Circuit hydraulique à commande flottante,
actionnable sélectivement.
La présente invention concerne des circuits hydrauliques et concerne plus particulièrement un circuit comportant des moyens pour établir un état de blocage et des moyens pour établir un état de flottement pour un vérin hydraulique.
Il est de pratique normale d'utiliser un véhicule
de terrassement pour des opérations auxiliaires , en y fixant un équipement auxiliaire. Par exemple, les régaleuses à moteur sont utilisées souvent pour enlever la neige en attachant un chasse-neige àleur extrémité antérieure. Dans bien des cas, l'équipement auxiliaire , tel que le chasseneige , fonctionne de façon plus efficace s'il est libre
de passer librement ou de flotter sur la surface de façon
à pouvoir suivre le contour de la surface. Cependant, beaucoup de systèmes de commande hydrauliques de tels véhicules utilisent une valve de blocage qui empêcherait un flottement libre de la lame ou du bouclier de l'équipement.Ainsi, l'une des difficultés rencontrées en utilisant un véhicule pour des opérations auxiliaires est celle de prévoir un circuit de commande pour l'équipement auxiliaire ou attachement , qui assure une position de flottement sans employer une valve de commande compliquée et coûteuse.
et qui soit compatible avec le circuit hydraulique fondamental du véhicule.
D'autres machinee de terrassement, telles que les bulldozers, sont souvent équipées de systèmes de commande hydrauliques assurant le blocage du bouclier et permettant le flottement de celui-ci. Les deux conditions sont normalement commandées par une valve de commande principale à quatre positions ayant les positions d'élévation , d'abaissement, de blocage ou neutre et de flottement. La position de blocage ou neutre est ordinairement comprise entre les positions de soulèvement et d'abaissement et la position
de flottement est ordinairement voisine de la position d'abaissement.
Avec de tels agencements, l'opérateur doit déplacer la valve de commande en passant par la position d'abaissement pour passer de la position neutre ou de blocage à la position de flottement. Avec de tels systèmes dans lesquels les vérins d'abaissement procurent une certaine force positive dirigée vers le bas, lorsque la valve de commande est dans sa position inférieure, ou d'abaissement, la lame ou le bouclier peut être forcé de pénétrer dans la surface de la route d'où il résulte une dégradation ou un creusement de la surface de la route.
Egalement, si la valve de commande est normalement sollicitée vers la position neutre ou bloquée, elle pourrait passer aisément, par inadvertance, dans la position de blocage alors que l'opérateur avait l'intension de passer à la position de flottement.
Si la valve de commande n'a pas de sollicitation prédéterminée , l'opérateur pourrait, par inadvertance, déplacer la valve dans la position de blocage alors qu'il désirait passer à la position de flottement. Par exemple, pendant une marche avec flottement, si l'opérateur déplace la valve vers la position de soulèvement pour éviter un obstacle, il peut par accident déplacer la valve vers la position de blocage au lieu de revenir vers la position
de flottement. Avec le bouclier dans la position de blocage, un dommage considérable pourrait être fait soit à la surface de la route, soit à la machine.
Le but principal de la présente invention est de procurer un système de commande qui remédie aux défauts
de la technique antérieure.
Un autre but de la présente invention est de procurer un système hydraulique comportant des moyens à
valve séparés pour assurer une position de blocage et une position de flottement pour un vérin hydraulique.
Un autre but encore de l'invention est de procurer
un système hydraulique comportant des moyens à valve de blocage , et une valve de commande principale pour commander les moyens à valve de blocage pour assurer les posi-
<EMI ID=1.1>
teur hydraulique , et une valve de commande de flottement séparée , indépendante de la valve de commande principale, pour assurer le flottement du moteur en sorte que la commande principale puisse être décalée pour passer aux positions d'élévation et d'abaissement sans se décaler par rapport à la position de flottement.
Suivant la présente invention, un système de commande hydraulique pour commander les vérins hydrauliques destinée
à mettre en position un équipement accessoire ou analogue,
et comprenant une valve de blocage pour maintenir l'équipement en une position fixée, est muni d'une valve séparée
pour assurer une dérivation sur la valve de commande principale .dégageant la valve de blocage pour procurer un état de flottement de l'équipement. :
D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante , associée à la considération des dessins sur lesquels:
- La figure 1 est. un croquis schématique d'un circuit suivant la présente invention ; et
- la figure 2 est un croquis schématique d'une modification d'une valve auxiliaire pour le circuit de la figure 1.
En se référant plus particulièrement à la figure 1 des dessins, on y voit un circuit hydraulique suivant la présente invention , qui comprend de façon générale une source de fluide sous pression comprenant une pompe 11
qui aspire du fluide d'un puits ou réservoir 12 et qui le fournit sous pression pour actionner un ou plusieurs moteurs hydrauliques. La pompe fournit du fluide sous pression par un conduit d'alimentation 13 à une valve de commande principale 14 qui commande l'alimentation en fluide d'un moteur , le fluide qui s'échappe du moteur étant renvoyé .au réservoir par une conduite de retour 15. Une
valve de décharge 16 relie entre eux le conduit d'alimentation 13 et le conduit de retour 15 pour diminuer la pression excessive dans le circuit hydraulique. La valve de commande 14 est une valve à trois positions déplacée par
un levier de commande 17vers l'une des trois positions
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mentation 21 et 22 soit à l'extrémité de tête , soit à l'extrémité de tige d'un moteur hydraulique à double effet ou d'un v�rin à double action 23 pour élever ou abaisser un élément de travail qui y est relié.Lorsque la valve de commande est en position neutre, les deux conduits de commande 18 et 19 sont en communication par la valve de commande avec le conduit de retour 15 qui va au réservoir 12. Les conduites 18 et 19 font passer du fluide provenant de la valve de commande 14 à'une valve de blocage
20 actionnable par pilote, où le fluide est mis en communication par les conduits d'alimentation du moteur 21 et 22 avec un vérin hydraulique 23 ou un moteur linéaire à double effet. La valve de blocage 20 fonctionne pour bloquer le vérin 23 en bloquant l'écoulement du fluide à travers les conduits 21 et 22.
La valve de blocage 20 comprend un corpa de valve
24 ayant un alésage 25,qui s'étend longitudinalement à travers la valve. Une première paire de passages radiaux , espacés axialement , 26 et 27, sont formés dans le corps et font communiquer les conduits 18 et 19,respectivement, avec l'alésage 25. Une seconde paire de passages, 28 et 29, espacés axialement , sont formés dans le corps et font communiquer les conduits 21 et 22, respectivement, avec l'alésage. Le corps de valve comprend un troisième passage radial 30 qui y est formé, entre les passages 26 et 27, pour l'introduction de fluide de commande pilote.
Deux ensembles de valves d'arrêt identiques 31 et 32 sont disposés individuellement aux extrémités opposées de l'alésage et fixés en place par l'un des éléments d'une paire de bouchons 33 et 34 vissés individuellement dans l'ouverture à l'extrémité de l'alésage. L'ensemble de valve d'arrêt 31 bloque normalement le passage 28 par rapport au passage 26 tandis que l'ensemble de valve d'arrêt ?2 bloque normalement le passage 29 par rapport au passage 27. Chaque ensemble de valve d'arrêt comprend une bille 35 et
36 sollicitée élastiquement contre un siège 37 et. 38 par un ressort de compression 39 et 40.
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alignés axialement et opposés, 41 et 42, sont montrés pour avoir un mouvement alternatif dans l'alésage 25 du corps de valve 24 entre les ensembles de valves d'arrêt 31 et 32. Des moyens d'espacement convenables tels que des protubérances 43 et 44 sont propres à venir en contact de butée l'un avec l'autre pour séparer les pistons et pour former une chambre 45 entre les pistons. Chaque piston comprend un corps de piston 46 et 47 qui s'étend vers l'extérieur à partir de l'extrémité extérieure de chaque piston pour venir coopérer avec les billes 31 et 32 de l'ensemble de valve d'arrêt respectif et déplacer ces billes de leurs sièges.
Une paire séparée de moyens à valves à adénoïde , indépendants de la valve de commande principale, telles que les valves de commande 48 et 49, communiquent avec le.passage 30 et la chambre 45 de la valve de blocage 20 par un conduit 50 pour la commande pilote de la valve de blocage. La valve 48 est normalement ouverte et en communication avec le réservoir 12 par le conduit de retour 51. La valve à solénolde 49 est normalement fermée et communique avec le conduit d'alimentation en fluide 13 par une branche ou un conduit de dérivation 52 qui est en dérivation sur la valve de commande 14, Un conducteur convenable
53 relie électriquement les valves à adénoïdes à un commu-
<EMI ID=4.1> une source d'électricité convenable telle qu'une batterie
55.
Dans une forme de réalisation en variante que montre la figure 2 , les valves 48 et 49 de la figure 1, ac- tionnées par solénoïde peuvent être remplacées par une
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de commande à solénolde , provoquant son déplacement vers une position pour faire communiquer le conduit de branchement 52 avec le conduit 50. Ceci fait passer du fluide sous pression à la chambre 45 , qui oblige les pistons 41 et 42 à détacher de leurs sièges les billes des valves d'arrêt
35 et 36 pour ainsi libérer la valve de blocage 20 et assurer un état de flottement pour le vérin 23.
Pendant le fonctionnement normal du véhicule, le commutateur à bascule 54 est ouvert en sorte que la chambre
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la valve à solénoïde 48 normalement ouverte et le conduit de retour 51. Avec la chambre 45 ainsi déchargée, la valve de blocage 20 fonctionne de manière classique en sorte que le fluide provenant des deux extrémités du vérin hydraulique 23 soit bloqué par les ensembles de valves d'arrêt respectifs 36 et 37 de la valve de blocage. Lorsque la
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sous pression par le conduit 18 à la valve de blocage, la bille 35 de l'ensemble de valve d'arrêt 31 est chassée de son siège par le fluide sous pression qui est alors trans- mis au vérin hydraulique par le conduit 21. En mené temps, le fluide sous pression qui pénètre dans la valve de blo- ; cage par le conduit 10 agit sur le piston de dispositif ' d'actionnement 41 en le déplaçant et agit sur le piston 42 ' de dispositif d'actionnement, vers la droite. Le corps 47
du piston 42 vient en contact avec la bille 36 de l'ensemble de valve d'arrêt 3 2 et la détache de son siège en
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de commande 14 et le conduit de retour 15 vers le réservoir
12. Inversement, du fluide sous pression envoyé par le conduit 19 passe par la valve de blocage , de manière semblable, et va vers l'extrémité de tête du vérin hydraulique par le conduit 22. Le fluide qui s'est échappé par le conduit 21 passe par la valve de blocage 20, le conduit 18, la valve de commande 14, et le conduit de retour 15 vers le réservoir.
Pour obtenir une position de flottement du vérin hydraulique 23, on décale la valve de commande principale
14 vers la position neutre, et on ferme le commutateur à bascule 54 pour envoyer du courant électrique qui déplacera les valves de commande de flottement 48 et 49 actionnées
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la position de fermeture en bloquant la communication
à travers elle, tandis que la valve 49 est décalée vers une position d'ouverture pour envoyer le fluide sous pression provenant de la pompe <1><1> par les conduits 13, 52 et 50 dans la chambre 45 de la valve de blocage 20. Le fluide sous pression de la chambre 45 sollicite les pistons 41 et 42
du dispositif d'actionnement en sens opposés pour enlever les billes 35 et 36 des sièges des deux ensembles de valves d'arrêt 31 et 32. Ceci fait communiquer aussi bien l'ex-trémité de tête que l'extrémité de tige du vérin hydraulique 23 avec le réservoir 12 par les divers conduits et à travers la valve de commande principale 14 pour assu-
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la valve de commande de flottement séparée 48, 49 ou 56 présente de nombreux avantages par rapport à l'art antérieur, bien qu'ils n'apparaissent pas immédiatement, Un avantage, par exemple, réside dans la possibilité de passer directement du blocage au flottement et vice-versa, sans décaler la valve de commande principale , et particulièrement sans décaler la valve de commande principale en passant par l'une ou l'autre des positions d'élévation
ou d'abaissement, comme c'était le cas dans les systèmes de l'art antérieur.
Un autre avantage est la possibilité de laisser la valve de commande de flottement dans la position de flottement et en même temps de décaler la valve de commande principale vers la position d'élévation pour actionner le moteur de manière à élever un équipement ou un outil. Par exemple, dans le présent système, si on l'utilise pour élever le bouclier d'une régaleuse pour éviter un obstacle, l'opérateur doit simplement décaler la valve de commande principale vers la position d'élévation jusqu'à ce que l'obstacle soit dépassé ,puis revenir à la position neutre. Le système reviendra automatiquement à l'état de flottement et le moteur 23 abaissera à nouveau le bouclier vers la surface de la route pour y être porté.
Cet agencement empêche l'opérateur de ramener par inadvertance le système dans la position de blocage en élevant le bouclier pour éviter un obstacle. La commande séparée pour le flottement fournit en outre l'assurance que l'opérateur choisira le flottement sans ambiguïté , lorsqu'il le désire, plutôt que de passer au blocage.
Un autre avantage de ce système est qu'il permet l'emploi d'une valve de commande principale qui est normalement sollicitée vers la position neutre ou de blocage.
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simplement par manipulation de la valve de commande de flottement sans déplacer la valve de commande principale.
Un autre avantage est que le fluide qui va vers le moteur et qui en provient peut être envoyé directement
à travers la valve de commande principale pour toutes les positions de cet écoulement en sorte que la valve de commande de flottement ne doit commander que le fluide de commande pilote pour commander la valve de blocage. Ceci permet l'emploi d'une valve plus petite, moins compliquée et moins coûteuse, comme valve de commande de flottement. Cela élimine aussi la nécessité des tuyauteries destinées à transporter le fluide entre le moteur et le réservoir ou puits.
De nombreux changements et modifications peuvent être apportés au système décrit sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention.
Hydraulic circuit with floating control,
selectively operable.
The present invention relates to hydraulic circuits and more particularly relates to a circuit comprising means for establishing a locked state and means for establishing a floating state for a hydraulic cylinder.
It is normal practice to use a vehicle
earthworks for auxiliary operations, by attaching auxiliary equipment to it. For example, powered levelers are often used to remove snow by attaching a snow plow to their front end. In many cases, auxiliary equipment, such as the snow plow, works more efficiently if it is free.
pass freely or float on the surface in such a way
to be able to follow the contour of the surface. However, many hydraulic control systems of such vehicles utilize a block valve which would prevent free float of the blade or shield of the equipment, so one of the difficulties encountered in using a vehicle for auxiliary operations is that to provide a control circuit for the auxiliary equipment or attachment, which ensures a floating position without employing a complicated and expensive control valve.
and which is compatible with the fundamental hydraulic circuit of the vehicle.
Other earthmoving machines, such as bulldozers, are often equipped with hydraulic control systems ensuring the blocking of the shield and allowing the latter to float. Both conditions are normally controlled by a four-position main control valve having the raise, lower, lockout or neutral and float positions. The locked or neutral position is usually between the raise and lower positions and the position
float is usually close to the lowered position.
With such arrangements, the operator must move the control valve through the lowered position to move from the neutral or locked position to the float position. With such systems in which the lowering cylinders provide some positive force directed downward, when the control valve is in its lower, or lowering position, the blade or shield may be forced into the surface. of the road resulting in degradation or a widening of the road surface.
Also, if the control valve is normally biased towards the neutral or blocked position, it could easily and inadvertently shift to the blocked position while the operator intended to shift to the float position.
If the control valve does not have a predetermined load, the operator could inadvertently move the valve to the locked position when desiring to move to the float position. For example, during a float walk, if the operator moves the valve to the lift position to avoid an obstacle, he may accidentally move the valve to the locked position instead of back to the position.
floating. With the shield in the locked position, considerable damage could be done either to the road surface or to the machine.
The main object of the present invention is to provide a control system which overcomes the faults.
of the prior art.
Another object of the present invention is to provide a hydraulic system comprising means for
separate valves to ensure a locked position and a float position for a hydraulic cylinder.
Yet another object of the invention is to provide
a hydraulic system comprising blocking valve means, and a main control valve for controlling the blocking valve means to ensure the positions
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hydraulic actuator, and a separate float control valve, independent of the main control valve, to provide motor float so that the main control can be shifted to shift to the raise and lower positions without shifting by relative to the float position.
According to the present invention, a hydraulic control system for controlling hydraulic cylinders intended
to position accessory or similar equipment,
and comprising a blocking valve for holding the equipment in a fixed position, is provided with a separate valve
to provide a bypass on the main control valve. disengaging the block valve to provide a float state of the equipment. :
Other objects and advantages of the present invention will become apparent on reading the following description, together with consideration of the drawings in which:
- Figure 1 is. a schematic sketch of a circuit according to the present invention; and
- Figure 2 is a schematic sketch of a modification of an auxiliary valve for the circuit of Figure 1.
Referring more particularly to Figure 1 of the drawings, there is seen a hydraulic circuit according to the present invention, which generally comprises a source of pressurized fluid comprising a pump 11
which sucks fluid from a well or reservoir 12 and which supplies it under pressure to operate one or more hydraulic motors. The pump supplies pressurized fluid through a supply line 13 to a main control valve 14 which controls the supply of fluid to an engine, the fluid that escapes from the engine being returned to the reservoir through a pressure line. back 15. One
discharge valve 16 interconnects the supply duct 13 and the return duct 15 to reduce the excessive pressure in the hydraulic circuit. The control valve 14 is a three position valve moved by
a control lever 17 to one of the three positions
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21 and 22 either at the head end or at the rod end of a double-acting hydraulic motor or double-acting cylinder 23 for raising or lowering a working element therein When the control valve is in the neutral position, the two control conduits 18 and 19 are in communication by the control valve with the return conduit 15 which goes to the reservoir 12. The conduits 18 and 19 pass fluid from the control valve 14 to a blocking valve
20 actuatable by pilot, where the fluid is placed in communication by the motor supply ducts 21 and 22 with a hydraulic cylinder 23 or a double-acting linear motor. Blocking valve 20 functions to block cylinder 23 by blocking the flow of fluid through conduits 21 and 22.
The blocking valve 20 includes a valve corpa
24 having a bore 25, which extends longitudinally through the valve. A first pair of axially spaced radial passages, 26 and 27, are formed in the body and communicate the conduits 18 and 19, respectively, with the bore 25. A second pair of axially spaced passages, 28 and 29, are formed. formed in the body and communicate the conduits 21 and 22, respectively, with the bore. The valve body includes a third radial passage 30 formed therein, between passages 26 and 27, for the introduction of pilot control fluid.
Two sets of identical stop valves 31 and 32 are individually arranged at opposite ends of the bore and secured in place by one of a pair of plugs 33 and 34 individually screwed into the opening at the end. of the bore. Stop valve assembly 31 normally blocks passage 28 from passage 26 while stop valve assembly 2 normally blocks passage 29 from passage 27. Each stop valve assembly includes a ball 35 and
36 resiliently biased against a seat 37 and. 38 by a compression spring 39 and 40.
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axially aligned and opposed, 41 and 42, are shown to reciprocate in bore 25 of valve body 24 between stop valve assemblies 31 and 32. Suitable spacing means such as protrusions 43 and 44 are adapted to come into abutment contact with each other to separate the pistons and to form a chamber 45 between the pistons. Each piston comprises a piston body 46 and 47 which extends outwardly from the outer end of each piston to cooperate with the balls 31 and 32 of the respective stop valve assembly and move these balls from their seats.
A separate pair of adenoid valve means, independent of the main control valve, such as control valves 48 and 49, communicate with the passage 30 and chamber 45 of the blocking valve 20 through a conduit 50 for release. pilot control of the blocking valve. Valve 48 is normally open and in communication with reservoir 12 through return conduit 51. Solenoid valve 49 is normally closed and communicates with fluid supply conduit 13 through a branch or bypass conduit 52 which is bypass on the control valve 14, A suitable conductor
53 electrically connects the adenoid valves to a commu-
<EMI ID = 4.1> a suitable source of electricity such as a battery
55.
In an alternative embodiment shown in Figure 2, the solenoid actuated valves 48 and 49 of Figure 1 may be replaced by a valve.
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solenoid control, causing it to move to a position to communicate the branch conduit 52 with the conduit 50. This passes pressurized fluid to the chamber 45, which forces the pistons 41 and 42 to detach the balls from their seats. shut-off valves
35 and 36 to thereby release the blocking valve 20 and ensure a floating state for the cylinder 23.
During normal vehicle operation, rocker switch 54 is opened so that the chamber
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the normally open solenoid valve 48 and the return line 51. With the chamber 45 thus unloaded, the block valve 20 functions in a conventional manner so that the fluid from both ends of the hydraulic cylinder 23 is blocked by the valve assemblies. respective stop 36 and 37 of the blocking valve. When the
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under pressure through line 18 to the blocking valve, the ball 35 of the shut-off valve assembly 31 is driven from its seat by the pressurized fluid which is then transmitted to the hydraulic cylinder through line 21. In led time, the pressurized fluid entering the block valve; The cage through the conduit 10 acts on the actuator piston 41 by moving it and acts on the actuator piston 42 'to the right. The body 47
of the piston 42 comes into contact with the ball 36 of the stop valve assembly 3 2 and detaches it from its seat by
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control 14 and the return pipe 15 to the tank
12. Conversely, pressurized fluid sent through line 19 passes through the blocking valve, in a similar manner, and goes to the head end of the hydraulic cylinder through line 22. Fluid which has escaped through line 21 passes through the blocking valve 20, the conduit 18, the control valve 14, and the return conduit 15 to the reservoir.
To obtain a floating position of the hydraulic cylinder 23, the main control valve is shifted
14 to the neutral position, and the toggle switch 54 is closed to send electrical current which will move the actuated float control valves 48 and 49.
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the closed position by blocking communication
through it, while the valve 49 is shifted to an open position to send the pressurized fluid from the pump <1> <1> through the conduits 13, 52 and 50 into the chamber 45 of the blocking valve 20. The pressurized fluid from chamber 45 urges pistons 41 and 42
of the actuator in opposite directions to remove the balls 35 and 36 from the seats of the two sets of stop valves 31 and 32. This communicates both the head end and the rod end of the hydraulic cylinder 23 with the reservoir 12 through the various conduits and through the main control valve 14 to ensure
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the separate float control valve 48, 49 or 56 has many advantages over the prior art, although they are not immediately apparent. One advantage, for example, is the ability to switch directly from blockage to floating and vice versa, without shifting the main control valve, and particularly without shifting the main control valve through either elevation position
or lowering, as was the case in the systems of the prior art.
Another advantage is the ability to leave the float control valve in the float position and at the same time shift the main control valve to the lift position to operate the motor so as to lift an implement or implement. For example, in the present system, if used to raise the shield of a leveler to avoid an obstacle, the operator simply needs to shift the main control valve to the elevation position until the obstacle is passed, then return to the neutral position. The system will automatically revert to the float state and the motor 23 will again lower the shield to the road surface to be carried there.
This arrangement prevents the operator from inadvertently returning the system to the locked position by raising the shield to avoid an obstacle. The separate control for float further provides assurance that the operator will choose unambiguously float, when desired, rather than going to blocking.
Another advantage of this system is that it allows the use of a main control valve which is normally biased towards the neutral or blocked position.
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simply by manipulating the float control valve without moving the main control valve.
Another advantage is that the fluid which goes to and from the motor can be sent directly
through the main control valve for all positions of this flow so that the float control valve should only control the pilot control fluid to control the block valve. This allows the use of a smaller, less complicated and less expensive valve as a float control valve. It also eliminates the need for piping intended to transport the fluid between the engine and the reservoir or well.
Many changes and modifications can be made to the disclosed system without departing from the spirit and scope of the invention.