CN102076975B - 容错排放阀组件 - Google Patents

Abstract

一种排放阀组件(20)，其包括具有流体入口(36a)和流体出口(36b)的控制组件(22)。控制组件限定与流体入口和流体出口流体连通的流体通路(38)。机电阀(28)与控制组件接合。机电阀提供通路与流体出口之间的选择性流体连通。流体传感器(24)与通路流体连通。流体传感器包括传感头并且与机电阀电气连通。阀(26)设置在控制组件的通路中。该阀防止流体入口与流体出口之间的非气态流体的流体连通。

Description

容错排放阀组件

背景技术

液压系统的多功能性和灵活性使得它比与其它传递动力的方法相比具备众多优点。但是，与许多动力系统一样，必须对液压系统进行适当的保护以防止出现问题。

液压系统中可能发生的常见问题是进气。液压系统中的进气通常是由于空气通过入口管线中的泄漏处或由于储液器中的低液面进入液压系统而造成的。如果液压系统的流体中的空气未被释放，则空气将朝泵的构件爆炸。这种空气爆炸释放大量的能量，其会导致泵的损坏，随着时间推移，这会导致泵过早出现故障。

虽然现有技术已采用通气阀来释放液压系统中的空气，但这样的阀并不防止由于阀构件故障而导致的阀的液压泄漏。液压系统中的泄漏会导致问题，因为其使得液压流体从液压系统排出。随着液压系统中液压流体的减少，储液器中的液位降低。如前所述，液压系统中进气的危险随着液压系统中液压流体量的减小而增加，这潜在地缩短了液压系统构件的寿命。

发明内容

本发明的一方面涉及一种排放阀组件。该排放阀组件包括具有流体入口、流体出口以及与流体入口和流体出口流体连通的流体通路的控制组件。机电阀设置在该控制组件中。该机电阀提供通路与流体出口之间的选择性流体连通。流体传感器与该通路流体连通。该流体传感器包括传感头并且与机电阀电气连通。阀组件设置在控制组件的通路中。该阀防止流体入口与流体出口之间的非气态流体的流体连通。

本发明的另一方面涉及一种用于液压系统的排放阀组件。该排放阀组件包括具有流体入口和流体出口的控制组件。该控制组件包括第一壳体和第二壳体。第一和第二壳体共同限定与流体入口和流体出口流体连通的通路。第一壳体限定该通路的第一部分，第二壳体限定该通路的第二部分。流体传感器设置在第一壳体中。流体传感器包括至少部分地设置在该通路的第一部分中的传感头。电磁阀设置在第二壳体中。该电磁阀包括选择性地位于该通路的第二部分中的衔铁。该衔铁提供通路与流体出口之间的选择性流体连通。阀组件设置在第一壳体与第二壳体之间。该阀组件包括浮子件和阀座，该阀座具有穿过阀座的流体通道。浮子件适于通过阻断非气态流体流经阀座的流体通道而防止非气态流体接触电磁阀。

本发明的另一方面涉及一种液压系统。该液压系统包括流体储液器。该液压系统还包括一通路。该通路与流体储液器的顶部流体连通。流体传感器包括与通路流体连通的传感头。流体传感器设置在流体储液器下游。机电阀设置在流体传感器下游。该机电阀包括选择性地位于通路中的衔铁。该衔铁适于响应来自流体传感器的电气信号而选择性地排出通路中的气态流体。备用阀组件设置在位于流体传感器与机电阀之间的通路中。该备用阀组件包括阀座和浮子件。阀座和浮子件适合于防止非气态流体在备用阀组件的下游流动。

下面的描述将陈述其它各个方面。这些方面可涉及单独的特征和特征的组合。应理解，前面的总体描述和下文的详细描述只是示例性和说明性的，且并非对文中公开的实施例所基于的宽泛概念加以限制。

附图说明

图1是具有一特征的液压系统的示意图--该特征作为根据本发明原理的一方面的实例。

图2是适合用于图1的液压系统中的排放阀组件的透视图。

图3是图2的排放阀组件的正视图。

图4是图2的排放阀组件的左侧视图。

图5是沿图4的线5-5截取的排放阀组件的截面图。

图6是适合用于图1的液压系统中的光电传感器中的第一光路的示意图。

图7是光电传感器中的第二光路的示意图。

图8是适合用于图1的液压系统中的浮子座的透视图。

图9是图8的浮子座的正视图。

图10是沿图9的线10-10截取的浮子座的截面图。

具体实施方式

现将对在附图中示出的本发明的示例性方面进行详细说明。在可能的情况下，所有附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的结构。

现参照图1，示出了总体上以10表示的简化的液压系统的示意图。液压系统10包括储液器12、泵14、在此作为马达示出的致动器16以及总体上以20表示的排放阀组件。在一个实施例中，液压系统10设置在航空应用上，例如设置在飞行器上。

在所涉及的实施例中，储液器12提供用于保持用于液压系统10的流体的容器。泵14的流体入口和致动器16的流体出口与储液器12流体连通。

如前所述，液压系统中的常见问题是液压系统的液压流体中存在空气。如果液压系统10的液压流体中的这种空气未被释放，则空气可能朝泵14的构件爆炸，由此导致潜在地损坏泵14。

在所涉及的实施例中，排放阀组件20适于检测和释放液压系统10中的空气。在图1所示的实施例中，排放阀组件20与储液器12的顶部流体连通。

现参照图1和图2，示出了排放阀组件20的一个实施例。排放阀组件20包括总体上以22表示的控制组件。控制组件22包括流体传感器24、总体上以26表示的阀组件以及机电阀28，随后将对各者进行更详细的描述。

现参照图2-5，控制组件22包括第一壳体30和第二壳体32。在所涉及的实施例中，第一壳体30和第二壳体32由多个紧固件34(例如，螺栓、螺钉等)以紧密密封接合的方式保持在一起。但是，应理解，本发明的范围并不限于紧密密封接合的第一壳体30和第二壳体32，这是因为第一壳体30和第二壳体32可分开设置在控制组件22中。

第一壳体30和第二壳体32中的每一个限定用于接收或排出流体的流体端口36。在所涉及的实施例中，第一壳体30限定用于接收流体的流体进入端口36a，而第二壳体32限定用于排放流体的流体排出端口36b。控制组件22的第一壳体30和第二壳体32进一步限定提供流体进入端口36a和流体排出端口36b之间的流体连通的流体通路38。

在所涉及的实施例中，第一壳体30限定流体通路38的第一部分40。流体通路38的第一部分40从流体进入端口36a延伸至第一壳体30的端面44中的第一腔室42。在所涉及的实施例中，第一腔室42的直径大于流体通路38的第一部分40。

第一壳体30包括传感器端口46。传感器端口46与流体通路38的第一部分40--其位于流体进入端口36a与第一腔室42之间--流体连通。传感器端口46适合于接纳流体传感器24。在一个实施例中，传感器端口46包括适合于接纳流体传感器24上的多个外螺纹的多个内螺纹。

第一壳体30进一步包括安装座48。安装座48适合于将排放阀组件20安装在储液器12上。在所涉及的实施例中，安装座48从第一壳体30的一侧50向外延伸。安装座48限定多个孔52--所述孔延伸穿过安装座48并适合于接纳多个安装紧固件54。在所涉及的实施例中，且仅举例而言，安装座48包括四个孔52。

第一壳体30的安装座48进一步包括与流体进入端口36a接合的连接器56。在所涉及的实施例中，连接器56与流体进入端口36a之间的接合为螺纹接合。连接器56限定穿过连接器56的中心的、与流体进入端口36a流体连通的通道58(图4中用虚线示出)。连接器56包括适合于被接纳在储液器12上的端口中的外表面60。

第二壳体32限定流体通路38的第二部分62。流体通路38的第二部分62从流体排出端口36b延伸至位于第二壳体32的端面66中的第二腔室64。在所涉及的实施例中，第二腔室64的内径大致等于第一壳体30中的第一腔室42的内径并且通常大于流体通路38的第二部分62的内径。

第二壳体32包括阀端口68。阀端口68与流体通路38的第二部分62--其位于流体排出端口36b与第二腔室64之间--流体连通。阀端口68适于接纳机电阀28。

现将参照图5-7描述流体传感器24。流体传感器24为光电传感器。适合与排放阀组件20联用的流体传感器24由Eaton-Tedeco作为IntellisenseLevelPro Series Liquid Level Sensors售卖。

流体传感器24包括具有传感头72的体部70。传感头72由透明材料(例如，玻璃、塑料等)制成并大致成形为棱镜。在所涉及的实施例中，流体传感器24的传感头72至少部分设置在流体通路38的第一部分40中。

光源(例如，发光二极管等)74、光接收器76和微处理器78设置在流体传感器24的体部70的内腔中。光源74将光传播至传感头72。如果传感头72位于非气态的流体中，则从光源74发出的光顺着第一光路，其中光线如图6所示被反射回到位于流体传感器24的内腔中的光接收器76。如果传感头72位于气态的流体例如空气中，则从光源74发出的光顺着第二光路，其中光线如图7所示经传感头72折射。

现将参照图5描述机电阀28。在所涉及的实施例中，机电阀28为具有线圈80和衔铁82的电磁阀。

衔铁82的至少一部分设置在线圈80的孔口中。衔铁82包括从线圈80的孔口向外延伸并设置在流体通路38的第二部分62中的端部84。衔铁82的端部84选择性地阻断排放阀组件20的流体进入端口36a和流体排出端口36b之间的流体连通。在所涉及的实施例中，衔铁82被偏压至闭合位置，其中流体进入端口36a与流体排出端口36b之间的流体连通被阻断。在一个实施例中，弹簧86将衔铁82偏压至闭合位置。

现将参照图5-7描述流体传感器24和机电阀28的操作。在所涉及的实施例中，线圈80与流体传感器24的微处理器78选择性地电连通。响应于从流体传感器24的光接收器76接收的信号，微处理器78相应地致动机电阀28的线圈80。例如，如果传感头72位于气态的流体(例如，空气等)中，则光接收器76没有接收到从光源74发出的光，这是因为发出的光被折射出传感头72。在此情形中，流体传感器24的微处理器78从光接收器76接收一信号并致动机电阀28的线圈80。当线圈80被致动时，衔铁82在线圈80的孔口中缩回至开启位置。在衔铁82处于开启位置的情况下，流体排出端口36b与流体进入端口36a开启流体连通，由此允许流体通路38中的流体流出流体排出端口36b。

但是，如果流体传感器24的传感头72位于非气态的流体(例如，液压流体等)中，则流体传感器24的光接收器76接收从光源74发出的光，其如图6所示反射离开传感头72。在此情形中，流体传感器24的微处理器78不致动机电阀28的线圈80。由于机电阀28被偏压至其中流体进入端口36a与流体排出端口36b之间的流体连通被阻断的闭合位置，所以防止非气态流体从流体排出端口36b排出。

在所涉及的实施例中，流体传感器24的微处理器78适于解译从光接收器76接收的信号。例如，可对微处理器78进行编程以识别传感头72上的小滴流体、环境光和传感头72上的非气态流体的溅洒。这种识别减少或消除了流体传感器24的错误操作和排放阀组件20的错误操作。

现参照图5和图8-10，示出了阀组件26。在所涉及的实施例中，阀组件26为排放阀组件20提供备用或容错的特征。例如，如果机电阀28的衔铁82无法从线圈80完全伸出并因此无法完全阻断流体通路38、或者如果流体传感器24无法致动机电阀28的线圈80，则阀组件26适于防止来自储液器12的非气态流体通过流体排出端口36b排出。该特征是有利的，因为它允许储液器12在流体传感器24或机电阀28发生故障的情况下保持其流体容积。阀组件26包括浮子件90和浮子座92。

在所涉及的实施例中，浮子件90一般呈球形形状并且体部是中空的。在图5所示的实施例中，浮子件90设置在流体通路38的第一部分40的第一腔室42中。为了将浮子件90保持在第一腔室42中，浮子件90的外径大于流体通路38的第一部分40的内径。

现参照图8-10，示出了浮子座92。浮子座92包括阀座94和凸缘96。

阀座94一般呈圆筒形形状并且包括第一轴向端部98a和相对地设置的第二轴向端部98b。阀座94限定沿着阀座94的纵向轴线102延伸贯穿第一轴向端部98a和第二轴向端部98b的流体通道100。流体通道100的内径小于浮子件90的外径。

阀座94的第一轴向端部98a限定通向流体通道100的第一开口104。在所涉及的实施例中，第一开口104的内径从第一轴向端部98a的第一轴向端面106往流体通道100逐渐变小。第一开口104在第一轴向端面106处的内径大于浮子件90的外径，使得浮子件90可被容纳在第一开口104内。

第一轴向端部98a的第一外表面108的尺寸设计成被接纳在第一壳体30的第一腔室42中。第一轴向端部98a的第一外表面108限定第一凹槽110。在所涉及的实施例中，第一凹槽110适合于接纳例如O形圈的第一密封件112(在图5中示出)，其适于提供第一轴向端部98a与第一壳体30的第一腔室42之间的流体密封。

阀座94的第二轴向端部98b限定通向流体通道100的第二开口114。在所涉及的实施例中，第二开口114的内径从第二轴向端部98b的第二轴向端面116往流体通道100逐渐变小。

第二轴向端部98b的第二外表面118的尺寸设计成与第二壳体32的第二腔室64松配合地接合。第二轴向端部98b的第二外表面118限定第二凹槽120。在所涉及的实施例中，第二凹槽120适合于接纳第二密封件122，其适于提供第二轴向端部98b与第二壳体32的第二腔室64之间的流体密封。

浮子座92的凸缘96沿大致垂直于纵向轴线102的方向从阀座94向外延伸。在所涉及的实施例中，凸缘96沿着阀座94纵向的设置使得第一轴向端部98a和第二轴向端部98b大致对称。第一轴向端部98a和第二轴向端部98b的这种对称布置保证了排放阀组件20的容易组装，这是因为第一轴向端部98a和第二轴向端部98b将均配合在第一壳体30的第一腔室42和第二壳体32的第二腔室64中。

在所涉及的实施例中，凸缘96适于设置在第一壳体30的端面44与第二壳体32的端面66之间。凸缘96限定适于接纳多个紧固件34的多个贯通孔124。在所涉及的实施例中，凸缘96的外周类似于第一壳体30和第二壳体32的外周成形。

现将参照图1和图5描述排放阀组件20的容错特征的操作。来自储液器12的流体通过流体进入端口36a进入排放阀组件20。流体进入流体通路38的第一部分40并与流体传感器24的传感头72接触。如果流体是气态的，则来自流体传感器24的光源74的光折射通过传感头72。当光折射通过传感头72时，光接收器76向微处理器78发送信号。响应来自光接收器76的信号，微处理器致动机电阀28的线圈80。

流体通路38的第一部分40中的气态流体在浮子件90周围流动并流入阀组件26的流体通道100中。由于浮子件90是体部中空的部件，所以气态流体的压力能够升高浮子件90，使得气态流体可在浮子件90周围流动并流入流体通道100。

气态流体然后流入流体通路38的第二部分62。在机电阀28的线圈80被致动的情况下，气态流体流经第二部分62并流出流体排出端口36b。

如果当非气态流体位于流体通路38的第一部分40中时机电阀28保持处于开启位置而不是返回闭合位置，则阀组件26防止非气态流体进入流体通路38的第二部分62。随着非气态流体进入第一壳体30的第一腔室42，浮子件90升高并进入阀座94的第一轴向端部98a的第一开口104。浮子件90上升，直到其阻断非气态流体进入阀座94的流体通道100。在浮子件90阻断流体进入阀座94的流体通道100的情况下，即使机电阀28处于开启位置，也防止了非气态流体流经流体排出端口36b。

排放阀组件20的阀组件26潜在地是有利的，因为它防止储液器12由于机电阀28的错误致动或机电阀28保持在开启位置而被清空。虽然在优选实施例中阀组件26位于流体传感器24与机电阀28之间，但本发明的范围并不限于处于流体传感器24与机电阀28之间的阀组件26。在可选实施例中，阀组件26可位于机电阀28与流体排出端口36b之间。但是，在阀组件26设置在流体传感器24与机电阀28之间的情况下，阀组件26保持机电阀28不会与非气态流体接触，这会潜在地延长机电阀28的寿命。

虽然已考虑到液压系统10中的空气描述了排放阀组件20，但应理解，本发明的范围并不限于在液压系统中使用排放阀组件20，因为排放阀组件20可适于从非气态流体系统释放任何气态流体。

此公开内容的各种改型和变型对本领域的技术人员来说将变得明显而不脱离此公开内容的范围和精神，并且应当理解，此公开内容的范围并不由文中所述的说明性实施例不恰当地限制。

Claims (10)

1.一种排放阀组件(20)，包括： 

控制组件(22)，其具有第一壳体(30)、第二壳体(32)、流体入口(36a)、流体出口(36b)和与所述流体入口及所述流体出口流体连通的通路(38)； 

机电阀(28)，其设置在所述控制组件中，其中所述机电阀提供所述通路与所述流体出口之间的选择性流体连通； 

流体传感器(24)，其具有与所述通路流体连通的传感头(72)，所述流体传感器与所述机电阀电气连通；以及 

阀组件(26)，其包括浮子件(90)和浮子座(92)、设置在所述控制组件的所述通路中，其中所述阀组件防止所述流体入口与所述流体出口之间的非气态流体的流体连通，其中，所述浮子座包括阀座(94)和从所述阀座向外延伸的凸缘(96)，所述凸缘设置在所述第一壳体与所述第二壳体之间。 

2.如权利要求1所述的排放阀组件，其中，所述第一壳体限定所述通路的第一部分(40)，所述第二壳体限定所述通路的第二部分(62)。 

3.如权利要求2所述的排放阀组件，其中，所述第一壳体限定与所述通路的所述第一部分流体连通的第一腔室(42)。 

4.如权利要求3所述的排放阀组件，其中，所述第一腔室的内径大于所述通路的所述第一部分的内径。 

5.如权利要求3所述的排放阀组件，其中，所述第二壳体限定与所述通路的所述第二部分流体连通的第二腔室(64)。 

6.如权利要求5所述的排放阀组件，其中，所述第二腔室的内径大于所述通路的所述第二部分的内径。 

7.如权利要求1所述的排放阀组件，其中，所述流体传感器的传感头为光学棱镜。 

8.如权利要求1所述的排放阀组件，其中，所述传感头至少部分地设置在所述通路中。 

9.一种液压系统(10)，包括： 

流体储液器(12)； 

通路(38)，其与所述流体储液器的顶部流体连通； 

流体传感器(24)，其具有与所述通路流体连通的传感头(72)，所述流体传感器设置在所述流体储液器的下游； 

机电阀(28)，其设置在所述流体传感器的下游，所述机电阀具有选择性地位于所述通路中的衔铁(82)，所述衔铁适于响应来自所述流体传感器的电气信号而选择性地排出所述通路中的气态流体；以及 

备用阀组件(26)，其在所述流体传感器与所述机电阀之间设置于所述通路中，所述备用阀组件包括阀座(94)和浮子件(90)，其中，所述阀座和浮子件适于防止非气态流体在所述备用阀组件的下游流动， 

与所述流体传感器接合的第一壳体(30)和与所述机电阀接合的第二壳体(32)，其中，所述备用阀组件包括从所述阀座向外延伸的凸缘(96)，所述凸缘设置在所述第一壳体与所述第二壳体之间。 

10.如权利要求9所述的液压系统，其中，所述流体传感器是光电传感器，所述光电传感器包括限定内腔的体部(70)，所述光电传感器具有设置在所述内腔中的光源(74)、光接收器(76)和微处理器(78)。 

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