于：在进口通道中布置有至少一个保护阀；所述保护阀包括本体、用于向保护阀供给液压流体的至少一个进口开口、用于将液压流体从保护阀供给到进口通道的至少一个出口开口、被布置成沿着流动的进口方向以及沿着流动的反向方向移动的阀芯、以及用于朝向进口方向移动阀芯的至少一个作用力构件；保护阀的阀芯具有三个预定轴向结合点；阀芯被布置成在其中进口开口被提供有低于预定压力的压力的状态中通过作用力构件的作用而变成定位在第一结合点处，由此保护阀被布置成在第一结合点处防止压力流体沿着反向方向流动；阀芯被布置成在其中沿着进口方向通过保护阀供给小于预定最大体积流量的流量的状态中变成定位在第二结合点处，由此，在第二结合点处，保护阀被布置成允许压力流体流过它；并且阀芯被布置成在其中沿着进口方向通过保护阀供给大于预定最大体积流量的流量的状态中变成定位在第三结合点处，由此，在第三结合点处，保护阀被布置成至少部分地防止压力流体流过它。
根据本发明的保护阀其特征在于：所述阀芯包括与进口开口中的压力连续连接并且被布置成沿着反向方向影响阀芯的至少一个第一控制压力表面；所述阀芯包括与出口开口中的压力连续连接并且被布置成沿着进口方向影响阀芯的至少一个第二控制压力表面；出口开口设有至少一个节流阀以在进口开口和出口开口之间提供压差，压差的大小取决于所供给的体积流量的大小；第一控制压力表面和第二控制压力表面的沿着反向方向的合力大小取决于所述压差；阀芯的轴向位置被布置成基于所述合力和由作用力构件提供的作用力的相互关系而被确定；保护阀的阀芯具有三个预定的轴向结合点；在第一结合点处，阀芯的第一套环被布置成防止压力流体从进口开口流动到出口开口；在第二结合点处，当影响阀芯的合力和作用力构件提供的作用力相平衡时，存在从进口开口到出口开口的开放连接；并且在第三结合点处，阀芯的第二套环被布置成当影响阀芯的合力大于由作用力构件提供的作用力时至少部分地防止压力流体从进口开口流动到出口开口。
根据本发明的方法其特征在于：沿着进口方向而引导压力流体通过至少一个保护阀流动至冲击设备；利用所述保护阀来监视被供给到冲击设备的压力流体的体积流量；并且当供给到冲击设备的体积流量超过由保护阀确定的预设最大体积流量时，至少部分地防止压力流体流过保护阀。
本发明的思想在于利用至少一个保护阀来防止将过量体积流量供给到破岩设备的冲击设备。保护阀被布置在冲击设备的进口通道中。保护阀包括一个或者多个节流阀，由此在保护阀的进口开口和出口开口之间产生压差，压差的大小取决于所供给的体积流量的大小。基于所述压差，保护阀的阀芯或者类似的控制构件在它的结合点之间被轴向地导引。
本发明的一个优点在于能够针对太高的输入功率而利用保护阀来保护破岩设备，即破碎锤或者钻岩机，由此由于使用过高功率而引起的冲击设备的断裂或者过早磨损能够得以避免。因此，破岩设备都能够得以有效率地使用为此所计划的整个服务寿命，并且能够避免额外的维修和维护以及由此引起的操作中断。此外，本发明使得能够避免以后难以解决的保证纠纷，因为现在制造商能够利用保护阀限制最大冲击脉冲，所以冲击设备不能故意地或者由于错误而以太高的冲击脉冲操作。此外，在其中作业机的控制部件或者控制单元中的一个出现故障从而系统供给太高的冲击脉冲的情形中，太高的冲击脉冲得以避免。在新的冲击设备以及已经使用的冲击设备的进口通道中布置根据本发明的保护阀都是比较简单的。而且，根据本发明的保护阀便于控制作业机的控制单元中的液压设定值。
实施例的思想在于，保护阀设有一个或者多个旁路通道。当保护阀由于太高的压差而触发到关闭的结合位置时，小于正常体积流量的压力流体流量可以通过旁路通道沿着进口方向流动。因此，较小的体积流量流过保护阀，由此冲击设备的冲击频率低于正常情况下的冲击频率。设备操作员注意到降低的冲击频率并且重设被供给的体积流量。在寒冷条件下，压差可能由于压力流体的更高粘度而增大。当压力流体的较少体积流量被引导通过旁路通道时，压力流体变热，并且因此冲击设备也能够被加热至正常的操作温度。
实施例的思想在于，保护阀设有至少一个释放阀。释放阀被布置成当供给压力高于固定压力极限时打开。释放阀的开口被布置成以这样一种方式来影响对保护阀的阀芯产生影响的作用力，即，使得阀芯被布置成一旦超过压力极限便移动到关闭的结合位置。因此，冲击设备的操作停止，或者至少该设备的冲击频率被降低。这示意操作员检查被供给到冲击设备的压力流体的设定值。
附图说明
现在将参考附图更加详细地描述本发明的一些实施例，其中：
图1概略示出在挖掘机中作为辅助设备布置的破碎锤；
图2概略示出用于操作冲击设备的根据现有技术的布置和液压回路；
图3概略示出用于操作冲击设备的根据本发明的布置和液压回路；
图4概略地并且作为时间的函数示出由于冲击设备的操作循环而引起的液压回路的压力脉动；
图5概略示出根据本发明的保护阀的切断；
图6概略示出还设有针对太高操作压力而保护冲击设备的导向阀的根据本发明的可选保护阀的剖面图；
图7概略示出根据图6的保护阀的一种变型的剖面图。
为了简明起见，在图中简化示出本发明的实施例。类似的部件利用相同的参考数字标注。
具体实施方式
在图1中，破碎锤1被布置在作业机2例如挖掘机的悬臂3的自由端处。可选地，破碎锤1可被布置在任何可移动的作业机2中或者例如在安装于固定基座上的悬臂上。破碎锤1包括能够产生冲击脉冲的冲击设备4。在冲击被冲击设备4给予连接到破碎锤1的工具6的同时，破碎锤1被悬臂3压向待破碎的材料5，从而工具6将冲击传递到待破碎材料5。冲击设备4可以是液压的，在此情形中，它利用至少一个进口通道7和至少一个出口通道8而连接到作业机2的液压系统。可以利用能够在冲击设备4中往复移动的冲击元件产生冲击脉冲，如在图2和3中所述，或者可选地，以任何其他方式产生。此外，破碎锤1可以包括保护性外壳9，可以将冲击设备4布置在保护性外壳9中以针对损坏和杂质对其进行保护。工具6被引导通过保护性外壳9的下部。
作业机2包括一个或者多个液压泵10，液压泵10产生用于操作作业机2以及附接到其的辅助设备的液压。作业机2可以包括一个或者多个控制单元11，控制单元11被布置用于控制要供给到辅助设备的液压和流量。控制单元11可以被布置用于控制布置在液压回路中的控制部件并且借助于该部件从泵引导到每一个辅助设备的液压动力即液压和流量能够受到影响。控制单元11可以包括计算机、可编程逻辑电路等，其中能够存储将要附接到作业机的辅助设备的液压流体供给的设定值。而且，控制单元11可以包括一控制方案，控制单元11根据所述控制方案来控制液压回路中的控制部件。操作员可以从存储装置加载设定值或者可选地，将设定值人工地供给到控制单元11并且将它们存储于存储器中。
图2示出一种根据现有技术的液压系统。液压泵10产生液压，液压沿着软管或者相应的通道经由受控制单元11控制的控制部件12而被引导到冲击设备4中的进口通道13，所述进口通道将液压流体引导到冲击设备4的第一操作压力空间14a和第二操作压力空间14b。当冲击设备正在被操作时，连续液压被引导到第一操作压力空间14a，由此冲击元件15的第一操作压力表面16a被趋于朝向返回方向A移动冲击元件15的作用力连续地影响。冲击设备4的操作循环利用控制阀17控制，控制阀17可以是压力控制的，如图中所示，在此情形中，只要进口通道13受到液压影响，冲击设备4就给予工具6冲击脉冲。在图2的情形中，控制阀17被示为处于其左侧位置中，由此它允许液压流体从第二操作压力空间14b流动到液槽18，由此没有朝向冲击方向B施加影响的作用力被导至冲击元件的第二操作压力表面16b处，而是冲击元件15朝向返回方向A移动。一旦冲击元件15朝向返回方向A移动，则从第一操作压力空间14a沿着控制通道20到控制阀17的连接被打开，控制阀17移动到其右侧位置并且允许液压从进口通道13流到第二操作压力空间14b，由此影响第二操作压力表面16b的液压朝向冲击方向B推动冲击元件15。为使得这种情形发生，第二操作压力表面16b的面积应该大于第一操作压力表面16a的面积。
通常，液压回路也包括一个或者多个蓄压器21，在蓄压器21中能够存储液压能量以提供冲击元件15的冲击运动。即，在冲击运动期间，需要液压流体的大体积流量，并且仅从液压泵10接收不到足够的液压流体量。因此，蓄压器21平衡液压系统中的压力和流量的变化。相反，冲击元件15朝向返回方向A的运动显著更慢，由此在返回运动期间能够在蓄压器21中存储液压能量。
此外，图2示出进口通道13可以包括单向阀22，单向阀22防止当冲击设备4停止时液压流体沿着与进口方向C反向的方向D朝向液压泵10回流。因此，在蓄压器21中充注的液压能量未被释放，由此冲击设备4能够在停止之后快速地重启。当沿着正常进口方向C从液压泵10朝向冲击设备4引导液流时，单向阀22再次打开。
图3示出相应于图2所示的根据本发明的液压系统，不同之处在于这里单向阀22已被一种新的保护阀23取代。保护阀23可以具有内置单向阀功能，但是它的操作偏离在上面参考图2描述的普通单向阀的操作。即，当它的阀芯27沿着输入流的反向方向D朝向弹簧构件31移动时，保护阀23打开，并且当输入流停止时，被弹簧构件31移动，关闭。在阀芯27的极端位置之间，存在一个平衡位置，其中保护阀23允许流过它。
保护阀23可以被布置在形成于冲击设备4的本体中的空间中。保护阀23的阀体24可以包括一个或多个进口开口25以及一个或多个出口开口26。类似于图2，由液压泵10产生的液压经由受控制单元11控制的控制部件12而被引导到进口开口25。出口开口26被连接到进口通道13。此外，保护阀23包括阀芯27，阀芯27具有第一端27a和第二端27b并且能够沿着进口流动方向C(即进口方向)以及沿着反向流动方向D(即反向方向)移动。阀芯27包括可以关闭进口开口25的第一套环28或者类似闭合表面，如图3所示。可以利用第一套环28和在阀体24中形成的限制表面来限制阀芯27朝向进口方向C的运动。当阀芯27从其图3所示位置朝向反向方向D移动时，在进口开口25和出口开口26之间的连接打开。如果阀芯27移动经过其中间位置而进入其图5所示的右侧极端位置中，则阀芯27中的第二套环29或者类似的闭合表面关闭出口开口26。在阀芯的第二端27b一侧上，存在弹簧空间30，弹簧空间30设有一个或多个作用力构件，例如弹簧构件31，通常为盘簧，它趋于沿着流动的进口方向C连续的推压阀芯27。弹簧空间30可以还包括外罩件32，限制阀芯27沿着反向方向D的运动的限制表面33可以与之连接。因此，取决于阀芯27的轴向位置，保护阀23具有三个结合点。当阀芯27处于它的极端轴向位置中即处于第一和第三结合点处时，保护阀23影响液压流体的流动。当阀芯27处于平衡位置中(即，在轴向极端位置之间的中间位置中)时，保护阀23允许流过它。
还从图3可见，阀芯27包括与进口开口25连续连接的第一控制压力表面34。因此，进口开口25中的压力趋于朝向弹簧构件31即沿着反向方向D连续地推压阀芯27。此外，阀芯27包括一个或多个连接通道35，进口通道13沿其与弹簧空间30相连接。在实际中，在冲击设备4的本体中的保护阀23的前侧上已经形成出口空间26a，出口空间利用通过阀芯27的连接通道35被连接到弹簧空间30。与连接通道35相连接，根据阀芯27的移动速率，可以存在在弹簧空间30和出口空间26a之间产生压差的一个或多个节流阀36。此外，节流阀36可以减弱在弹簧空间30和出口空间26a之间的压力变化。可选地，连接通道35和节流阀36可以形成在冲击设备4的本体中。
在下面，示出图3的保护阀23的操作。当液压流体被引导到进口开口25时，它的压力影响第一控制压力表面34，由此阀芯27受到从图3所示位置朝向反向方向D推压阀芯27的作用力。当产生于第一控制压力表面34上的作用力高于由弹簧构件31和第二控制压力表面39的作用力产生的合力时，阀芯27沿着反向方向D移动并且打开进口开口25。因此，压力流体能够从进口开口25流动到出口开口26并且进而经由出口空间26a流动到进口通道13。出口开口26的尺寸被如此确定，使得以预先选定的最大体积流量通过它的流动在进口开口25中的压力和进口通道13中的压力之间产生预先选定的压差。由于该压差，由第一控制压力表面34产生的作用力保持阀芯27处于中间的第二结合点中。在中间结合点处，进口开口25和出口开口26均打开。如果大于预定最大体积流量的体积流量被引导至进口开口25，则在进口开口25和出口开口26之间由于出口开口26的节流效应而产生更大的压差。结果，由第一控制压力表面34产生的作用力能够反抗弹簧力而朝向方向D推压阀芯27更大的距离。因此，阀芯27移动到图5所示第三结合点，由此第二套环29突然地关闭出口开口26。当阀芯27朝向第三结合点移动时，在出口开口26的关闭点37处，流动开口的大小被同时地减小。在阀芯27沿着反向方向D到达它的极端位置之前，形成临界位置，其中关闭点37的流动开口的尺寸小于出口开口的节流阀38的流动开口的尺寸。因此，在该临界位置之后，在进口开口25和出口开口26之间的压差被进一步降低。相应地，因为弹簧空间30利用连接通道35与出口空间26a连接，所以在进口开口25和弹簧空间30之间产生压差。因此，关于第一控制压力表面34，在阀芯的第二端27b处影响第二控制压力表面39的作用力降低。一旦阀芯27已经达到该临界位置，关闭点37不可避免地并且快速地被关闭。因此，在其中大于预定最大体积流量的过量体积流量已被引导至此的情形中，保护阀23以所需方式致使冲击设备4停止。冲击设备4的停止是向操作员的发出的清楚示意，即已经以不正确的值使用冲击设备4。
在已被保护阀23停止之后，能够通过切断供给到进口开口25的体积流量，即，在实际中，关闭冲击设备回路的阀门或者类似的控制部件12而重启冲击设备4。当体积流量已被切断时，在第一控制压力表面34、第二控制压力表面39之间的压差被降低，这致使弹簧构件31将阀芯27沿着方向C推压到其极端位置即图3所示的第一结合点中。
连接通道35中的节流阀36的尺寸被如此确定，使得它能够减弱由于冲击设备4的通常操作循环而引起的在弹簧空间30和出口空间26a之间的压力变化。如从图4可见，在冲击元件15的冲击运动H期间，在出口空间26a中的压力P降低，因为这里迅速地需要压力流体的大体积流量。相反，在图3的冲击设备4中，冲击元件15的返回运动J和压力P的升高更加缓慢地进行，由此返回运动J并不引起对于保护阀23的操作具有不利影响的突然的压力变化。当然，冲击设备4的操作原理也可以是不同的，在此情形中，节流阀36也可减弱由于返回运动引起的压力变化。节流阀36的尺寸被如此确定，使得在弹簧空间30中的主导压力在冲击运动期间没有时间降低太多以至影响第二控制压力表面39的作用力将相对于第一控制压力表面34降低，因此阀芯将沿着反向方向D移动并且致使保护阀23触发到关闭的结合点。因此，利用节流阀36，当使用允许的体积流量时，能够防止由于冲击设备4的通常操作循环引起的压力变化而触发保护阀23。
图5的保护阀23类似于图3所示，不同之处在于它包括一个或多个旁路通道40，即使第二套环29将整个关闭点37关闭，小体积流量也能够通过旁路通道40流动。因此，当大于预定最大体积流量的过大体积流量已被供给到保护阀23并且阀芯27已经移动到图中的第三结合点时，与正常情况相比较小的体积流量能够流动到冲击设备4。在此情形中，冲击设备4并不完全停止，而是继续在较低冲击频率下操作。各个冲击的冲击能量未被实质性地降低。旁路通道40的尺寸被如此确定，即使得冲击频率被显著降低，由此操作员一定可注意到与正常操作相比的差异并且对于输入功率设定正确的设定值。
图5所示设有旁路通道40的保护阀23能够被用来将冲击设备4加热到操作温度。如已知那样，在寒冷条件中，液压流体的粘度显著更高。更高的液压流体的粘度在出口开口26中引起更大的压差。与通常操作温度相比更高的压差致使即使所用的体积流量并未超过预定最大体积流量，阀芯27也移动到根据图5的第三结合点。仅当与正常情况相比较小的体积流量开始流过旁路通道40时，在通向保护阀23的压力通道中压力增加，结果由于损耗效应，液压流体变热。以此方式，保护阀23能够被用来加热液压流体，并且由此，加热冲击设备4。在加热期间，冲击设备4在更低的冲击频率下操作，由此设备受到损坏的风险较小。当压力流体变热时，它的粘度降低，并且因此在进口开口25和出口开口26之间的压差降低。因此，弹簧构件31将阀芯27推压到中间的结合点，在此处压力流体能够自由地流过保护阀23。
图6示出一种类似于图3所示的保护阀，它进一步设有释放阀41。在此情形中，如上所述，保护阀23的基本构造针对过大体积流量保护冲击设备4，并且另外地，释放阀41针对太高操作压力保护冲击设备4。释放阀41利用通道42连接到弹簧空间30。释放阀41包括导向阀芯43，导向阀芯43利用弹簧44被压向关闭的、通常操作位置。弹簧空间30中的压力趋于向通向液槽18的通道45打开导向阀芯43。如果高于预定压力的压力通过保护阀23被引导至冲击设备4，则过高压力从出口空间26a沿着连接通道35影响弹簧空间30，并且进而沿着通道42影响释放阀41的导向阀芯43，并且将导向阀芯43推开，因此过度压力被释放到液槽中。这样，导向第二控制压力表面39的作用力被降低并且保护阀的阀芯27移动到第三结合点，由此第二套环29关闭到出口开口26的连接。因此，虽然未超过预定最大体积流量，但这种情形也发生。
图7示出在图6中所示的释放阀41的一个实施例。在根据图6的释放阀41中，导向阀芯43沿着弹簧44的运动方向经受液槽通道45的压力，该压力通常大约为零。如果由于故障或者某些其它原因，液槽通道45的压力更高，则图6所示释放阀41不必针对太高的操作压力保护冲击设备4。因此，图7提供一种方案，其中，因为导向阀芯43的一端处于与大气连通的弹簧空间46中，所以朝向关闭位置影响导向阀芯43的仅仅是弹簧44。该方案针对使用过高的压力而保护冲击设备4，这与液槽通道45的压力无关。
当在寒冷条件中使用冲击设备时，压力流体的粘度较高。因此，在保护阀23中的压差增加并且阀芯27移动到右侧第三结合点。当阀芯27关闭通过保护阀23的连接时，在进口开口25中的压力增加。然后，释放阀41打开通向液槽18的连接。当被引导通过释放阀41的窄的通道时，压力流体会由于所发生的损耗而变热。因此，释放阀41可被用于加热压力流体。当压力流体变热时，粘度同时降低，因此在保护阀23中的压差降低并且阀芯27再次打开通过阀门的连接。结果，压力被降低并且释放阀41能够关闭。
应该指出也能够偏离上述实施例而实现保护阀23。例如，使用另一种作用力构件作为弹簧构件31是可行的，利用该作用力构件，阀芯27能够朝向主要流的进口方向C利用预定的作用力移动。代替机械弹簧的是，作用力构件可以是例如利用压力介质操作的致动器，例如波纹管，或者在一些情形中它可以是电致动器。此外，进口开口25、出口开口26和第一套环28、第二套环29也能够以不同于图中所示的方式定位和成形。也能够根据需要选择开口和套环的数目。第一套环28、第二套环29不必如图所示(即，基本垂直于阀芯27的中轴的闭合表面)，而是套环可以包括斜面并且例如相对于阀芯27的中轴形成45。的角度。此外，以另一种方式形成图5所示的旁路通道40是可行的。旁路通道40不必一定是各个通道，而是它们可以是出口开口26的边缘处的凹槽，沿着所述凹槽，虽然保护阀23的阀芯27位于第三结合点，但是也能够通过与正常情况相比较小的流量。可选地，一个或多个分开的旁路通道40可以形成在阀芯27中，或者第二套环29可以设有一个或多个凹槽等，沿着所述凹槽，与正常情况相比较小的体积流量得以通过。
此外，例如类似于图2所示，通过使用分开的单向阀布置单向阀功能是可行的。在这种情形中，当冲击设备4已被停止时，保护阀23不必防止沿着反向方向D的流动。此外，可以将释放阀41布置为与保护阀23分开的部件。因此，在一些情形中，保护阀23可以被如此构造，使得它仅仅监视通过它而被供给的体积流量。这种保护阀23包括产生压差的节流阀，所述压差取决于体积流量的大小，并且保护阀的控制构件例如阀芯利用所述压差如此移动，即使得如果所供给的体积流量超过预定体积流量，则完全地或者至少部分地防止流动。
图2和3的说明展现了一种冲击设备4，在该设备中，冲击元件15的第一操作压力表面16a在操作循环期间经受连续液压，并且影响第二操作压力表面16b的液压被改变以产生冲击元件15的往复运动。然而，根据本发明的保护阀23也能够被应用于保护其它类型的冲击设备4。冲击设备4可以例如使得影响它的第一操作压力表面16a、第二操作压力表面16b的压力被改变，所述压力沿着相反的方向施加影响。此外，冲击设备4可以是这样的，即，它不具有往复移动的冲击元件15，而是首先储蓄冲击能量，然后突然释放该能量，由此产生冲击脉冲。同样，这些类型的冲击设备4能够利用根据本发明的布置而受到保护。
与向冲击设备供给太高冲击脉冲有关的相应的问题不仅在破碎锤中会发生，而且在钻岩机中也会发生。钻岩机包括冲击设备，利用该冲击设备，冲击脉冲被直接地给予工具或者该工具所附接到的钻柄。此外，钻岩机可以包括旋转设备，工具可以利用该设备围绕它的纵向轴线转动。而且，钻岩设备可以包括冲刷设备，冲刷剂利用它可被沿着工具供给到钻孔中从而移除切屑。可以以与在破碎锤中相同的方式在冲击设备的进口通道中布置保护阀。
在一些情形中，该申请中所描述的特征可以照这样使用，而与其它特征无关。另一方面，如果需要，该申请中所描述的特征可以相结合以形成各种组合。
附图和相关的说明书仅仅旨在示意本发明的思想。本发明的细节可以在权利要求的范围内改变。

Claims (16)

1.一种液压破岩设备，包括：
冲击设备(4)，它被布置用以在连接到所述破岩设备的工具(6)中产生冲击脉冲；以及
进口通道(13)，沿着它，液压流体能够沿着流动的进口方向(C)而被供给到所述冲击设备(4)，
其特征在于：
在所述进口通道(13)中布置有至少一个保护阀(23)；
所述保护阀(23)包括：本体(24)；至少一个进口开口(25)，用于向所述保护阀供给液压流体；至少一个出口开口(26)，用于将液压流体从所述保护阀供给到所述进口通道(13)；阀芯(27)，它被布置成沿着流动的所述进口方向(C)以及沿着流动的反向方向(D)移动；以及至少一个作用力构件(31)，用于朝向所述进口方向(C)移动所述阀芯(27)；
所述保护阀的所述阀芯(27)具有三个预定轴向结合点；
所述阀芯(27)被布置成：在所述进口开口(25)被提供有低于预定压力的压力的状态中，通过所述作用力构件(31)的作用而变成定位在第一结合点处，由此所述保护阀(23)被布置成在所述第一结合点处防止所述压力流体沿着所述反向方向(D)流动；
所述阀芯(27)被布置成：在沿着所述进口方向(C)通过所述保护阀(23)供给小于预定最大体积流量的流量的状态中，阀芯变成定位在第二结合点处，由此在所述第二结合点处，所述保护阀(23)被布置成允许压力流体流过保护阀；并且
所述阀芯(27)被布置成：在沿着所述进口方向(C)通过所述保护阀(23)供给大于预定最大体积流量的流量的状态中，阀芯变成定位在第三结合点处，由此在所述第三结合点处，所述保护阀(23)被布置成至少部分地防止压力流体流过保护阀。
2.根据权利要求1所述的破岩设备，其特征在于；
所述保护阀(23)设有至少一个旁路通道(40)，小于正常体积流量的压力流体的液流被布置成：当所述阀芯(27)处于所述第三结合点时，沿着所述进口方向(C)而被引导通过所述旁路通道(40)，由此，由于较小的体积流量，所述冲击设备(4)的冲击频率低于通常的冲击频率。
3.根据权利要求1或2所述的破岩设备，其特征在于：
所述阀芯(27)包括至少一个第一控制压力表面(34)，所述至少一个第一控制压力表面(34)与所述进口开口(25)中的主导压力连续连接并且被布置成沿着所述反向方向(D)影响所述阀芯(27)；
所述阀芯(27)包括至少一个第二控制压力表面(39)，所述至少一个第二控制压力表面(39)与所述出口开口(26)中的主导压力连续连接并且被布置成沿着所述进口方向(C)影响所述阀芯(27)；
所述出口开口(26)设有至少一个节流阀(38)，用以在所述进口开口(25)和所述出口开口(26)之间产生压差；
沿着相反的方向施加影响的所述第一控制压力表面(34)和所述第二控制压力表面(39)的合力取决于所述压差；并且
所述阀芯(27)的轴向位置被布置成：基于所述合力和由所述作用力构件(31)产生的作用力的相互关系而被确定。
4.根据权利要求3所述的破岩设备，其特征在于：
所述保护阀(23)设有与所述第二控制压力表面(39)连续连接的至少一个释放阀(41)；
所述释放阀(41)被布置成：当被引导通过所述保护阀(23)的压力流体的压力超过预设压力极限时，打开通向液压系统的液槽(18)的连接；并且
所述释放阀(41)的打开被布置用以降低由所述第二控制压力表面(39)产生的作用力，由此所述阀芯(27)被布置成：由于影响所述第一控制压力表面(34)的作用力的作用而移动到所述第三结合点，而与被供给通过所述保护阀(23)的体积流量无关。
5.根据权利要求1或2所述的破岩设备，其特征在于：
所述破岩设备是破碎锤。
6.根据权利要求1或2所述的破岩设备，其特征在于：
所述破岩设备是钻岩机。
7.一种保护阀，包括：
本体(24)；
至少一个进口开口(25)，用于向保护阀(23)供给液压流体；
至少一个出口开口(26)，用于将液压流体从所述保护阀(23)供给到液压辅助设备的进口通道(13)；
阀芯(27)，它被布置成沿着流动的进口方向(C)以及沿着流动的反向方向(D)移动；
至少一个作用力构件(31)，用于朝向所述进口方向(C)移动所述阀芯(27)；
在所述阀芯(27)中的至少一个控制压力表面，影响所述控制压力表面的压力流体的压力被布置用以产生沿着轴向移动所述阀芯(27)的作用力；以及
在所述阀芯(27)中的至少一个套环，所述套环被布置用以打开和关闭在所述进口开口(25)和所述出口开口(26)之间的连接；
其特征在于：
所述阀芯(27)包括至少一个第一控制压力表面(34)，所述至少一个第一控制压力表面(34)与所述进口开口(25)中的压力连续连接并且被布置成：沿着所述反向方向(D)影响所述阀芯(27)；
所述阀芯(27)包括至少一个第二控制压力表面(39)，所述至少一个第二控制压力表面(39)与所述出口开口(26)中的压力连续连接并且被布置成：沿着所述进口方向(C)影响所述阀芯(27)；
所述出口开口(26)设有至少一个节流阀(38)，用以在所述进口开口(25)和所述出口开口(26)之间产生压差，所述压差的大小取决于所供给的体积流量的大小；
所述第一控制压力表面(34)和所述第二控制压力表面(39)的沿着所述反向方向(D)的合力的大小取决于所述压差；
所述阀芯(27)的轴向位置被布置成：基于所述合力和由所述作用力构件(31)提供的作用力的相互关系而被确定；
所述保护阀的所述阀芯(27)具有三个预定轴向结合点；
在第一结合点处，所述阀芯(27)的第一套环(28)被布置成防止压力流体从所述进口开口(25)流动到所述出口开口(26)；
在第二结合点处，当影响所述阀芯(27)的所述合力和由所述作用力构件提供的作用力相平衡时，从所述进口开口(25)到所述出口开口(26)的连接被打开；并且
在第三结合点处，所述阀芯(27)的第二套环(29)被布置成当影响所述阀芯(27)的所述合力大于由所述作用力构件(31)提供的作用力时，至少部分地防止压力流体从所述进口开口(25)流动到所述出口开口(26)。
8.根据权利要求7所述的保护阀，其特征在于：
所述保护阀(23)设有至少一个旁路通道(40)，小于正常体积流量的压力流体的液流能够：当所述阀芯(27)处于第三结合点时，沿着所述进口方向(C)而被引导通过所述旁路通道(40)。
9.根据权利要求7或8所述的保护阀，其特征在于：
所述保护阀(23)设有与所述第二控制压力表面(39)连续连接的至少一个释放阀(41)；
所述释放阀(41)被布置成：当被引导通过保护阀(23)的压力流体的压力超过预设压力极限时，打开通向引导至液槽(18)的通道(42)的连接。
10.一种操作液压破岩设备的方法，所述方法包括以下步骤：
沿着流动的进口方向(C)而将液压流体沿着进口通道(13)供给到破岩设备的冲击设备(4)，以产生冲击脉冲，并且向连接到该破岩设备的工具(6)传递该冲击脉冲；
利用至少一个控制阀(17)来控制所述冲击设备(4)的操作循环；以及
当所述冲击设备(4)已被停止时，利用至少一个阀门来防止压力流体沿着反向方向(D)回流；
其特征在于：
沿着所述进口方向(C)而引导压力流体通过至少一个保护阀(23)流动至所述冲击设备(4)；
利用所述保护阀(23)来监视被供给到所述冲击设备(4)的压力流体的体积流量；以及
如果被供给到所述冲击设备(4)的体积流量超过由所述保护阀(23)确定的预设最大体积流量，则至少部分地防止压力流体流过所述保护阀(23)。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：
如果大于最大体积流量的流量被供给到所述冲击设备(4)，则完全地防止压力流体流过所述保护阀(23)，从而冲击设备(4)停止。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：
如果大于最大体积流量的流量被供给到所述冲击设备(4)，则允许减少的压力流体的流量通过所述保护阀(23)，由此冲击设备(4)在比通常的冲击频率低的冲击频率下操作。
13.根据权利要求10到12中任一项所述的方法，其特征在于：
对被引导通过所述保护阀(23)的压力流体流量进行节流，由此在节流阀(38)之前和该节流阀(38)之后产生压差，所述压差取决于所供给的体积流量；
将有关压差的信息用于控制所述保护阀(23)；并且
如果在所述节流阀(38)之前的压力相对于在所述节流阀(38)之后的压力超过预定压差，则至少部分地防止压力流体流过所述保护阀(23)。
14.根据权利要求10到12中任一项所述的方法，其特征在于：
利用所述保护阀(23)来防止压力流体沿着所述反向方向(D)回流。
15.根据权利要求10到12中任一项所述的方法，其特征在于：
利用具有第一粘度的冷压力流体来操作所述冲击设备(4)；
对被引导通过所述保护阀(23)的所述压力流体流量进行节流，由此在所述节流阀(38)的进口一侧和出口一侧之间产生压差，所述压差取决于所供给的体积流量以及所供给的压力流体的粘度；
如果所述节流阀(38)的所述进口一侧的压力相对于所述出口一侧的压力超过对于所述保护阀(23)而预定的压差，则允许压力流体仅部分地流过所述保护阀(23)；
允许所述压力流体的压力由于限流的效应而增大，由此所述压力流体的温度由于所产生的损耗的效应而升高，并且所述压力流体的粘度达到低于所述第一粘度的第二粘度；并且
当在所述压力流体的粘度已经降低之后，所述节流阀(38)的所述进口一侧的压力相对于所述出口一侧的压力达到对于所述保护阀(23)而预定的压差时，则允许压力流体全部地流过所述保护阀(23)。
16.根据权利要求10到12中任一项所述的方法，其特征在于：
利用与所述保护阀(23)连接地释放阀(41)来监视被供给到所述冲击设备(4)的压力流体的压力；并且
如果被供给到所述冲击设备(4)的压力超过由所述保护阀(23)确定的预设压力，则至少部分地防止压力流体流过所述保护阀(23)。
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