CN103261591A - 用于定量供给流体的阀门装置 - Google Patents
用于定量供给流体的阀门装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种阀门装置(1),该阀门装置(1)用于通过定量供给装置(2)定量供给流体,其包括两个阀门(V1、V2),所述两个阀门(V1、V2)具有用于开启和关闭阀门内阀口(A-F)的第一阀芯(6)和第二阀芯(7)。所述阀门装置(1)通过其阀口(C,E,F)与供给管线(3)和回流管线(4)相连接,供给管线(3)和回流管线(4)将所述阀门装置(1)与用于流体的压力源(5)相连接。为了精确定量供给少量流体,所述阀门装置设有第一三通阀(V1)和第二三通阀(V2)。第一阀门(V1)具有第一阀口(A)、第二阀口(B)和第三阀口(C),所述第一阀口(A)与所述第二阀门(V2)内的第一阀口(D)相连接,所述第二阀口(B)与连接至所述定量供给装置(2)的连接管(8)相连接,所述第三阀口(C)与所述供给管线(3)或所述回流管(4)相连接。第二阀门(V2)包括与所述供给管线(3)或所述回流管(4)相连接的第二阀口(E)和第三阀口(F)。所述第一阀芯(6)具有第一位置和第二位置,当处于所述第一位置时,所述第二阀口(B)和所述第三阀口(C)相互连通;当处于所述第二位置时,所述第一阀口(A)和所述第二阀口(B)相互连通;以及所述第二阀芯(7)具有第一位置和第二位置,当处于所述第一位置时,所述第一阀口(D)和所述第三阀口(F)相互连通,当处于所述第二位置时,所述第一阀口(D)和所述第二阀口(E)相互连通。
Description
技术领域
本发明涉及一种阀门装置,该阀门装置通过定量供给装置来定量供给流体,并且包括两个阀门。所述阀门具有用于打开和关闭阀门上的阀口的第一阀阀芯和第二阀芯。所述阀门装置通过其阀口与供给管线和回流管线相连,所述供给管线和所述回流管线将所述阀门装置和用于流体的压力源相连。
本发明进一步涉及一种与定量供给装置结合的阀门装置。
本发明进一步涉及一种操作阀门装置的方法,该阀门装置通过定量供给装置来定量供给流体。
背景技术
考虑到定时和分配容积的精确性,现有的电磁阀的响应时间并不适于精确输送少量流体。例如,在对大型柴油发动机定量供给气缸润滑油的情况下,尤其是在高压下将润滑油定量供给到发动机气缸。传统的电磁阀的响应时间通常为50ms或者更多。通过润滑油系统对大型柴油发动机定量供给气缸润滑油,通常需要5-10ms的响应时间。因此,常常使用极其昂贵的、响应时间快速的、压电激活类的阀门。
本发明涉及一种用于向大型柴油发动机定量供给气缸润滑油的润滑油系统。然而,本发明还可以用于其他类型的流体定量供给,其中,需要在短时间内对少量流体部分进行精确输送,并且最好使用技术上简单且便宜的阀门,以便控制定量供给。
由欧洲专利EP 1 426 571可知,引言部分提到的阀门装置类型通过定量供给装置定量供给流体。该阀门装置包括两个阀门,其中一个阀门具有用于开启和关闭阀门内阀口的阀芯;另一个阀门具有为限制通过其他阀门的油量而部分开/关流通量的阀芯。然而,该阀门装置通过其阀口,仅与一个供给管线相连。该公开的阀门装置不与回流管线相连,能够阻塞或打开液流,通过油量限制阀门,该液流可更大或更小地通过供给管线。
发明目的
本发明的目的是提供一种具有用于定量供给流体的阀门装置的系统,通过供给管线和回流管线从压力源输送流体,可以使用机械简单的阀门,同时,在时间和量上实现流体的精确定量供给。
本发明的另一个目的是指出一种使用所述阀门装置的方法,所述阀门装置用于润滑大型柴油发动机气缸,优选地,通过在40巴或以上的高润滑油压力水平进行润滑。
发明内容
根据本发明,以上目的通过引言所述类型的阀门装置实现,其特征在于,所述阀门装置包括第一三通阀和第二三通阀,所述第一阀门具有第一阀口、第二阀口和第三阀口,所述第一阀口与所述第二阀门内的第一阀口相连接,所述第二阀口与连接至所述定量供给装置的连接管相连接,所述第三阀口与所述供给管线或所述回流管线相连接;所述第二阀门包括第二阀口和第三阀口,所述第二阀口和所述第三阀口与所述供给管线或所述回流管线相连接;所述第一阀芯具有第一位置和第二位置,当处于所述第一位置时,所述第二阀口和所述第三阀口相互连通,当处于所述第二位置时,所述第一阀口和所述第二阀口相互连通;以及所述第二阀芯具有第一位置和第二位置,当处于所述第一位置时,所述第一阀口和所述第三阀口相互连通,当处于所述第二位置时,所述第一阀口和所述第二阀口相互连通。
根据本发明的方法,其特征在于包括:
-建立定量供给周期的初始步骤,在该初始步骤中,所述第一阀芯和所述第二阀芯均设置在其第一位置;
-将所述第一阀芯移至其第二位置的步骤;
-将所述第二阀芯移至第二位置,而所述第一阀芯仍处于其第二位置的步骤;
-后续步骤,在该后续步骤中,所述第一阀芯和所述第二阀芯均移至其第三位置,以重建初始步骤,完成定量供给周期。
通过控制相互连接的三通阀,来控制定量供给流体部分,以便其分别独立控制定量供给的开启时间和关闭时间。控制流体定量供给包括控制阀门内两个阀芯的开启时间和保持时间。可设置两个阀门的激活是交叠的,以便仅有很短的、明确的定量供料时间,其中,两个阀门都被激活,允许流体从阀门装置输送,从而通过定量供给装置定量供给。
连接两个阀门,开启一个阀门,通过降低定量供给装置的回流管线内的压力,进行定量供给;关闭另一个阀门,通过对定量供给装置的回流管线再次加压,切断定量供给。选择性连接两个阀门,以通过将关闭件前方的定量供给装置腔室与供给管线连接,对该腔室加压,使一个阀门开启定量供给;通过将关闭件前方的定量供给装置腔室与回流管再次连接,再次降低该腔室内的压力,使另一个阀门关闭定量供给。
本发明提供了一种技术上非常简单的可能性,对即使是少量流体,通过使用响应时间比定量供给时间更长的阀门,也可精确调节定量供给。
使用两个阀门意味着定量供给装置的打开时间可以降低至几毫秒,这取决于需要输送的流体部分。正常市售的电磁阀的响应时间比少部分定量供给流体所需时间更长。在两个阀门的运动过程中,通过使用交叠,可以实现很短的输送时间,从而通过使用简单、便宜、响应时间长的阀门,可精确输送少量流体部分。
根据本发明的另一个实施方式,所述阀门装置的特征在于,所述阀门装置包括用于控制阀芯的控制装置。这个控制装置可以同时用于监控应用功能,例如定量供给的流体的量。
根据本发明的另一个实施方式,所述阀门装置的特征在于,所述阀门是电磁阀。在该连接中,使用方法步骤,该方法步骤包括启动用于移动阀芯的磁体/电磁线圈。从而,可以在容易控制阀芯移动的装置中使用技术简单的阀门。
根据本发明的另一个实施方式,所述阀门装置的特征在于,所述阀门设为,所述阀芯按选定顺序在第一位置和第二位置之间独立地移动。因此,为了使交叠的时间周期更短或更长,可改变阀芯在其所处位置的保持时间的长短。
根据本发明的另一个实施方式,所述阀门装置设为与定量供给装置结合,所述定量供给装置具有设于关闭件后方的第一腔室,且包括推动关闭件顶住关闭位置的弹簧,所述定量供给装置还具有设于关闭件前方的第二腔室,所述第二腔室与支管线相连接,所述支管线将第二腔室与供给管线相连接;其特征在于,所述第一阀门的所述第三阀口与所述供给管线相连接,所述第一阀门的所述第二阀口与所述定量供给装置的所述第一腔室相连接,以及所述第二阀门的所述第三阀口与所述回流管线相连接。本实施方式尤其适合高压空间内流体的定量供给,其中流体从定量供给的开始至结束,都处于高压下,这是很重要的。
根据本发明的另一个实施方式,所述阀门装置设为与定量供给装置结合,所述定量供给装置具有设于关闭件后方的第一腔室,且包括推动关闭件顶住关闭位置的弹簧,所述定量供给装置还具有设于关闭件前方的第二腔室,其特征在于,所述第一阀门的所述第三阀口与所述回流管线相连接,所述第一阀门的所述第二阀口与所述定量供给装置的所述第二腔室相连接,以及所述第二阀门的所述第三阀口与所述供给管线相连接。本实施方式尤其适用于定量供给系统,其中,关闭件前方腔室充满流体,同时流体压力使关闭件移离原来的位置,通过开启的定量供给装置的开口,定量供给流体。
根据本发明的另一个实施方式,所述方法的特征在于,所选择的所述供给管线内的压力大到足以使定量供给装置内的关闭件产生位移,以对抗弹簧的压力,保持所述关闭件处于关闭位置。从而可应用该类型的定量供给装置,其中,弹簧使关闭件保持在关闭位置,除了启动定量供给装置的流体压力之外,并不需要其他。
根据本发明的另一个实施方式,所述方法的特征在于,所述定量供给包括控制两个阀芯的开启时间和保持时间。从而可能在两个阀门的开启之间形成不同的交叠,从而可以改变定量供给。
根据本发明的另一个实施方式,所述方法的特征在于,进行定量供给流体部分的容积测量。由此,鉴于阀门启动所期望的实际流体定量供给得以控制,可实现操作的安全功能。通过测量实际的消耗量,可以控制到达定量供给装置的流体的量,通过控制回路,可以调节阀门装置的开启时间,以达到所需要的流体量。
在另一个实施方式中,监控阀芯的位置,以确保其在第一位置和第二位置之间正确地改变位置。例如,每个阀门可以包含一个或两个感应编码器。当阀门滑块处于相关极限位置时,这些感应编码器可检测到,并发送信号给控制装置。这种可选择的替代方案可以与流动测量定量供料流体部分相结合。从而可以控制和确保正确的定量供给。
优选地,用于流体的管道系统包括用于在压力下供给润滑油的供给管线,以及将过量流体回流至泵或蓄能器的回流管线。这些管道系统将沿着各种定量供给点的纵轴方向安装,其中使用根据本发明的阀门装置。压力阀安装在相对于泵的相对端,以使流体一直在管道内循环。因此泵的能量被转化成管道内的流体的热,这可以保证均匀的温度。这防止了流体的局部过热,并且不需要冷却流体。
附图说明
现在参考附图,对本发明进行更详细的描述,其中:
图1是根据本发明第一个实施方式的具有阀门装置的定量供给系统的示意图。
图2是根据本发明第二个实施方式的具有阀门装置的定量供给系统的示意图。
图3显示了具有三通阀的阀门装置的第一个实施方式的结构示意图,并且图示了阀门装置处于关闭和打开状态时,具有三个不同的工作位置A、B和C。
图4显示了具有三通阀的阀门装置的第二个实施方式的结构示意图,并且图示了阀门装置处于关闭和打开状态时,具有三个不同的工作位置A、B和C。
图5显示了图3和图4所用阀门装置的定量供给周期随时间的曲线图。
具体实施方式
图1显示了根据本发明的具有阀门装置1的定量供给系统的示意图。该定量供给系统包括定量供给装置2,该定量供给装置2通过连接管19与阀门装置1相连接。供给管线3和回流管线4将压力源与阀门装置1连接,该压力源可以是泵或用于流体的蓄能器。
该定量供给系统进一步包括与阀门装置1相连接的控制装置12和流量计13。该流量计13设置在支管线11内,所述支管线11将供给管线3与第二腔室10相连接,更详细的描述,参考图3。
供给管线3和回流管线4为相互平行的长管,在其远离压力源5的末端,设有压力阀或压力开关15。因此,过量液体将从加压供给管线3通过压力阀15,返回回流管线4,进入压力源5而循环。
这里显示出只有一个阀门装置1连接至供给管线3和回流管线4。然而,也可以连接多个平行的阀门装置1。
阀门装置1具有阀口A,该阀口A用于通过连接管19连接至定量供给装置2,所述阀门装置还设有用于连接至供给管线3的连接件P,以及用于连接至回流管线4的连接件R。
图2显示了与图1相应的示意图。因此,相同或相应的元件使用相同的标号。图2显示的定量供给系统的不同之处在于,流量计13设置在连接管14内,连接管14将阀门装置1的阀口A连接至第二腔室10,参考图4的更详细的描述。
图3显示了根据本发明第一实施方式的阀门装置。该阀门装置1由两个三通阀V1和V2组成。所示实施方式中,三通阀V1和V2为电磁阀。如图1所示,三通阀V1和V2连接在定量供给系统内。
为了便于说明,图1显示出只有一个定量供给装置2与阀门装置1相连。然而,可以有更多的定量供给装置2与阀门装置1相连。
阀门装置的第一阀门V1具有第一阀芯6,并且第二阀门V2具有第二阀芯7。第一阀芯6和第二阀芯7用来打开和关闭两个三通阀内的阀口A-F。
第一阀门V1具有第一阀口A和第二阀口B,第一阀口A连接至第二阀门V2内的第一阀口D,第二阀口B与连接至定量供给装置2的连接管19相连接。第一阀门V1具有第三阀口3,该第三阀口3通过阀门装置的连接件P与供给管线3相连接。
第二阀门V2包括第二阀口E和第三阀口F,第二阀口E通过连接件P与供给管线3相连接,第三阀口F通过连接件R与回流管线4相连接。
如图3A-3C所示,第一阀门V1和第二阀门V2都具有第一位置和第二位置。图3A显示了第一阀芯6、第二阀芯7的第一位置,图3C显示了第一阀芯6、第二阀芯7的第二位置。
在第一阀门V1中,第一阀芯6的第一位置表示第二阀口B和第三阀口C彼此连通。在第一阀芯6的第二位置,第一阀口A和第二阀口B将相互连通。
在第二阀门V2中,第二阀芯7的第一位置表示第一阀口D和第三阀口F彼此连通。在第二阀芯7的第二位置,第一阀口D和第二阀口E将相互连通。
图3显示了定量供给装置2设有关闭件9,该关闭件9具有尖端21,通过弹簧20将该关闭件9推向其关闭位置,在关闭位置,尖端21关闭定量供给孔16,通过该定量供给孔16,定量供给流体部分17(见图3b)定量供给进入空间18中。在关闭件9的后端,形成了设有弹簧20的第一腔室8。关闭件9的前方、围绕尖端21处形成第二腔室10,该第二腔室10由与供给管线3相连的支管线11供给加压流体。
当关闭定量供给装置时,定量供给装置的第一腔室8通过阀口A和连接管19处于全进料压力下。因此,当第一阀芯6从其第一位置移至第二位置时,第一阀门V1通过降低连接管19内的压力开启定量供给,如图3B所示。当第二阀芯7从图3B所示的第一位置移至图3C所示的第二位置时,定量供给停止,再一次,第一腔室8内的增压受到影响,以致弹簧20将关闭件推压至其关闭位置。
图3B显示开启V1,定量供给装置的第一腔室8内的压力可能通过V1和V2逃逸,通过阀口F至连接件R,到达回流管线4,该回流管线4的压力比供给管线3内通过连接件P的压力更低。来自支管线的流体供给压力克服了弹簧弹力,往回推压关闭件9,以使流体部分17通过开口16,进入空间18,进行定量供给。
图3C显示V1和V2都打开。从而,V2打开了与供给管线3相连接的连接件P,流体被推压通过V1至第一腔室8,作用于关闭件9的背面。由此,关闭件9两侧的压力同样大,以致弹簧弹力将关闭件推压至其关闭位置,如图3C所示。
在V2再次被停用并移至其第一位置之前,停止使用V1,并将其移至其第一位置,以使关闭件背面的压力得到保持,如图3A所示。一个新的定量供给周期接着又开始了。通过交叠两个阀芯6,7的移动,可能实现定量供给装置2仅仅定量供给几毫秒,这取决于交叠和需要通过定量供给装置输送的流体部分。
图3A-3C显示了两个阀芯6,7中的每一个阀芯都与电磁线圈31相连,用于启动阀门V1和V2。此外,插入具有象形图的小图像,显示阀门装置1的结构,并显示两个阀门V1和V2中的每一个阀门都包括弹簧32,弹簧32推压两个阀芯6,7向着图3A所示的第一位置。通过启动电磁线圈31,将相关阀芯6,7推压向图3C所示的第二位置。
图4显示了除了将阀门装置连接至供给管线3和回流管线4的方式之外,对应于图3所示图的设计。应该注意,在图4中未显示用于阀门的电磁线圈31,以及用于阀门装置的象形图。在这个实施方式中,在供给管线3和定量供给装置的第二腔室10之间没有设置支管线。然而,在第一阀门V1和定量供给装置2之间设置有连接管14,该连接管14建立了与定量供给装置的第二腔室10的连接。
图4所示的实施方式中,在图4A所示的初始位置,并未在关闭件9的每一个侧面设置高压。
因此,关闭件通过弹簧弹力保持在其关闭位置。来自回流管线4的压力通过第一阀门的阀口B和C连通至第二腔室10。然而,这个压力将不足以克服弹簧弹力。因此,在图4A所示的初始位置,在第二腔室10内的压力将设为与回流管线内的压力一致。
为了启动定量供给,第一阀芯6被移至第二位置,由此阀口B与阀口A相连通,从而供给管线的压力通过阀门V2的阀口F。从而供给管线的压力被传送穿过连接管14至第二腔室10,以使关闭件9逆着弹簧弹力的作用移动。从而将尖端21移离开口16,启动定量供给流体部分17通过开口16进入空间18。
为了结束定量供给,第二阀芯7从第一位置移至图4C所示的第二位置,以使第二腔室通过阀口B和两个阀门V1、V2以及阀门V2内的阀口E,与回流管线4相连接。由此,低压将再次在第二腔室内占优势,弹簧弹力将会使关闭件9移至其关闭位置,如图4C所示。
为了再次准备阀门装置,在停用V2之前,停用V1,一个新的周期可重新开始。
图5显示了随着时间推移的喷射周期过程。控制装置12在时间T1设置有启动信号28,在时间T2发出启动信号至阀门V1。阀门V1开始定量供给液体,在时间T3具有一个延时29,用T3-T2表示。此外,控制装置12传送启动信号T4至阀门V2,用于停止液体的定量供给。在时间T5,开启阀门V2,并停止流体的定量供给,在时间T5具有一个延时30,这由T5-T4的时间间隔表示。在时间T6和T7,阀门V1和V2停用。因此,时间间隔T5-T3会影响定量供给。
这种开启-关闭功能的交叠可以通过关联启动时间来建立,从而具有较长响应时间的阀门也可用于少量定量供给。
Claims (13)
1.一种阀门装置(1),其用于通过定量供给装置(2)定量供给流体,所述阀门装置(1)包括两个阀门(V1、V2),所述两个阀门(V1、V2)具有用于开启和关闭阀门内阀口(A-F)的第一阀芯(6)和第二阀芯(7),所述阀门装置(1)通过其阀口(C、E、F)与供给管线(3)和回流管线(4)相连接,所述供给管线(3)和所述回流管线(4)将所述阀门装置(1)与用于流体的压力源(5)相连接;
其特征在于:
-所述阀门包括第一三通阀(V1)和第二三通阀(V2);
-所述第一阀门(V1)具有第一阀口(A)、第二阀口(B)和第三阀口(C),所述第一阀口(A)与所述第二阀门(V2)内的第一阀口(D)相连接,所述第二阀口(B)与连接至所述定量供给装置(2)的连接管(8)相连接,所述第三阀口(C)与所述供给管线(3)或所述回流管(4)相连接;
-第二阀门(V2)包括第二阀口(E)和第三阀口(F),所述第二阀口(E)和所述第三阀口(F)与所述供给管线(3)或所述回流管(4)相连接;
-所述第一阀芯(6)具有第一位置和第二位置,当处于所述第一位置时,所述第二阀口(B)和所述第三阀口(C)相互连通,当处于所述第二位置时,所述第一阀口(A)和所述第二阀口(B)相互连通;以及
-所述第二阀芯(7)具有第一位置和第二位置,当处于所述第一位置时,所述第一阀口(D)和所述第三阀口(F)相互连通,当处于所述第二位置时,所述第一阀口(D)和所述第二阀口(E)相互连通。
2.根据权利要求1所述的阀门装置,其特征在于,所述阀门装置包括用于控制所述阀芯的控制装置。
3.根据权利要求1或2所述的阀门装置,其特征在于,所述阀门(V1,V2)为电磁阀。
4.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的阀门装置,其与定量供给装置(2)结合,所述定量供给装置(2)具有位于关闭件(9)后方的第一腔室(8),且包括推动关闭件顶住关闭位置的弹簧,所述定量供给装置(2)还具有位于关闭件(9)前方的第二腔室(10),所述第二腔室(10)与支管线(11)相连接,所述支管(11)将所述第二腔室(10)与所述供给管线(3)相连接;
其特征在于,所述第一阀门(V1)的所述第三阀口(C)与所述供给管线(3)相连接,所述第一阀门(V1)的所述第二阀口(B)与所述定量供给装置的所述第一腔室(8)相连接,以及所述第二阀门(V2)的所述第三阀口(F)与所述回流管线(4)相连接。
5.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的阀门装置,其与定量供给装置(2)结合,所述定量供给装置(2)具有位于关闭件(9)后方的第一腔室(8),且包括推动关闭件顶住关闭位置的弹簧,所述定量供给装置(2)还具有位于关闭件(9)前方的第二腔室(10),其特征在于,所述第一阀门(V1)的所述第三阀口(C)与所述回流管线(4)相连接,所述第一阀门(V1)的所述第二阀口(B)与所述定量供给装置的所述第二腔室(10)相连接,以及所述第二阀门(V2)的所述第三阀口(F)与所述供给管线(3)相连接。
6.根据前述任一项权利要求所述的阀门装置,其特征在于,所述阀门(V1,V2)设为所述阀芯(6、7)按选定顺序在第一位置和第二位置之间独立地移动。
7.根据前述任一项权利要求所述的阀门装置,其特征在于,在所述阀门(V1,V2)上设有监控器,所述监控器优选为感应编码器的形式,所述监控器用于监控阀芯的位置,以确保其在第一位置和第二位置之间正确地改变位置。
8.操作前述任一项权利要求所述的阀门装置(1)的方法,所述阀门装置(1)通过定量供给装置(2)定量供给液体,其特征在于包括:
-建立定量供给周期的初始步骤,在初始步骤,所述第一阀芯(6)和所述第二阀芯(7)设置在他们的第一位置;
-将所述第一阀芯(6)移至其第二位置的步骤;
-将所述第二阀芯(7)移至第二位置,而所述第一阀芯(6)仍然处于其第二位置的步骤;
-后续步骤,在该后续步骤中,所述第一阀芯(6)和所述第二阀芯(7)均移至其第三位置,以重建初始步骤,完成定量供给周期。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,包括启动用于移动阀芯(6、7)的电磁线圈的。
10.根据权利要求8或9所述的方法,其特征在于,所选择的供给管线内的压力大到足以使定量供给装置(2)内的关闭件(9)产生位移,以对抗弹簧的压力,保持所述关闭件处于关闭位置。
11.根据权利要求8-10任一项权利要求所述的方法,其特征在于,所述定量供给包括控制两个阀芯(6,7)的开启时间和保持时间。
12.根据权利要求8-11任一项权利要求所述的方法,其特征在于,进行定量供给流体部分的容积测量。
13.根据权利要求8-12任一项权利要求所述的方法,其特征在于,监控所述阀芯的位置,以确保其在第一位置和第二位置之间正确地改变位置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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