CN102112755B - 阀组 - Google Patents
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Abstract
提供一种阀,其包括第一阀部件(64)和第二阀部件(66)。第一阀部件(64)包括第一台阶和与第一台阶相邻的第一孔口(82)。第二阀部件(66)包括第二台阶和与第二台阶相邻的第二孔口(80)。第二阀部件(66)可在其中第一孔口与第二孔口流体连接的打开位置与其中所述第一孔口与所述第二孔口大致流体分离的关闭位置之间相对于第一阀部件(64)移动。当第二阀部件(66)处于关闭位置时第一台阶和第二台阶与第二孔口流体连接并且与第一孔口大致流体分离,当第二阀部件(66)处于打开位置时第一台阶和第二台阶与第一孔口和第二孔口流体连接。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2008年6月2日提交的美国临时专利申请61/058,083的优先权,通过引用将其全文并入本申请中。
背景技术
液压系统可包括多个液压负载,各负载可具有会随时间变化的不同流量和压力需求。液压系统可包括用于向液压负载供应加压流体流的泵。该泵可具有可变或固定排量构型。固定排量泵通常比可变排量泵更小、更轻和更便宜。通常,固定排量泵为泵操作的每个循环输送一定体积的流体。固定排量泵的输出体积可通过调节泵的速度来控制。关闭或以其它方式限制固定排量泵的出口将导致系统压力相应升高。为了避免使液压系统过压,固定排量泵通常利用压力调节器或卸荷阀在其中泵输出超过所述多个液压负载的流量需求的时间段控制系统内的压力水平。该液压系统还可包括用于控制向多个负载分配加压流体的各种阀。
附图说明
图1A是包括主级集成块和先导阀集成块的示例性阀组的侧视截面图。
图1B是图1A中的主级集成块的一部分的放大图。
图1C是图1A中的主级集成块的一部分的放大图。
图2A是采用以并联构型布置的多个主级阀的示例性主级集成块的图示。
图2B是图2A中的并联阀构型的示意图。
图3A是采用以径向构型布置的多个主级阀的示例性主级集成块的图示。
图3B是图3A中的径向阀构型的示意图。
图4是图1A中的共线阀构型的示意图。
图5是采用以对开(split)共线构型布置的多个主级阀的示例性主级集成块的示意图。
图6A是采用以环形构型布置的多个主级阀的示例性主级集成块的图示。
图6B是图6A中的环形阀构型的示意图。
图7A是采用以2×2共轴构型布置的多个主级阀的示例性主级集成块。
图7B是图7A中的共轴阀构型的示意图。
图8是具有沿着主级阀的纵向侧布置在外部的先导阀的阀组件的示意图。
图9是具有与主级阀的一端相邻地布置在外部的先导阀的阀组件的示意图。
图10是具有布置在主级阀内部的先导阀的阀组件的示意图。
图11是包括多个主级阀的示例性液压系统的示意图,各主级阀均采用用于打开主级阀的先导阀和用于关闭主级阀的回位弹簧。
图12是包括多个主级阀的示例性液压系统的示意图,各主级阀均采用用于打开主级阀的先导阀和用于关闭主级阀的共用回位压力阀。
图13是包括多个主级阀的示例性液压系统的示意图,各主级阀均采用用于打开主级阀的先导阀和用于关闭主级阀的先导阀。
图14是包括采用用于打开和关闭主级阀的多个先导阀的多个主级阀的示例性液压系统的示意图。
图15提供了确定用于控制图14的示例性液压系统所采用的主级阀的操作的各种选择的逻辑表。
图16是采用用于将主级阀芯预加载至关闭位置的偏压部件的图14的示例性液压系统的示意图。
图17提供了确定用于控制图16的示例性液压系统所采用的主级阀的操作的各种选择的逻辑表。
图18a和18b提供了确定用于控制图16的示例性液压系统所采用的主级阀的操作的各种附加选择的逻辑表。
图19A是采用构造成响应上游压力而打开主级阀的集成压力辅助机构的示例性主级阀的截面图。
图19B是被示为布置在关闭位置的图19A中的主级阀的一部分的放大图。
图19C是布置在打开位置的图19B所示的主级阀的所述部分的视图。
图20A是采用构造成响应上游压力而关闭主级阀的集成压力辅助机构的示例性主级阀的截面图。
图20B是布置在关闭位置的图20A所示的主级阀的一部分的放大图。
图20C是布置在打开位置的图20B所示的主级阀的所述部分的视图。
图21A是采用构造成响应下游压力而打开主级阀的集成压力辅助机构的示例性主级阀的截面图。
图21B是布置在关闭位置的图21A中的主级阀的一部分的放大图。
图21C是布置在打开位置的图21B所示的主级阀的所述部分的视图。
图22A是采用构造成响应下游压力而关闭主级阀的集成压力辅助机构的示例性主级阀的截面图。
图22B是布置在关闭位置的图22A中的主级阀的一部分的视图。
图22C是布置在打开位置的图22B所示的主级阀的所述部分的视图。
图23是主级阀所采用的用于减小当主级阀的阀芯在关闭位置与打开位置之间移动时出现的冲击力的减振系统的局部截面图。
图24是图23中的减振系统的放大局部截面图。
图25A是主级阀所采用的用于减小当主级阀的阀芯移至关闭位置时出现的冲击力的减振系统的局部截面图。
图25B是如图25A中看到的减振环和阀芯的分解图。
图26是与液压泵组件集成的图1A和图4的共线阀布置结构的局部截面图。
图27是与液压泵组件集成的图5的对开共线阀布置结构的局部截面图。
图28A是采用共用同一阀芯和阀套的多个主级阀的示例性主级集成块的局部截面图,其中阀芯布置在第一位置。
图28B是图28A中的示例性主级集成块的局部截面图,其中阀芯布置在第二位置。
图29A是采用位于阀芯的外端面附近的阀芯致动表面的示例性主级集成块的局部截面图。
图29B是如图29A所示的采用位于阀芯的内端面附近的阀芯致动表面的示例性主级集成块的局部截面图。
图30是采用环形阀致动器的示例性主级集成块的局部截面图。
图31A是采用销形阀致动器的示例性主级集成块的局部截面图。
图31B是图31A所示的主级集成块的局部截面端视图。
图32是用于使可压缩的流体体积最小化并提高系统操作效率的集成液压流体分配模块的示意图。
具体实施方式
现参照接下来的说明而且还参照附图,详细示出所公开的系统和方法的说明性方案。虽然附图代表一些可行的方案,但附图不一定成比例并且某些特征可能被夸大、移除或部分剖开以更好地图示和说明所公开的装置。此外,在此进行的说明并非旨在穷举或以其它方式将权利要求限制或约束在图中所示和以下详细说明中公开的精确形式和构型。
图1A示出用于控制对具有可变流量和压力需求的多个液压负载分配加压流体的示例性液压阀组20。基于说明的目的,将阀组20示为包括四个单独的阀,分别将其识别为主级阀30、32、34和36。虽然将阀组20示为包括四个阀30、32、34和36,但阀组20可根据具体应用的需求包括更少或更多阀。每个主级阀均可与一个或多个液压负载流体连接。举例而言,液压负载可包括但不限于各种液压致动的装置,例如液压缸和液压马达。主级阀通过选择性地调节通向相应液压负载的流体的压力和流量而控制液压负载的操作。
阀30、32、34和36可适当地构造成使阀能以各种构型互相连接以形成主级集成块。在图1A所示的主级集成块构型中,主级阀以共线方式堆叠在一起。术语“共线”表示单独的阀芯以线性方式大体上布置成端对端。主级阀也可以各种其它构型布置,随后描述其实例。
示例性主级集成块可包括进入端口42,高压流体经该进入端口进入阀组20。四个离开端口44、46、48和50——四个主级阀各一个——可与对应的液压负载流体连接。进入端口42可与加压流体源例如固定排量泵(未示出)流体连接。可利用各种各样的泵构型,包括但不限于齿轮泵、叶片泵、轴向活塞泵和径向活塞泵。但是,应理解,也可利用其它能够产生加压流体流的装置。从流体源接收的加压流体经进入端口42进入阀组20并经离开端口44、46、48和50中的一个或多个离开主级集成块。阀30、32、34和36选择性地控制加压流体从进入端口42至相应的离开端口44、46、48和50的流动。
各阀30、32、34和36可包括液压致动的滑阀40。各阀30、32、34和36包括阀体38和设置在阀体38内的滑阀40。各滑阀40可包括作为阀套64示出的大体圆柱形中空阀套,该阀套相对于阀体38是固定的,以及作为阀芯66示出的大体圆柱形阀芯,该阀芯以可滑动方式设置在阀套64外侧周围。阀芯66可在阀套64的一部分长度上来回自由移动。虽然术语“阀芯”和“阀套”通常用于描述滑阀的构件,但所述术语并非总是不变地用于表示相同的构件。相应地,贯穿本申请,术语“阀套”应表示固定构件而术语“阀芯”应表示可相对于该固定构件移动的构件。因而,关于当前描述的滑阀40,由于内部件相对于阀体38是固定的,故其应被称为“阀套”,而被描述为可相对于阀套移动的外部件则应称为“阀芯”。另一方面,如果外部件相对于阀体是固定的而内部件可相对于外部件移动,则内部件将被称为“阀芯”而外部件将被称为“阀套”。
阀套64和阀芯66均可包括延伸穿过相应构件的壁的一系列孔口,其中各阀芯66包括一系列孔口80而阀套64包括一系列孔口82。孔口80和82总体以同一图案布置以使得当阀芯66相对于阀套64定位在打开位置时阀芯66中的孔口80能够与阀套64中的孔口82大体对准,如图1C所示。可通过使阀芯66相对于阀套64轴向滑动以便将阀芯66中的孔口80与阀套64中的孔口82对准而将阀30、32、34和36布置在打开位置(例如,如图1C所示的阀36)。这样的布置结构容许加压流体经滑阀40分别到达阀30、32、34和36的离开端口44、46、48和50。可通过使阀芯66相对于阀套64轴向滑动以便有意使阀芯66和阀套64中的孔口不对准而使阀芯66回到关闭位置(例如,如图1A中看到的阀36)以阻塞流体经阀的流动。四个阀30、32、34和36各者的阀芯66在图1A中被示为处于关闭位置。
阀30、32、34和36例如可借助于螺线管操作的先导阀62被液压致动。先导阀62可包括与压力源流体连接的进入端口92。参照图1B,先导阀62的排出端口96可与至少部分由阀芯66中的开槽区域100和阀体38的壁102限定出的流体腔98流体连接。各阀芯66的开槽区域100包括大体竖直定向的表面108。对流体腔98加压在阀芯66的表面108上施加大体轴向力,该力趋于使阀芯66相对于阀套64轴向移位至打开位置。
回到图1A,滑阀均可采用偏压部件106,该偏压部件106可包括各种构型,例如螺旋弹簧和板簧,用于使阀芯66从打开位置移至关闭位置。滑阀也可构造成使偏压部件将阀芯66从关闭位置移至打开位置。偏压部件106在阀芯66上施加偏压力,该偏压力可与通过在阀芯66的相对端对流体腔98加压产生的偏压力大体相对。可通过将流体腔98充分加压以克服偏压部件106所产生的偏压力而将阀30、32、34和36定位在打开位置。这样使得阀芯66相对于阀套64轴向滑动以便将阀芯66的孔口80与阀套64的孔口82流体连接,如图1C所示。当阀芯66中的孔口80与阀套64中的孔口82流体连接时,可借助接合阀芯66的第一端112或阀芯66的另一个适当区域的止挡件110控制阀芯66相对于阀套64的定位。可也采用其它机构来控制阀套64相对于阀芯66的定位。
可通过调节先导阀62使阀芯66定位在关闭位置,以便使流体腔98减压。这容许偏压部件106所施加的偏压力使阀芯66轴向滑动至关闭位置。当阀芯66定位在关闭位置时有意使阀芯66中的孔口80与阀套64中的孔口82沿轴向不对准。可通过使阀芯66的一端113或阀芯66的另一个适当区域接合与止挡件110相对地定位的第二止挡件114而控制阀芯66在关闭位置的定位。
阀30、32、34和36可构造成使得内部件或外部件作为阀芯66操作。在图1A所示的示例性主级阀中,内部件起到阀套64的作用而外部件起到阀芯66的作用(即,可相对于阀套移动)。但是,作为可替换的说明,内部件可构造成作为阀芯66操作而外部件可作为阀套64操作。进一步地,阀30、32、34和36也可构造成使得内部件和外部件二者均相对于彼此和阀体38沿相反的方向同时移动。该后一构型可产生更快的阀致动速度,但也可导致系统更加复杂。
虽然将加压流体流描述为当处于打开位置时径向向外经过示例性阀30、32、34和36,但应理解,主级集成块也可构造成使得所述流沿径向向内移动。在这种情况下,图1A中表示为相应的离开端口44、46、48和50的通道将作为进入端口操作,而表示为进入端口42的通道将作为离开端口操作。加压流体沿其经过阀30、32、34和36的方向并不取决于内阀部件或外阀部件是否作为阀芯操作,或当阀被致动时两个部件是否可相对于彼此移动。
阀30、32、34和36以及先导阀62可具有分离的压力供应装置或可共用/分享公共压力源。在图1A所示的示例性阀组构型中,阀30、32、34和36以及先导阀62被示为共用公共压力源。用于供应阀30、32、34和36以及先导阀62二者的加压流体经进入端口42进入主级集成块。进入端口42与第一阀30的阀套64流体连接。
阀30、32、34和36的阀套64可串联连接而形成延长/细长的高压室120。先导集成块122与所述串中的最后一个阀36的阀套64的下游端流体连接。先导集成块122包括先导供应通道124,加压流体的一部分可经其从主级流体供应装置流出并被输送至先导阀62。各先导阀62的进入端口92可与先导供应通道124流体连接。在致动至少一个先导阀62后,先导供应通道124中存在的流体的一部分经先导阀62到达与阀芯66邻接的流体腔98,由此将阀30、32、34和36中的至少一个致动至打开位置。
继续参照图1A,先导集成块122可包括止回阀130。止回阀130操作以控制输送至先导集成块122的加压流体的流量,并且还防止流体从先导集成块122回流至高压室120。止回阀130可具有各种构型中的任何构型。一个这样的构型的实例在图1A中示出,其中利用止回球阀来控制往返于先导集成块122的流体的流量。止回阀130包括选择性地接合先导集成块122的进入通道134的球体132。可设置弹簧136以便偏压球体132而使其与先导集成块122的进入通道134接合。当跨越止回阀130的压降超过弹簧136所施加的偏压力时,球体132将与先导集成块122的进入通道134分离以容许加压流体从高压室120流至先导集成块122。流体从液压阀组20流至先导集成块122的流速取决于跨越止回阀130的压降。该压降越大,流速就越高。在其中跨越止回阀130的压降小于弹簧136的偏压力或先导集成块122内的压力超过高压室120内的压力的情形中,止回阀球体132将接合先导集成块122的进入通道134以防止流沿任意方向经过止回阀130。可将弹簧136的回弹率选择成防止止回阀130打开直到实现跨越止回阀134的期望压降。
先导集成块122也可采用过滤器140以从液压流体除去碎屑。过滤器140可配置在将先导阀62与阀组20连接的先导供应通道124中。可采用各种各样的过滤器140,包括但不限于带式过滤器和筒式过滤器及其它。带式过滤器具有成本划算的优点,通常具有小于筒式过滤器的包装封套,并且可潜在地能够耐受更高的压降。另一方面,筒式过滤器可在其变得堵塞的情况下被更换并且通常具有比带式过滤器更大的过滤表面积,但也会需要更大的包装封套。
先导集成块122也可包括用于储存用以致动阀30、32、34和36的加压流体的蓄积器142。蓄积器142可具有各种构型中的任何构型。例如,图1A所示的一种形式可包括用于接收和储存加压流体的流体储器144。储器144可与先导集成块122流体连接。蓄积器142可包括定位在储器144内的可动活塞146。可调节活塞146在储器144内的定位以选择性地改变储器144的容积。诸如螺旋弹簧的偏压机构148沿趋于使储器144的容积最小的方向促动活塞146。偏压机构148施加与通过先导集成块122内存在的加压流体施加的压力相对的偏压力。如果这两个相对的力不平衡,则活塞146将移位而增加或减小储器144的容积,由此恢复这两个相对的力之间的平衡。在至少一些情形中,储器144内的压力水平对应于先导集成块122内的压力。如果储器144内的压力超过偏压机构148所产生的相对力,则活塞146将朝偏压机构148移位,由此增加储器144的容积和可被储存在蓄积器142中的流体的量。随着储器144继续充装流体,偏压机构148所产生的相对力也将增加至偏压力和从储器144内施加的相对的压力在其大致相等的点。当这两个相对的力处于平衡时储器144的容量将保持大致恒定。另一方面,致动一个或多个先导阀62通常将使得先导集成块122内的压力水平下降到储器144内的压力水平以下。这与跨越活塞146的压力随后变成不平衡的事实将使得储存在储器144中的流体排放至先导集成块122以用于致动阀30、32、34和36有关。
阀30、32、34和36可以各种构型布置在阀组20内。下面描述各种阀布置的示例,包括但不限于:互相平行的构型,如图2A和2B所示;径向构型,如图3A和3B所示;共线构型,如图1A和图4所示;对开共线构型,如图5所示;环形构型,如图6A和6B所示;以及二乘二(2×2)共轴构型,如图7A和7B所示。示出各种阀布置的图均包括示出主级阀的布置的阀组20的截面图和示出其中流体经过主级集成块和单独的主级阀的方式的阀组20的一个或多个示意图(图5所示的对开共线布置除外)。这些只是少数可能的阀布置;在实践中也可根据具体应用的需求采用其它布置。所述示例性阀布置并非旨在以任何方式加以限制,因为也可利用其它布置。
参照图2A,阀组220包括以互相平行构型布置的两个或更多个阀230,其中阀230的纵向轴线A-A大致互相平行地排列。各阀230的阀芯266和阀套264可布置成使得阀芯266(可动部件)为外部件而阀套264(固定部件)为内部件。阀230也可构造成使得外部件作为阀套264而内部件作为阀芯266操作。各阀230的阀芯266的移动路径(其与阀的纵向轴线大体重合)可大致互相平行地排列。阀芯266之间的移动路径可大致位于同一平面内。阀230可布置在阀组供应通道222的同一侧上。
也来看图2B,各阀230的入口292可与阀组供应通道222流体连接。加压流体经与压力源流体连接的入口242进入阀组供应通道222。流体经阀组供应通道222到达相应阀230的入口292。致动(即,打开)一个或多个阀230容许加压流体从阀组供应通道222到达阀230的阀芯266的内腔232。流体从该点沿径向向外经过阀套264中的孔口280和阀芯266中的孔口282,并且随后可经对应的液压回路被引导至液压负载。除提供一定性能益处外,互相平行的阀布置也可通过简化加工和组装操作而减少制造成本。这种特别的布置也能使阀组220被容易地修改成根据具体应用的需求包括任何数量的阀。
参照图3A和3B,阀组320可包括以径向构型布置的两个或更多个阀330,其中阀330可以大体圆形图案布置在公共流体节点342的轴线A-A周围。阀组320可包括以车轮辐条的方式——例如如图3B所示——从公共流体节点342沿径向向外延伸的一系列供应通道391。阀330的进入端口392与供应通道391流体连接。各阀330的阀芯366和阀套364可布置成使得阀芯366(可动部件)为外部件而阀套364(固定部件)为内部件,虽然阀330可构造成使得所述功能被颠倒。加压流体可经可与压力源流体连接的进入端口393进入供应通道391。流体经供应通道391到达相应阀330的进入通道。致动(即,打开)一个或多个阀330容许加压流体沿径向向外经过阀套364中的孔口380和阀芯366中的孔口382,并随后经对应的液压回路到达液压负载。
参照图1A和图4,阀30、32、34、36被示为以共线构型布置在阀组20中,其中阀30、32、34、36的阀套64沿着共同的纵向轴线A-A布置成端对端。图4是图1A的阀组的示意图,示出经过阀组的流体通路。各阀30、32、34、36的阀芯66和阀套64布置成使得阀芯66(可动部件)为外部件且阀套64(固定部件)为内部件。在此构型中,阀套64沿着同一纵向轴线A-A连接在一起而形成连续的圆柱形供应通道91。加压流体经与压力源流体连接的进入端口42进入供应通道。致动(即,打开)一个或多个阀30、32、34、36容许加压流体沿径向向外经过阀芯66中的孔口80和阀套64中的孔口82到达互相连接的液压回路以便供应液压负载。输送至特定阀的流体在被输送到该特定阀之前经过前面的各阀的阀套64。例如,输送至该串中的最后一个阀36的流体经过前面的各阀30、32和34的阀套64。共线阀布置使主级入口容积最小,这又可提高液压系统的整体操作效率。各阀30的阀芯66的移动路径可大致互相平行地排列,其中阀芯66之间的移动路径可大致沿着共同轴线延伸。阀30、32、34和36均可具有可布置成大致平行于阀芯66的移动路径的公共纵向轴线A-A。纵向轴线A-A可为阀组20中由所有阀30、32、34和36共有的同一轴线。供应通道91可与阀的轴线A-A大致重合。
图5中的示例性阀布置是包括阀组520的图4所示的共线阀布置的修改形式的示意图。称为对开共线构型的这种布置可包括分离为布置在供应通道592的相对侧上的两对的四个阀530。每一对阀530以上面针对共线布置所述的方式布置成端对端。加压流体经供应通道592供应至每一对阀530。加压流体可如前文针对如图1A和图4所示的共线阀布置所述经过每一对阀530。应理解,每一组阀530可包括少于或超过两个的阀530。各阀530的阀芯的移动路径可大致互相平行地排列。阀芯的移动路径可大致沿着同一轴线延伸。例如,阀530可沿着大致平行于阀芯的移动路径延伸的公共纵向轴线A-A布置,使得纵向轴线A-A是由阀组520中的所有阀530共有的公共轴线。
参照图6A和6B,阀组620可包括以类似于图3A和3B所示的布置的环形构型布置的两个或更多个阀630。阀630可以大体圆形图案布置在环形高压室693的轴线A-A周围。主级集成块620包括可与压力供应装置流体连接的进入端口692。进入端口692将加压流体输送至环形高压室693。阀630布置在环形高压室693周围并与其流体连接。各阀630的阀芯666和阀套664布置成使得阀芯666(可动部件)为外部件而阀套664(固定部件)为内部件。但是,应理解,阀630也可构造成使得外部件作为阀套664操作而内部件作为阀芯666操作。加压流体进入与压力源连接的进入端口692。流体经进入端口692到达环形高压室693。在致动(即,打开)一个或多个阀630后,加压流体经阀630从环形高压室693流至离开端口644。与前述阀布置相反,加压流体经阀芯666和阀套664中的孔口沿径向向内到达阀套664的内部。阀套664的内部可与阀630的离开端口644流体连接。离开端口644可与液压负载流体连接。
参照图7A和7B,阀组720可包括以类似于图2A和2B所示的布置的二乘二(2×2)共轴布置而布置的多个阀730。此构型可包括布置在公共阀组供应通道793的相对侧上的两组阀730。给定的一组阀730的纵向轴线A-A大体互相平行地对齐。各阀730的阀芯766和阀套764布置成使得阀芯766(可动部件)为内部件而阀套764(固定部件)为外部件。但是,应理解,阀730也可构造成使得内部件作为阀套764操作而外部件作为阀芯766操作。各阀730的入口791与阀组供应通道793流体连接。加压流体经与压力源流体连接的进入端口792进入阀组供应通道793。流体经阀组供应通道793到达相应阀730的进入通道791。致动(即,打开)一个或多个阀730容许加压流体从阀组供应通道793到达阀芯766的内腔732。流体从该点沿径向向外经过阀芯766中的孔口780和阀套764中的孔口782并且随后可经对应的液压回路被引导至液压负载。各阀730的阀芯766的移动路径可与至少一个其它阀730大致平行地对齐并且可与至少一个其它阀730大致位于同一平面内。各阀730可与至少一个其它阀730共用一公共纵向轴线A-A。
将先导阀安装在主级阀上存在各种选择。三种示例性先导阀安装选择在图8-10中示意性地示出。例如,先导阀862可安装在相关的主级阀830的一侧外部,如图8所示。这种布置类似于图1所示的主级阀和先导阀布置结构。先导阀962也可安装在主级阀930的一端外部,如图9所示。先导阀1062也可至少部分集成在主级阀1030内部,如图10所示。
图1A-10所示的阀布置可采用各种致动方案。一种这样的用于致动阀的布置的实例在图11中示意性地示出。这种布置利用了先导阀1162和偏压部件例如回位弹簧1106以便控制各主级阀1130的致动。回位弹簧1106可具有各种构型中的任何构型,包括但不限于螺旋弹簧和板簧。可设置单独的压力源例如泵1133和1135以便将加压流体流分别供应至先导阀1162和主级阀1130。可设置压力调节器以控制压力源的排放压力。但是,应理解,先导阀1162和主级阀1130也可利用同一压力源。构造成利用公共压力源的集成的先导阀1162和主级阀集成块的实例在图1A、2A和3A中示出。
继续参照图11,可通过先导阀1162和回位弹簧1106控制主级阀的操作。在一个实例中,可通过一个或多个螺线管致动先导阀1162。螺线管可包括线圈,该线圈在通电时使先导阀1162在打开位置和泄放(切断,dump)位置之间移动。将先导阀1162布置在打开位置容许来自泵1133的加压流体经先导阀1162流至主级阀1130。来自先导阀1162的加压流体使得主级阀1130的阀芯移至打开位置(例如前文参照图1A所述),由此容许加压流体从泵1135经阀1130流至液压负载1137。将先导阀1162布置在泄放位置使得先导阀停止用于打开阀1130的加压流体流并使先导阀与低压储器1163流体连接。这容许回位弹簧1106的偏压力使主级阀1130的阀芯移动回到关闭位置,由此阻断加压流体流至液压负载1137。
利用回位弹簧1106使主级阀芯回到关闭位置具有在系统压力下降的情况下提供故障保护机制的优点。如果发生这种情况,则回位弹簧1106将操作以关闭阀1130。
回位弹簧1106可定尺寸成实现主级阀打开和关闭响应时间之间的期望平衡。增加或减小回位弹簧1106的回弹率可不同地影响打开和关闭响应时间。例如,增加回弹率对于一定的供应压力而言通常将致使关闭响应时间相应减少而打开响应时间相应增加。打开响应时间的相应增加是由于回位弹簧1106的偏压力趋于阻止先导控制的致动力的运动的事实。打开响应时间的相应增加例如可通过增加用于激活主级阀1130的压力来克服,虽然这样不一定总是可行的替换方案。相反,减小回位弹簧1106的回弹率通常将致使关闭响应时间的相应增加和打开响应时间的相应减小。因此,回位弹簧1106的尺寸定制可取决于各种因素,包括但不限于先导控制的致动力的大小以及具体应用所需的期望阀打开和关闭响应时间。
参考图12,可通过消除主级回位弹簧1106而代之以使用液压压力关闭主级阀1230来修改图11所示的主级阀致动方案。可借助于单个回位压力阀1232来控制用于关闭主级阀1230的回位压力。此布置结构利用了作为泵1233示出的公共压力源。可设置压力调节器以控制压力源的排放压力。可使用泵1233供应需要的压力以便打开和关闭主级阀1230。用于此构型的关闭响应时间通常与回位压力阀1232的压力输出成正比。增加回位压力阀1232的输出压力通常将导致阀1230关闭响应时间相应减少,而减小输出压力通常将导致该响应时间相应增加。回位压力阀1232可构造成产生大于从先导阀1262排出流体所需的压力的最低输出压力以便提供充分的压力以使主级阀1230的阀芯在期望的响应时间内移至关闭位置。可设置压力调节器1240以便控制从先导阀1232供应至主级阀1230的压力。压力调节器通过使先导阀1232的排放端口1242与低压储器1263选择性地流体连接而控制从先导阀1232排放的压力。该压力调节器容许当先导阀排放压力超过预定压力时从先导阀1232排放的加压流体的至少一部分被引导回到储器1263。可设置单独的压力源例如泵1233和1235以便将加压流体流分别供应至先导阀1262和主级阀1230。先导阀1262和主级阀1230也可利用同一压力源,例如图1A、2A和3A所示。
主级阀1230的操作由先导阀1262和单个回位压力阀1232控制。在一个实例中,可通过一个或多个螺线管致动先导阀1262。各螺线管可包括线圈,该线圈在通电时促使先导阀1262在打开位置与关闭位置之间移动。当布置在打开位置时,先导阀1262容许来自泵1233的加压流体经先导阀1262流至主级阀1230。来自先导阀1262的加压流体使得主级阀1230的阀芯移至打开位置(例如,以参照图1A所述的方式),由此容许加压流体从泵1235经主级阀1230流至液压负载1237。将先导阀1262布置在关闭位置使用于打开主级阀1230的加压流体停止流动。单个回位压力阀1232可用于控制使主级阀1230的阀芯移动回到关闭位置所需的压力,由此阻断加压流体流至液压负载1237。
继续参照图12,虽然此布置未利用回位弹簧使主级阀芯移至关闭位置,但仍然可采用回位弹簧提供用于在系统压力丧失或下降的情况下关闭主级阀1230的故障安全机制。由于并未利用回位弹簧作为用于使主级阀芯回到关闭位置的主要装置,所以该回位弹簧的回弹率可明显低于在压力源未施加压力以关闭主级阀1230的情况下否则可能需要的回弹率。
图13示出类似于图12所示的主级阀控制方案。与图12所示的构型一样,使用液压压力而非回位弹簧来关闭主级阀1330。但与图12所示的构型相反,此构型利用分离的先导阀1332而非单个回位压力阀(即,图12中的阀1232)来控制输送至主级阀1330以便关闭所述阀的压力。各主级阀1330因而可采用两个分离的先导阀1332和1362。先导阀1362控制主级阀1330的打开且另一先导阀1332控制主级阀1330的关闭。虽然此布置并未利用回位弹簧使主级阀芯移至关闭位置,但仍然可采用回位弹簧提供用于在系统压力丧失或下降的情况下关闭主级阀1330的故障安全机制。由于并未利用回位弹簧作为用于使主级阀芯回到关闭位置的主要装置,所以该回位弹簧的回弹率可明显低于在压力源未施加压力以关闭主级阀1330的情况下否则可能需要的回弹率。可设置单独的压力源例如泵1333和1335以便将加压流体流分别供应至先导阀1332和1362以及阀1330。可设置压力调节器以控制压力源的排放压力。但是,应理解,先导阀1332和1362以及主级阀1330也可利用公共压力源,如图1A、2A和3A所示。
主级阀1330的操作由先导阀1332和1362控制。在一个实例中,可通过一个或多个螺线管致动先导阀1332和1362。螺线管可包括线圈,该线圈在通电时促使先导阀1332和1362在打开位置与泄放位置之间移动。当布置在打开位置时,先导阀1362容许来自泵1333的加压流体经先导阀1362流至主级阀1330。来自先导阀1362的加压流体致使主级阀1330的阀芯移至打开位置,由此容许加压流体从泵1335经主级阀1330流至液压负载1337。将先导阀1362布置在泄放位置使用于打开主级阀1330的加压流体停止流动并且使先导阀1362与储器1363流体连接。在先导阀1362布置在泄放位置的情况下,先导阀1332然后可打开以供应使主级阀1330的阀芯移动回到关闭位置所需的压力,由此阻断加压流体流至液压负载1337。
图14示意性地示出一主级阀致动方案,该方案利用了相邻的主级阀阀芯1430的组合致动区域以使打开和关闭主级阀1430可能需要的先导阀1462的数量最小。可设置单独的压力源例如泵1433和1435以便将加压流体流分别供应至先导阀1462和主级阀1430。可设置压力调节器以控制压力源的排放压力。但是,应理解,先导阀1462以及主级阀1430也可利用同一压力源,如例如图1A、2A和3A所示。各主级阀1430可采用两个分离的先导阀1462。一个先导阀1462操作以打开主级阀1430而另一个先导阀1462操作以关闭主级阀1430。位于阀串两端的主级阀1430与相邻的主级阀1430共用先导阀1462。例如,主级阀(1)(图14中的四个主级阀1430被单独表示为阀(1)-(4))将与相邻的主级阀(2)共用先导阀B(图14中的五个先导阀1462被单独表示为阀A-E),而主级阀(4)将与相邻的主级阀(3)共用先导阀D。位于阀串中间的阀1430将共用两个先导阀1462。例如,主级阀(2)与相邻的主级阀(1)共用先导阀B且与相邻的主级阀(3)共用先导阀C。
先导阀1462可通过一个或多个螺线管致动。螺线管可包括线圈,该线圈可在通电时促使先导阀1462在打开位置和泄放位置之间移动。当布置在打开位置时,先导阀1462容许来自泵1433的加压流体经先导阀1462流至主级阀1430。将先导阀1462布置在泄放位置使先导阀与低压储器1463流体连接。共用的先导阀1462可操作以同时将打开压力施加至共用的阀1430中的一个和将关闭压力施加至共用的阀1430中的另一个。例如,将先导阀B布置在打开位置容许来自泵1433的加压流体经先导阀B流至主级阀(2)。在先导阀A和C布置在泄放位置的情况下,来自先导阀B的加压流体使得主级阀(2)的阀芯移至打开位置,由此容许加压流体从泵1433经主级阀(2)流至液压负载1437。将先导阀B布置在打开位置同时将关闭压力施加至主级阀(1)。主级阀也可构造成使得共用的先导阀1462操作以同时将打开压力施加至两个共用的主级阀1430或同时将关闭压力施加至两个共用的主级阀1430。例如,打开先导阀B可同时将关闭压力施加至主级阀(1)和主级阀(2)二者。此布置可通过使用单个先导阀1462控制两个主级阀1430的操作而使先导阀1462的数量最小。
标识用于打开和关闭图14的各主级阀1430的各种控制方案的逻辑表在图15的表1中提供。该表描述了各种先导阀操作状态对对应的主级阀的操作的影响。例如,打开先导阀A以加压(阀位置“1”)将打开主级阀(1)(阀位置“1”)。这对其余三个主级阀的位置不会有影响,其余三个主级阀将维持它们之前的位置(阀位置“LC”),只要其余先导阀打开以排出(阀位置“0”)。打开由主级阀(1)和(2)共用的先导阀B(阀位置“1”)以及打开先导阀A以排出(阀位置“0”)将使得主级阀(1)关闭(阀位置“0”)而主级阀(2)打开(阀位置“1”)。主级阀3和4将维持它们之前的位置(阀位置“LC”),只要相关联的先导阀打开以排出。打开其它先导阀(即,先导阀C、D和E)对主级阀的操作的影响可从图15的表1容易地确定。
图16示意性地示出类似于图14所示的主级阀致动方案。不同之处是增加了偏压部件1606,该偏压部件1606操作以将主级阀1630的阀芯预加载至关闭位置。偏压部件1606还提供用于在系统压力丧失或降低的情况下关闭主级阀1630的故障安全机制。偏压部件1606还可使由于当相邻的主级阀1630被致动时可能发生的压力变化而引起的反馈效应最小。
可设置分离的压力源例如泵1633和1635以便将加压流体流分别供应至先导阀1662和主级阀1630。可设置压力调节器以控制压力源的排放压力。先导阀1662和主级阀1630也可利用同一压力源,例如如图1A、2A和3A所示。各主级阀1630(四个主级阀在图16中被单独表示为阀(1)-(4))可采用两个分离的先导阀1662(五个先导阀在图16中被单独表示为A-E)。一个先导阀1662操作以打开主级阀1630而另一个先导阀1662操作以关闭主级阀1630。位于阀串两端的主级阀1630将与相邻的主级阀1630共用先导阀1662。例如,主级阀(1)将与相邻的主级阀(2)共用先导阀B,而主级阀(4)将与相邻的主级阀(3)共用先导阀E。位于阀串中间的主级阀1630将共用两个先导阀1662。例如,主级阀(2)与相邻的主级阀(1)共用先导阀B而与相邻的主级阀(3)共用先导阀C。
可通过一个或多个螺线管致动先导阀1662。螺线管可包括线圈,该线圈可在通电时促使先导阀1662在打开位置和泄放位置之间移动。当布置在打开位置时,先导阀1662容许来自泵1633的加压流体经先导阀1662流至主级阀1630。将先导阀1662布置在泄放位置使先导阀与低压储器1663流体连接。共用的先导阀1662操作以同时将打开压力施加至共用的主级阀1630中的一个和将关闭压力施加至共用的主级阀1630中的另一个。例如,将先导阀B布置在打开位置容许来自泵1633的加压流体经先导阀B流至主级阀(2)。在先导阀A和C布置在泄放位置的情况下,来自先导阀B的加压流体使得主级阀(2)的阀芯移至打开位置,由此容许加压流体从泵1633经主级阀(2)流至液压负载1637。将先导阀B布置在打开位置同时将关闭压力施加至主级阀(1)。偏压部件1606提供用于在系统压力丧失或降低的情况下关闭主级阀1630的故障安全机制。主级阀也可构造成使得共用的先导阀1662操作以同时将打开压力施加至两个共用的主级阀或同时将关闭压力施加至两个共用的主级阀1662。例如,打开先导阀B可同时将关闭压力施加至主级阀(1)和主级阀(2)二者。此布置可通过使用单个先导阀1662控制两个主级阀1630的操作而使先导阀1662的数量最小。
用于控制图16所示的控制方案中采用的主级阀1630的打开和关闭的示例性控制逻辑在图17的表2中提供。例如,如果先导阀A打开以施压(表2中的阀位置“1”)而先导阀B-E打开以排出(表2中的阀位置“0”),则这将使得主级阀(1)打开(表2中的阀位置“1”)而其余主级阀1630保持关闭(表2中的阀位置“0”)。各种其它先导阀操作次序的效果可从图17的表2容易地确定。
图18A和18B的表3描述了图16所示的控制方案可采用的示例性控制逻辑。与图17的表2中提供的控制逻辑(其中在给定时间仅一个主级阀打开)不一样,表3中提供的控制逻辑容许多个主级阀同时打开。图18A和18B的表3中的控制数据可以与图17的表2中的控制数据相同的方式解释。
图19A-22B示出采用集成压力辅助机构的各种示例性主级阀构型。集成压力辅助机构响应预定的上游或下游压力而操作以将主级阀的阀芯促向打开位置或关闭位置,这取决于压力辅助机构的具体构型。基于说明的目的,外部件作为阀芯操作而内部件作为阀套操作,并且“上游压力”(Pu)是指在阀套内部出现的压力而“下游压力”(Pd)是指阀芯外侧周围的区域中的压力。
图19A示出构造成响应预定的上游压力Pu而打开阀1930的示例性压力辅助机构1910。图20A示出构造成响应预定的上游压力Pu而关闭阀2030的示例性压力辅助机构2010。图21A示出构造成响应预定的下游压力Pd而打开阀2130的示例性压力辅助机构2110。图22A示出构造成响应预定的下游压力Pd而关闭阀2230的示例性压力辅助机构2210。
可通过在相应的压力辅助机构1910、2010、2110和2210中设置台阶1911、2011、2111和2211而将压力辅助机构结合在主级阀中。各台阶包括分别形成在对应的阀芯1966、2066、2166和2266中的台阶1912、2012、2112和2212,如图19A-22B所示。对应的台阶1914、2014、2114和2214也分别结合在阀套1964、2064、2164和2264中。该台阶使得相对的压力引起的轴向力施加在阀芯和阀套上,该力趋于使阀打开或关闭,取决于压力辅助机构的具体构型。相对的力的大小至少部分由台阶的尺寸决定。对于给定的压降,该台阶越大,相对的力就越大。
继续参照图19A-22B,台阶相对于阀套中的孔口(即,孔口1982、2082、2182和2282)和阀芯中的孔口(即,孔口1980、2080、2180和2280)的布置决定压力辅助机构是对上游压力Pu还是对下游压力Pd作出响应。如果当阀关闭时台阶跨越阀套的孔口出现,例如图19A和20A所示的构型,则压力辅助机构将对上游压力Pu作出响应。如果当阀关闭时台阶跨越阀芯的孔口出现,例如图21A和22A所示的构型,则压力辅助机构将对下游压力Pd作出响应。
如从图19A-22B可看到的那样,台阶的一侧可由阀芯限定而台阶的相对侧可由阀套限定。当阀打开时阀芯和阀套中的台阶至少部分限定出阀芯中的孔口与阀套中对应的孔口之间的流体通路1913、2013、2113和2213。通过台阶的阀芯部分定位在孔口的哪一侧判断压力辅助机构操作以打开阀还是关闭阀。将台阶的阀芯部分定位在孔口最靠近回位弹簧的边缘旁边——例如图19A和21A所示的构型——将使得压力辅助机构在实现预定压力时打开主级阀。将台阶的阀芯部分定位在孔口远离回位弹簧的相对边缘旁边——例如图20A和22A所示的构型——将使得压力辅助机构在实现预定压力时关闭主级阀。
参照图19A至19C,当阀1930布置在关闭位置(即,图19A和图19B)时压力辅助机构1910的台阶1911跨阀套1964(固定部件)的孔口1982定位,并且因此压力辅助机构1910将对上游压力Pu(即,在阀套1964的内部区域内出现的压力)作出响应。图19B是压力辅助机构1910的放大图,示出阀芯1966中的台阶1912,以及阀套1964中的台阶1914。台阶1912的阀芯部分位于最靠近回位弹簧1906的孔口1982旁边。回位弹簧1906至少可与阀芯1966连通,并操作以将阀芯1966从打开位置(即图19C)促向关闭位置(即图19A和19B)。因而,在阀套1964的孔口1982内出现的压力将趋于推动台阶1912远离阀套1964的台阶1914,并推向回位弹簧1906,由此当实现预定压力时打开阀1930,如图19C所示。
台阶1912和1914互相配合以当阀1930布置在打开位置时至少部分限定出阀套1964的孔口1982与阀芯1966的孔口1980之间的流体通路1913,如图19C所示。在阀1930布置在打开位置的情况下,台阶1912和1914可与孔口1980和1982流体连接。当阀1930布置在关闭位置时台阶1912和1914可与孔口1980大致流体分离,如图19A和19B所示,但保持与孔口1982流体连接。
参照图20A至20C,当阀2030布置在关闭位置(即,图20A和图20B)时压力辅助机构2010的台阶2011跨阀套2064(固定部件)的孔口2082定位,并且因此压力辅助机构2010将对上游压力Pu(即,在阀套2064的内部区域内出现的压力)作出响应。台阶2012的阀芯部分2066位于最远离回位弹簧2006的孔口2082旁边。回位弹簧2006操作以将阀芯2066从打开位置(即图20C)促向关闭位置(即图20A和20B)。图20B是压力辅助机构2010的放大图,示出了当阀2030布置在关闭位置时阀芯2066中的台阶2012以及阀套2064中的对应台阶2014的定位。图20C是布置在打开位置的阀2030的放大图,其中阀芯2066的孔口2080与阀套2064的孔口2082流体连接。阀套2064的孔口2082内出现的压力将趋于促使阀芯2066的台阶2012远离阀套2064的台阶2014并远离回位弹簧2006,由此当实现预定压力时关闭阀2030,如图20A和20B所示。
台阶2012和2014互相配合以当阀2030布置在打开位置时至少部分限定出阀套2064的孔口2082与阀芯2066的孔口2080之间的流体通路2013,如图20C所示。当阀2030布置在打开位置(图20C)时,台阶2012和2014可与孔口2080和2082流体连接。当阀2030布置在关闭位置时台阶2012和2014可与孔口2080大致流体分离,如图20A和20B所示,但保持与孔口2082流体连接。
参照图21A至21C,当阀芯2166布置在关闭位置(即,图21A和图21B)时压力辅助机构2110的台阶2111跨阀芯2166(可动部件)的孔口2180定位,并且因此压力辅助机构2010将对下游压力Pd(即,在阀芯2166的外部区域周围出现的压力)作出响应。台阶2111的阀芯部分位于最靠近回位弹簧2106的孔口2180旁边。回位弹簧2106操作以将阀芯2166促向关闭位置(即图21A和21B)。图21B是压力辅助机构2110的放大图,示出了在阀2130布置在关闭位置的情况下阀芯2166中的台阶2112的定位以及阀套2164中的对应台阶2114,且图21C是阀2130在阀芯2166布置在打开位置的情况下的放大图。阀芯2166的孔口2180内出现的压力将趋于推动台阶2112远离阀芯2166的台阶2114并推向回位弹簧2106,由此当实现预定压力时打开阀2130,如图21C所示。
台阶2112和2114互相配合以当阀2130布置在打开位置时至少部分限定出阀套2164的孔口2182与阀芯2166的孔口2180之间的流体通路2113,如图21C所示。在阀2130布置在打开位置的情况下,台阶2112和2114与孔口2180和2182流体连接。当阀2130布置在关闭位置时台阶2112和2114可与孔口2182大致流体分离,如图21A和21B所示,但保持与孔口2180流体连接。
参照图22A至22C,当阀芯布置在关闭位置(即,图22A和22B)时压力辅助机构2210的台阶2211跨阀芯2266(可动部件)的孔口2280定位,并且因此压力辅助机构2210将对下游压力Pd(即,在阀芯2266的外部区域周围出现的压力)作出响应。图22B是压力辅助机构2210的放大图,示出了当阀2230布置在关闭位置时阀芯2266中的台阶2212和阀套2264中的台阶2214的相对定位,且图22C是阀2230在阀芯2266布置在打开位置的情况下的放大图。台阶2212的阀芯部分位于最远离回位弹簧2206的孔口2280旁边。回位弹簧2206操作以将阀芯2266促向关闭位置,如图22A和22B所示。因而,在阀芯2266的孔口2280内出现的压力将趋于推动台阶2212远离阀芯2266的台阶2214并远离回位弹簧2206,由此当实现预定压力时将阀2230促向关闭位置。
台阶2212和2214互相配合以当阀2230布置在打开位置时至少部分限定出阀套2264的孔口2282与阀芯2266的孔口2280之间的流体通路2213,如图22C所示。在阀2230处于打开位置的情况下,台阶2212和2214可与孔口2280和2282流体连接。当阀2230布置在关闭位置时台阶2212和2214可与孔口2282大致流体分离,如图22A和22B所示,但保持与孔口2280流体连接。
应注意,虽然将压力辅助机构1910、2010、2110和2210示为跨越最远离或最靠近回位弹簧的孔口定位,但压力辅助机构1910、2010、2110和2210的台阶可跨阀芯或阀套中的任何孔口定位。同样,在另一实例中,压力辅助机构1910、2010、2110和2210的台阶可定位在沿着阀芯或阀套的任何位置,只要压力辅助机构与阀套或阀芯的孔口流体连通即可。
使主级阀在打开位置和关闭位置之间循环可在阀芯接触限制阀芯行程的止挡件时产生高冲击力。这不但可产生不希望的噪音,而且可影响主级阀的耐久性和可对阀进行控制的精度。图23是采用具有固定地附接在阀芯端部上的减振器2312的阀芯2366的示例性阀2330的图示。减振器2312可由弹性屈服材料构成以用于吸收在阀从打开位置移至关闭位置时出现的冲击力的至少一部分。阀2330的大体相对端可包括第二减振器2310,其操作以缓冲在阀从关闭位置移至打开位置时出现的冲击力。图24是主级阀芯2366的放大图,示出了当阀布置在关闭位置时接触阀壳体2319的止挡件2320的减振器2312的阻挡区域2311。
阀2330可包括相对于阀壳体2319固定的大体圆柱形中空阀套2364,以及以可滑动方式设置在阀套2364的外侧周围的大体圆柱形阀芯2366。阀芯2366在阀套2364的一部分长度上在打开位置与关闭位置之间自由来回移动。图23和24示出布置在关闭位置的阀2330。阀2330可采用作为回位弹簧2306示出的偏压部件,用于使阀芯2366从打开位置移至关闭位置。
参照图23,阀套2364和阀芯2366均可包括延伸穿过相应构件的壁的一系列孔口2382和2380。当阀芯2366相对于阀套2364定位在打开位置时阀芯2366中的孔口2380与阀套2364中的孔口2382流体连接。当阀芯2366相对于阀套2364定位在关闭位置时孔口2380和2382与阀套2364中的孔口2382大致流体分离。
继续参照图23,可通过使减振器2310由弹性屈服材料构成而缓冲在打开阀2330后产生的冲击力。适当的材料可包括但不限于工程塑料,例如具有大约20%碳纤维填料的聚醚醚酮。减振器2310可包括接合阀芯2366一端的支承面2308。减振器2310还可包括止挡区域2316,该止挡区域具有接合阀壳体2319以限制主级阀芯2366在打开后的行程的一端2317。打开阀2330使得阀芯2366使减振器2310朝壳体2319移位。减振器2310可在冲击阀壳体2319后弹性变形以吸收至少一部分冲击能。减振器2310还可包括接合偏压部件2306的一端的凸缘2313。偏压部件的相对端接合阀壳体2319。减振器2310的至少一部分可设置在偏压部件2306内。偏压部件2306操作以将阀芯2366促向关闭位置。当阀芯2366远离打开位置移位时减振器2310的端部2317与壳体2319分离。
参照图24,可通过使减振器2312由弹性屈服材料形成而减振在关闭阀2330后产生的冲击力。减振器2312的止挡区域2311可包括台肩2314,该台肩在阀2330的阀芯2366移至关闭位置时接合形成在阀壳体2319中的止挡件2320。台肩2314可为在阀2330关闭时接触阀壳体的止挡件2320的表面的减振器2312的任何表面。
减振器2312可弹性变形以吸收在减振器的台肩2314在阀2330关闭接触阀壳体的止挡件2320时形成的冲击能的至少一部分。当阀2330移至打开位置时台肩2314与止挡件2320分离。用于减振器2312的适当的材料可包括但不限于工程塑料,例如具有大约20%碳纤维填料的聚醚醚酮。当减振器2312在关闭阀2330后冲击止挡件2320时,弹性屈服材料弹性变形以吸收至少一部分冲击能并缓冲冲击。弹性屈服材料可为与用于构成阀芯2366的剩余部分的材料相同或不同的材料。
参照图25A,可通过由弹性屈服材料(其能够吸收在阀关闭时出现的冲击力的至少一部分)形成接触阀壳体的阀芯2566的一部分而减振在关闭阀2530后产生的冲击力。阀2530可包括相对于阀体1519固定的大体圆柱形中空阀套2564,以及以可滑动方式设置在阀套2564的外侧周围的大体圆柱形阀芯2566。阀芯2566在阀套2564的长度的一部分上在打开位置与关闭位置之间自由来回移动。图25A示出布置在关闭位置的阀2530。阀套2564和阀芯2566均可包括延伸穿过相应构件的壁的一系列孔口2582和2580。孔口2580和2582通常以同一图案布置以使得当阀芯2566相对于阀套2564定位在打开位置时阀芯2566中的孔口2580能够与阀套2564中的孔口2582大体对准。当阀芯2566相对于阀套2564定位在关闭位置时孔口2580和2582与阀套2564中的孔口2582基本上不对准。
阀芯2566可包括接合形成在阀壳体2519中的止挡件2510的台阶状区域2518。台阶状区域2518可包括附接在阀芯2566上的环2512。在一个实例中,环2512可由弹性屈服材料形成,例如工程塑料,如具有大约20%碳纤维填料的聚醚醚酮。但是,应理解,也可采用其它大致弹性屈服材料。
图25B是阀芯2566在弹性屈服环2512被示为从阀芯2566移去的情况下的分解图。弹性屈服环2512在关闭阀2530时冲击阀壳体2519中的止挡件2510。弹性屈服环2512在冲击止挡件2510后弹性变形以在关闭阀2530时吸收至少一部分冲击能。可通过将弹性屈服环2512包覆成型(over-mold)到阀芯2566上而形成阀芯2566的弹性屈服部分。可通过使环2512设有接合形成在阀芯2566中的对应孔2517的至少一个向内延伸的凸出体2516而将弹性屈服环2512固定在阀芯2566上。但是,应理解,也可采用其它方式将环2512固定在阀芯2566上。例如,屈服环2512可接合形成在阀芯2566中的环形周向狭槽中。
参考图26,采用如图1A所示的共线阀布置结构的阀组2620可与泵组件2610集成以用于向一系列阀2630供应加压流体。此布置结构使阀组体积最小,这又可提高包括泵组件2610的液压系统的整体操作效率。泵组件2610可包括任何各种公知的固定排量泵,包括但不限于齿轮泵、叶片泵、轴向活塞泵和径向活塞泵。泵组件2610可包括用于驱动泵组件2610的泵输入轴2612。
阀组2620可包括多个液压致动的滑阀2630。各阀2630可包括相对于阀组2620固定的大体圆柱形中空阀套2664,以及以可滑动方式设置在阀套2664外侧周围的大体圆柱形阀芯2666。阀芯2666在阀套2664的一部分长度上在打开位置与关闭位置之间自由来回移动。
阀套2664和阀芯2666均可包括延伸穿过相应构件的壁的一系列孔口。阀芯2666包括一系列孔口2680而阀套2664包括一系列孔口2682。孔口2680和2682通常以同一图案布置以使得当阀芯2666相对于阀套2664定位在打开位置时阀芯2666中的孔口2680能够与阀套2664中的孔口2682大体对准。图26示出定位在关闭位置的阀芯2666,其中孔口2680和2682互相大体不对准以基本上限制阀芯2666与阀套2664之间的流体连通。阀2630均可采用作为回位弹簧2606示出的偏压部件,用于使阀芯2666从打开位置移至关闭位置。
泵输入轴2612从泵2610延伸。泵输入轴2612可沿长度方向延伸穿过由单独的阀2630的互相连接的阀阀套2664形成的高压室2614。泵输入轴2612的一端部2616延伸穿过主级阀组2620的端盖2618,并且可与诸如发动机、电动机的外部动力源或能够输出旋转扭矩的另一动力源连接。端盖2618可附接在阀组2620的壳体2619上,并且可包括轴承2621,例如,滚针轴承、滚柱轴承或滑动轴承,用于以可旋转方式支撑泵输入轴2612的端部2616。
阀2630可由螺线管操作的先导阀2662液压致动。先导阀2662可与诸如泵2660的压力源流体连接。当打开时,先导阀2662容许来自泵2660的加压流体经先导阀2662流至阀2630。来自先导阀2662的加压流体使得阀2630的阀芯2666移至打开位置,由此容许加压流体从泵2610经阀2630流至液压负载。关闭先导阀2662使加压流体至阀2630的流动停止,由此容许回位弹簧2606将阀2630的阀芯2666移动回到关闭位置。
泵组件2610可构造成容许流体经进入通道2627进入泵组件2610。进入通道2627可定位在泵组件上的多个位置中的任何位置,包括但不限于泵组件2610的外周2623上、与阀组2620相对的泵组件2610的一侧2625上或任何其它适当位置。基于说明的目的,进入通道2627在图26中被示为沿着泵的外周2623布置。流体经进入通道2627进入泵组件2610并且当流体经过泵组件2610时沿径向向内行进。加压流体可经沿着泵组件2610的一侧2626布置的一个或多个排放端口2628离开泵组件2610。加压流体可从泵组件排放到由阀2630的互相连接的阀套2664形成的高压室2614中。加压流体可沿着形成在阀套2664的内壁2627与输入轴2612之间的环形通道2625行进至相应的阀2630。将一个或多个阀2630致动至打开位置容许加压流体经阀芯2666中的孔口2680和阀套2664中的孔口2682到达阀2630的离开端口2629。
图27示出集成在采用图5所示的对开共线阀布置结构的阀组2720中的泵组件2710。此布置结构也使阀组入口容积最小,这又可提高液压系统的整体操作效率。在此构型中,泵组件2710布置在两组阀2730之间。将泵组件2710布置在阀2730之间可能需要将泵组件2710的入口2727沿着泵组件2710的外周2723定位。但是,根据泵组件2710的尺寸和构型,也可将泵入口2727定位在泵上的另一个位置。
阀组2720可包括多个液压致动的滑阀2730。各阀2730可包括相对于阀组2720固定的大体圆柱形中空阀套2764,以及以可滑动方式设置在阀套2764外侧周围的大体圆柱形阀芯2766。阀芯2766在阀套2764的一部分长度上在打开位置与关闭位置之间自由来回移动。
阀套2764和阀芯2766均可包括延伸穿过相应构件的壁的一系列孔口。阀芯2766包括一系列孔口2780而阀套2764包括一系列孔口2782。孔口2780和2782通常以同一图案布置以使得当阀芯2766相对于阀套2764定位在打开位置时阀芯2766中的孔口2780能够大体与阀套2764中的孔口2782对准。阀2730均可采用作为回位弹簧2706示出的偏压部件,用于使阀芯2766从打开位置移至关闭位置。
阀2730可由螺线管操作的先导阀2762液压致动。先导阀2762可与诸如泵2760的压力源流体连接。当打开时,先导阀2762容许来自泵2760的加压流体经先导阀2762流至阀2730。来自先导阀2762的加压流体使得阀2730的阀芯移至打开位置,由此容许加压流体从泵组件2710经阀2730流至液压负载。关闭先导阀2762使加压流体至阀的流动停止并容许回位弹簧2706将阀芯2766移动回到关闭位置。
泵组件2710可包括从泵组件2710的至少一侧向外延伸的泵输入轴2712。泵输入轴2712沿长度方向延伸穿过由单独的阀2730的互相连接的阀阀套2764形成的高压室2714。泵输入轴2712的一端部2716延伸穿过阀组2720的端盖2718并且可由轴承2721以可旋转方式支撑,该轴承2721可包括例如滚针轴承、滚柱轴承或滑动轴承。端盖2718可附接在阀组2720的壳体2719上并且可包括轴承2721。泵输入轴2712的端部2716可露出并与诸如发动机、电动机的外部动力源或能够输出旋转扭矩的另一动力源连接。泵组件2710也可构造成使泵输入轴2712从泵组件2710的两侧延伸,在这种情形中泵输入轴2712的相对端部2731可由轴承2722以可旋转方式支撑,该轴承2722安装在附接于阀组壳体2719上的阀组端盖2729上。
流体经泵入口2727进入泵组件2710并且当流体经过泵组件2710时沿径向向内行进。加压流体可经沿着泵组件2710的相对侧2726和2727布置的一个或多个排放端口2728离开泵组件2710。加压流体可从泵组件2710排放到由阀2730的互相连接的阀套2764形成的高压室2714中。加压流体可沿着形成在阀套2764的内壁2727与泵输入轴2712之间的环形通道2725行进至相应的阀2730。将阀2730致动至打开位置容许加压流体经阀芯2766中的孔口2780和阀套2664中的孔口2782到达阀2730的离开端口2729。
图28A-28B示出用于控制将加压流体分配至具有可变流量和压力需求的多个液压负载的阀组2820。阀组2820包括采用单个阀套2864和单个阀芯2866的一对阀2830和2832。虽然阀组2820在图28A和28B中被示为具有两个阀2830和2832,但应理解,在实践中,阀组2820可包括更多个阀,这至少部分取决于具体应用的需求。
各阀2830和2832共用相对于阀组2820固定的大体圆柱形中空阀套2864,以及以可滑动方式设置在阀套2864外侧周围的大体圆柱形阀芯2866。阀芯2866在阀套2864的一部分长度上在第一位置与第二位置之间自由来回移动。
阀套2864和阀芯2866均可包括延伸穿过相应构件的壁的一系列孔口。阀芯2866包括一系列孔口2880而阀套2864包括一系列孔口2882。将与用于阀2830的阀芯2866的孔口2882相对应的阀套2864的孔口2880表示为组1,而将与用于阀2832的阀芯2866的孔口2882相对应的阀套2864的孔口2880表示为组2。阀芯2866可在第一位置与第二位置之间相对于阀套2864轴向移动。当阀芯2866处于第一位置(图28A)时阀芯2866容许流体从阀套2864的内部区域到达阀2830的离开端口2842,而当阀芯2866处于第二位置(图28B)时阀芯2866容许流体从阀套2864的内部区域到达阀2832的离开端口2844。组1(即阀2830)的孔口2880和2882通常以同一图案布置以便当阀芯2866定位在第一位置(图28A)时使阀芯2866中的孔口2880能够与阀套2864中的孔口2882大体对准。类似地,组2(即阀2832)的孔口2880和2882通常以同一图案布置以便当阀芯2866定位在第二位置(图28B)时使阀芯2866中的孔口2880能够与阀套2864中的孔口2882大体对准。在阀芯2866布置在第一位置(图28A)的情况下,组2(即阀2832)的孔口2880和2882不对准使得阀2832的阀芯2866与阀2832的阀套2864基本上流体分离。在阀芯2866布置在第二位置(图28B)的情况下,组1(即阀2830)的孔口2880和2882不对准使得阀2830的阀芯2866与阀2830的阀套2864基本上流体分离。
阀芯2866在图28A中被示为处于第一位置,其中阀2830打开而阀2832关闭。通过使阀芯2866相对于阀套2864轴向滑动,可将阀2830布置在关闭位置,如图28B所示,这同时也打开阀2832。打开阀2830或2832容许加压流体经阀2830和2832到达相应的离开端口2842和2844。关闭阀2830和2832中的任一个使得另一阀打开。同样,打开阀2830和2832中的一个致使另一阀关闭。
阀组2820也可包括用于在第二位置与第一位置之间致动阀芯2866的先导阀2862。可借助先导阀2862(其可为螺线管操作的先导阀)液压致动阀2830和2832。先导阀2862可包括与压力源流体连接的进入端口2863。可选择性地激活先导阀2862以容许流体压力被施加至阀芯2866的一端2865,以使阀芯从其中阀2832打开而阀2830关闭的第二位置(图28B)移至其中阀2830打开而阀2832关闭的第一位置(图28A)。阀2830和2832也可采用作为回位弹簧2806示出的偏压部件,用于使阀芯2866在其中阀2830打开而阀2832关闭的第一位置(图28A)与其中阀2830关闭而阀2832打开的第二位置(图28B)之间移动。
当阀芯2866布置在第一位置(图28A)时,可借助接合阀芯2866的第一端2812或阀芯2866的另一个适当区域的止挡件2811控制阀芯2866相对于阀套2864的定位。当阀芯2866布置在第二位置(图28B)时,可借助接合阀芯2866的第二端2815或阀芯2866的另一个适当区域的第二止挡件2813控制阀芯2866相对于阀套2864的定位。
在一个实例中,通过将先导阀2862布置在打开位置,可使阀芯2866移至第一位置,如图28A所示,这打开阀2830而关闭阀2832。将先导阀2862布置在打开位置将加压流体输送至与阀芯2866的端部2815相邻的腔2898。加压流体所施加的力克服回位弹簧2806所施加的偏压力并使阀芯2866朝止挡件2811移位并进入第一位置。通过关闭先导阀2862以使腔2898减压,可使阀芯2866回到第二位置,这关闭阀2830而打开阀2832(图28B)。这容许回位弹簧2806所施加的偏压力使阀芯2866轴向滑动至第二位置。阀组也可构造成使得将先导阀2862布置在打开位置打开阀2832而将先导阀布置在关闭位置打开阀2830,只要回位弹簧2806定位在阀芯2866的另一端上。
阀2830和2832可构造成使得内部件或外部件作为阀芯2866操作。在图28A和28B所示的示例性阀中,内部件起到阀套2864的作用且外部件起到阀芯2866的作用(即,可相对于阀套移动)。但是,应理解,在实践中,内部件可构造成作为阀芯2866操作而外部件作为阀套2864操作。进一步地,阀2830和2832也可构造成使得内部件和外部件二者相对于阀体同时移动。该后一种构型可产生更快的阀致动速度,但这样存在增加复杂性和成本的风险。
虽然将加压流体流描述为当布置在打开位置时径向向外经过示例性阀2830和2832,但应理解,主级集成块也可构造成使得所述流径向向内移动。在这种情况下,表示为相应的离开端口2842和2844的通道将作为进入端口操作,而表示为进入端口2842的通道将作为离开端口操作。加压流体沿其经过阀2830和2832的方向并不取决于当阀被致动时是内阀部件或外阀部件作为阀芯操作,或者是否两个部件可相对于彼此移动。
阀2830和2832以及先导阀2862可具有单独的压力供应装置或可共用同一压力源。在图28A和28B所示的示例性阀组构型中,阀2830和2832以及先导阀2862被示为共用同一压力源。用于供应阀2830和2832以及先导阀2862二者的加压流体经进入端口2842进入主级集成块。进入端口2842与阀套2864流体连接。
阀2830和2832可串联连接而形成长形高压室2823。先导集成块2825与阀2832的阀套2864的下游端流体连接。先导集成块2825包括先导供应通道2827,加压流体的一部分可经该先导供应通道从主级流体供应装置流出并被输送至先导阀2862。先导阀2862的进入端口2863可与先导供应通道2827流体连接。
先导集成块2825可包括止回阀2870。止回阀2870操作以控制输送至先导集成块2825的加压流体的流量,并且还防止从先导集成块2825回流至高压室2823。止回阀2870可具有各种构型中的任何构型。一个这样的构型的实例在图28A和28B中示出,其中利用止回球阀来控制往返于先导集成块2825的流体的流量。止回阀2870包括选择性地接合先导集成块2825的进入通道2874的球体2872。可设置弹簧2876以便偏压球体2872使其与先导集成块2825的进入通道2874接合。当跨越止回阀2870的压降超过弹簧2876所施加的偏压力时,球体2872将与先导集成块2825的进入通道2874分离以容许加压流体从高压室2823流至先导集成块2825。流体从液压阀组2820流至先导集成块2825的流速取决于跨越止回阀2870的压降。该压降越大,流速就越高。在其中跨越止回阀2870的压降小于弹簧2876的偏压力或先导集成块2825内的压力超过液压阀组2820内的压力的情形中,止回阀球体2872将接合先导集成块2825的进入通道2874以防止流沿任意方向经过止回阀2870。可将弹簧2876的回弹率选择成防止止回阀2870打开直到实现跨越止回阀2870的期望压降。
先导集成块2825也可包括用于储存用于致动阀2830和2832的加压流体的蓄积器2890。蓄积器2890可具有各种构型中的任何构型。例如,可包括用于接收和储存加压流体的流体储器2892。储器2892可与先导集成块2825流体连接。蓄积器2890可包括定位在储器2892内的可动活塞2894。可调节活塞2894在储器2892内的定位以选择性地改变储器2892的容积。诸如螺旋弹簧的偏压机构2896沿趋于使储器2892的容积最小的方向促动活塞2894。偏压机构2896施加与通过先导集成块2825内存在的加压流体施加的压力相对的偏压力。如果这两个相对的力不平衡,则活塞2894将移位以增加或减小储器2892的容积,由此恢复这两个相对的力之间的平衡。在至少一些情形中,储器2892内的压力水平对应于先导集成块2825内的压力。如果储器2892内的压力超过偏压机构2896所产生的相对力,则活塞2894将朝偏压机构2896移位,由此增加储器2892的容积和可被储存在蓄积器2890中的流体的量。随着储器2892继续充装流体,偏压机构2896所产生的相对力也将增加至偏压力和从储器2892内施加的相对的压力在其大致相等的点。当这两个相对的力达到平衡时储器2892的容量将保持大致恒定。另一方面,致动先导阀2862通常将使得先导集成块2825内的压力水平下降到储器2892内的压力水平以下。这与跨越活塞2894的压力此时变成不平衡将使得储存在储器2892中的流体排放至先导集成块2825以用于致动阀2830和2832的事实有关。
图29A示出包括阀2930的阀组2920。阀2930采用包括具有致动表面2910的致动器2909的阀芯2966。阀2930可为液压致动的滑阀,其包括相对于阀组2920固定的大体圆柱形中空阀套2964,以及以可滑动方式设置在阀套2964外侧周围的大体圆柱形阀芯2966。阀芯2966在阀套2964的一部分长度上在打开位置与关闭位置之间自由来回移动。阀套2964和阀芯2966均可包括延伸穿过相应构件的壁的一系列孔口,其中阀芯2966包括一系列孔口2982而阀套2964包括一系列孔口2980。
可通过诸如先导阀的致动装置液压致动阀2930,以便使阀芯2966从关闭位置移至打开位置。阀2930也可采用作为回位弹簧2906示出的偏压部件,用于使阀芯2866从打开位置移至关闭位置。将先导阀布置在打开位置使得加压流体流被输送至与致动表面2910流体连通的腔2998。加压流体在阀芯2966的致动表面2910上施加大致轴向的力,该力趋于使阀芯2966沿朝着回位弹簧2906的方向相对于阀套2964轴向移位。关闭先导阀使腔2998减压,由此容许回位弹簧2906使阀芯2966回到关闭位置。
致动器2909可位于与回位弹簧2906相对的阀芯2966的端部位置2914。阀芯2966的孔口2982可包括纵向轴线A-A,其中可大致平行于轴线A-A测量代表孔口2982的长度的尺寸L。致动表面2910也可包括厚度T’,其中厚度T’可小于孔口2982的尺寸L。
阀芯2966的壁厚T可大于致动表面2910的壁厚T’,并且在一个实例中壁厚T也可大致等于尺寸L。可将壁厚T选择成使可由于跨越阀芯2966的压降而发生的壁的偏斜/偏转最小。例如,阀套2964的内部区域内的压力可高于阀芯2966的外周周围的压力。跨越阀芯2966出现的压降可使得阀芯的壁向外偏斜。偏斜量取决于各种因素,包括但不限于壁厚T、阀芯的材料特性以及跨越阀芯出现的压降的大小。除其它外,可通过增加壁厚T使壁偏斜最小。
在至少一个实例中,可通过在壁厚T的一部分——例如壁厚T’——上施力而致动阀芯2966。施加至阀芯2966的力的大小通常是致动表面2910的面积和所施加的压力的大小的函数。增加所施加的压力或表面积通常将使得施加至阀芯2966的轴向致动力相应增加。可通过调节致动表面2910的厚度T’控制致动力的大小。
致动表面2910可位于阀芯2966的外表面2914附近。可替换地,如图29B所示,致动表面2910’可位于阀芯2966的内表面2916附近。参照图29A和29B二者,致动表面2910(图29A)和2910’(图29B)提供一区域,加压流体可靠在该区域上在阀芯2966上施加轴向力以使阀芯滑入打开位置。在致动表面2910和2910’上施加的压力促使阀芯2966进入打开位置。
图30是包括阀3030的阀组3020的图示。阀3030可为液压致动的滑阀,其包括相对于阀组3020固定的大体圆柱形中空阀套3064,以及以可滑动方式设置在阀套3064外侧周围的大体圆柱形阀芯3066。阀芯3066在阀套3064的一部分长度上在打开位置与关闭位置之间自由来回移动。阀套3064和阀芯3066均可包括延伸穿过相应构件的壁的一系列孔口,其中阀芯3066包括一系列孔口3080而阀套3064包括一系列孔口3082。阀芯3066在图30中被示为布置在关闭位置,其中阀芯3066的孔口3080与阀套3064的孔口3082大致流体分离。将阀芯3066布置在打开位置(即,通过使阀芯在图30中向左滑动)使阀芯中的孔口3080与阀套3064中的孔口3082流体连接。
阀3030可包括布置在阀芯3066的远端以便使阀芯3066在打开位置与关闭位置之间移动的致动器3008。致动器3008可具有与图29B所示的致动器2909类似的构型。在一个实例中,阀芯致动器3008可为大体环形的环,可借助连接器3010将其固定地附接在阀芯3066上。致动器3008提供致动表面3011,可在该致动表面上施加致动力以将阀芯3066从关闭位置促向打开位置。阀3030也可包括作为回位弹簧3006示出的偏压部件,用于使阀芯3066从打开位置移至关闭位置。
阀芯致动器3008可包括壁厚T’。类似于图29A-29B中的图示,阀芯致动器3008的厚度T’可小于阀芯3066的壁厚T以便实现期望的致动力同时容许阀芯3066维持跨越包括孔口3080的阀芯3066的部分的期望壁厚T。可通过改变阀芯致动器3008的厚度T’而改变致动阀芯3066所需的力。此构型容许阀芯致动器3008的壁厚T’被尺寸定制成获得期望的致动力并且阀芯3066的壁厚T被尺寸定制成使阀芯3066的向外偏斜最小化。
可使用连接部件3010将阀芯致动器3008与阀芯3066连接。连接部件3010可包括接合阀芯致动器3008上的对应唇缘3016的唇缘3014,以及接合阀芯3066上的对应唇缘3019的第二唇缘3018。可用于将连接部件3010与阀芯3066和阀芯致动器3008连接的其它手段包括但不限于钎焊、焊接和胶粘。所采用的连接方法的类型将至少部分取决于所用材料的类型和连接的结构需求。
阀组3020可包括与阀芯致动器3008的致动表面3010流体连通的致动室3012。阀芯致动器3008可至少部分定位在致动室3012内。也可设置致动流端口3014以便向致动室3012供应加压流体以便致动阀。致动流端口3014可与诸如泵的压力源流体连接。致动室3012从致动流端口3014接收流体压力。致动室3012中的流体压力提供用于使阀芯3066在集成块3020内轴向移至打开位置的致动力。可通过位于致动室3012内的加压流体在阀芯致动器3008上施加致动力以使阀芯3066朝打开位置移位。加压流体可从致动室3012释放以容许回位弹簧3006将阀芯3066促动到关闭位置。
参照图31A,阀芯致动器3108的可替换构型包括可与阀芯3166的远致动端3113连通的至少一个销3102。销3102可被收容在阀芯致动器壳体3106内,所述壳体3106起到用于使销3102在致动器壳体内沿轴向滑动的导引件的作用。致动室3112位于销3102的一个端部附近。销3102的至少一部分与致动室3012流体连通。
致动室3112从压力源接收加压流体。加压流体提供用于使阀芯3166在集成块3120内轴向移至打开位置的致动力。可通过位于致动室3112内的加压流体在销3102上施加致动力。施加在销3102的端部上的致动力将阀芯3166促向打开位置。可设置作为回位弹簧3106示出的偏压部件以促使阀芯3166回到关闭位置。
在一个示例性构型中,如图31B所示,四个销3102可布置在致动器壳体3106内。可将致动器壳体3106固定地附接在阀壳体3115上。致动器壳体3106也可构造成作为阀壳体3115的一部分。应注意,虽然图31B示出布置在致动器壳体3106内并互相等距地定位的四个销3102,但也可采用使用不同数量的销或不同分布的其它构型。例如,销壳体3102可包括互相以不等距离隔开的五个或更多个销3102。
参照图1和图32,液压阀组20(参见图1A)可与泵3212集成以形成集成流体分配模块3210。集成各种装置可通过减小液压系统内存在的可压缩流体的体积而提高系统效率,这又减小了压缩液压系统内存在的流体所需的功的总量。
为了清楚,与液压阀组20相同的流体分配模块3210的那些构件和特征在图32中使用相似的附图标记表示。流体分配模块3210可包括液压阀组20的控制阀30、32、34和36。控制阀30、32、34和36可设置在同一壳体3212中。可分别从壳体3212外侧接近控制阀30、32、34和36的离开端口44、46、48和50以便将各种液压负载(未示出)与流体分配模块3210流体连接。一个或多个控制阀也可采用螺线管操作的先导阀来致动相应的控制阀。
用于驱动与控制阀流体连接的各种液压负载(未示出)的加压流体可由固定排量泵3214提供。泵3214可包括任何各种公知的固定排量泵,包括但不限于齿轮泵、叶片泵、轴向活塞泵和径向活塞泵。泵3124包括用于驱动泵的驱动轴3216。驱动轴3216可与外部动力源如发动机、电动机或能够输出旋转扭矩的另一种动力源连接。泵3214的进入端口3218可与流体储器(未示出)流体连接。液压集成块的进入端口42可与泵3214的排放端口3220流体连接。
虽然基于说明的目的示出了单个泵3214,但流体分配模块3210可包括多个泵,每个泵的相应排放端口均与同一流体节点流体连接,可从该流体节点向单独的流体回路供应加压流体。所述多个泵例如可并联流体连接以实现更高的流速,或串联流体连接,例如当对于给定流速希望更高的压力时。
关于文中所述的过程、系统、方法等应理解,虽然已将这些过程等的步骤描述为根据某一有序的次序发生,但这样的过程可通过以不同于文中所述次序的次序执行的所述步骤来实施。还应理解,可同时执行某些步骤,可增加其它步骤,或者可省去文中所述的某些步骤。换句话说,文中对过程的描述是基于说明特定实施例的目的而提供的,且决不应被解释为限制要求保护的发明。
应理解,以上说明旨在进行说明而非加以限制。在阅读以上说明后,不同于所提供的实例的众多实施例和应用对本领域的技术人员来说将是显而易见的。本发明的范围不应参照以上说明来确定,而应参照所附权利要求及这些权利要求赋予的等同物的全部范围来确定。预期且计划本文所述的领域中未来将进行开发,且所公开的系统和方法将结合在这样的未来实施方式中。总之,应理解,本发明能够进行修改和变型且仅由以下权利要求限制。
权利要求中使用的所有术语旨在给出如本领域的技术人员所理解的它们最宽泛的合理结构和它们的普通含义,除非文中作出了清楚的相反指示。特别地,单数冠词如“一”、“该”、“所述”等的使用应当理解为叙述一个或多个所示元件,除非权利要求相反地作出明确限制。
Claims (18)
1.一种阀组,包括:
供应通道;
与所述供应通道流体连接的第一阀,所述第一阀包括具有第一孔口的第一阀部件和具有第二孔口的第二阀部件,所述第一阀部件可在其中所述第一孔口与所述第二孔口流体连接的打开位置与其中所述第一孔口与所述第二孔口流体分离的关闭位置之间相对于所述第二阀部件沿着移动路径移动;以及
与所述供应通道流体连接的第二阀,所述第二阀包括具有第三孔口的第三阀部件和具有第四孔口的第四阀部件,所述第三阀部件可在其中所述第三孔口与所述第四孔口流体连接的打开位置与其中所述第三孔口与所述第四孔口流体分离的关闭位置之间相对于所述第四阀部件沿着移动路径移动,其中所述第一阀部件和所述第三阀部件的所述移动路径大致位于同一平面内;
其中,所述第一阀部件还包括内腔;
其中,所述第一孔口从所述内腔沿径向向外延伸以限定出一具有位于第一阀部件的外周边上的、与第一阀部件的外周边上的第二开口相对的第一开口的孔口;并且
其中,所述第二阀部件的所述第二孔口由接纳第一阀部件的第二腔限定出,所述第二孔口从所述第二腔沿径向向外延伸以限定出一具有位于第二阀部件的内周边上的、与位于第二阀部件的内周边上的第二开口相对的第一开口的孔口。
2.根据权利要求1的阀组,其特征在于,所述第一阀部件的所述移动路径与所述第三阀部件的所述移动路径大致平行地对齐。
3.根据权利要求2的阀组,其特征在于,所述第一阀和所述第二阀布置在所述供应通道的同一侧上。
4.根据权利要求3的阀组,进一步包括与所述供应通道流体连接的第三阀,所述第三阀包括具有第五孔口的第五阀部件和具有第六孔口的第六阀部件,所述第五阀部件可在其中所述第五孔口与所述第六孔口流体连接的打开位置与其中所述第五孔口与所述第六孔口流体分离的关闭位置之间相对于所述第六阀部件沿着移动路径移动,所述第五阀部件的移动路径与所述第一阀部件和所述第三阀部件的所述移动路径大致重合,并且所述第三阀布置在所述供应通道的与所述第一阀和所述第二阀相对的一侧上。
5.根据权利要求4的阀组,其特征在于,所述第一阀部件、所述第三阀部件和所述第五阀部件的所述移动路径大致位于同一平面内。
6.根据权利要求2的阀组,其特征在于,所述第一阀和所述第二阀布置在所述供应通道的相对侧上。
7.根据权利要求6的阀组,其特征在于,所述第一阀部件的所述移动路径布置成与所述第三阀部件的所述移动路径大致平行。
8.根据权利要求7的阀组,进一步包括与所述供应通道流体连接的第三阀,所述第三阀包括具有第五孔口的第五阀部件和具有第六孔口的第六阀部件,所述第五阀部件可在其中所述第五孔口与所述第六孔口流体连接的打开位置与其中所述第五孔口与所述第六孔口流体分离的关闭位置之间相对于所述第六阀部件沿着移动路径移动,其中所述第五阀部件的所述移动路径布置成与所述第一阀部件和所述第三阀部件的所述移动路径大致平行,并且所述第五阀部件的所述移动路径位于由所述第一阀部件和所述第三阀部件的所述移动路径限定出的平面外侧。
9.根据权利要求1的阀组,其特征在于,所述第一阀部件的纵向轴线和所述第三阀部件的纵向轴线沿同一轴线布置。
10.根据权利要求9的阀组,进一步包括与所述供应通道流体连接的第三阀,所述第三阀包括具有第五孔口的第五阀部件和具有第六孔口的第六阀部件,所述第五阀部件可在其中所述第五孔口与所述第六孔口流体连接的打开位置与其中所述第五孔口与所述第六孔口流体分离的关闭位置之间相对于所述第六阀部件沿着移动路径移动,其中所述第五阀部件的所述移动路径布置成与所述第一阀部件和所述第三阀部件的所述移动路径大致平行,并且所述第五阀部件的所述移动路径从所述第一阀部件和所述第三阀部件的所述移动路径偏移。
11.根据权利要求1的阀组,其特征在于,所述第一阀部件的纵向轴线和所述第二阀部件的纵向轴线与所述供应通道的纵向轴线大致重合。
12.根据权利要求11的阀组,进一步包括第三阀,所述第三阀具有在所述第二阀部件下游与所述供应通道流体连接的进入端口和与所述第一阀部件流体连接的离开端口,所述第三阀可操作以选择性地向所述第一阀施加压力,以便使所述第一阀部件在所述关闭位置与所述打开位置之间移动。
13.根据权利要求12的阀组,进一步包括设置在所述第二阀部件与所述第三阀之间的流体通路中的止回阀。
14.根据权利要求1的阀组,其特征在于,所述第二阀部件和所述第四阀部件形成所述供应通道的至少一部分。
15.根据权利要求1的阀组,进一步包括与所述供应通道流体连接的第三阀,所述第三阀包括具有第五孔口的第五阀部件和具有第六孔口的第六阀部件,所述第五阀部件可在其中所述第五孔口与所述第六孔口流体连接的打开位置与其中所述第五孔口与所述第六孔口流体分离的关闭位置之间相对于所述第六阀部件沿着移动路径移动,其中所述第五阀部件的所述移动路径布置成与所述第一阀部件和所述第三阀部件的所述移动路径大致平行。
16.根据权利要求1的阀组,进一步包括与所述供应通道流体连接的第三阀,所述第三阀包括具有第五孔口的第五阀部件和具有第六孔口的第六阀部件,所述第五阀部件可在其中所述第五孔口与所述第六孔口流体连接的打开位置与其中所述第五孔口与所述第六孔口流体分离的关闭位置之间相对于所述第六阀部件沿着移动路径移动,其中所述第一阀、所述第二阀和所述第三阀以大体圆形图案布置在所述供应通道的纵向轴线周围。
17.根据权利要求16的阀组,进一步包括从同一流体节点沿径向向外延伸的多个供应通道,其中每个供应通道与所述第一阀、所述第二阀和所述第三阀中的一个流体连接。
18.根据权利要求17的阀组,其特征在于,所述第一阀、所述第二阀和所述第三阀每一者的纵向轴线均从所述同一流体节点沿径向向外延伸。
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