CN1186182A - 具有镜象交叉流动和锁定能力的阀 - Google Patents

Abstract

一种控制阀系统,它有两个各带一串阀的阀列,各阀可在退动位置与致动位置之间动作。阀系统入口在所有阀处于致动位置时与阀系统的出口连通,当所有阀均处于退动位置时阀系统出口与排放口连通。各阀列均有电磁阀,当其启动时使其余阀元件向其致动位置移动。各阀列中的阀与另外阀列的阀相连,以使基本同一状态下各阀致动可把阀系统的入口与出口连接起来,而所有各阀在基本同一状态下退动就把出口和排放口连接起来。

Description

具有镜象交叉流动和锁定能力的阀

本申请是1996年12月16日提出的序号为60/033,016的美国临时申请和1996年12月20日提出的序号为08/770,878的美国申请的部分继续申请。

本发明涉及一种控制阀。特别是本发明涉及双提升流体控制阀，它在发生异常情况时该控制阀会趋于锁定位置，在一个实施例中该控制阀在重新恢复功能之前需要有重新置位操作，而在另一个实施例中，该控制阀可以自动复位。

各种类型的机床是通过气动控制离合器和/或制动装置互相配合而工作的。出于安全原因，用于驱动这些机床工作的控制阀要求操作人员基本同时地启动两个单独的控制信号施加接触器。这种同时施加作用的要求保证了工作人员在启动了工作循环之后不再用手靠近机床的运动部件。然后把两控制信号施加接触器连接到可向机床供入压缩空气以执行该工作循环的阀门系统中。

安全规则与章程要求把该阀门系统设计成在阀门系统中部件失灵时，该阀门系统不允许机床再运动。此外，该阀门系统还必须保证在阀门系统的部件有故障后还能够启动机床的新的工作循环。

现有技术中的用于控制机床的电磁阀门系统通过使用了双阀门装置满足了这些安全要求，该双阀门装置包括两个通常是关闭的电磁供给阀。每个供给阀都按照电控制信号而运动到开启位置。两供给阀被配置为相对于压缩空气源串接，该双阀门装置还包括通常是开启的排放阀。各排放阀在其开启时由各自的供给阀闭锁，因此需要供给阀同时打开，否则供入的空气将通过其中一个排放阀从该系统中排出，通过检测出各阀单元中的气体压力然后比较此二压力而控制阀单元的开启与封闭。此二压力的监控与比较是用一个单独气缸实现的，该气缸被活塞分隔为两腔室，每一阀单元的压力被送入一个腔室。于是，阀单元中不平衡的压力就会引起平时为静态的活塞运动，其后它又会切断给其中一个阀单元的电信号。这种与其他种外部电监控装置很昂贵，而且需要设计、使用电信号处理设备。

机床中阀门系统的持续发展是面向更可靠、更简单与成本更低的阀门系统，它们不仅满足而且超过了现行的安全操作要求，甚至是将来提出的这种要求。

本发明提供一种完全气动工作的控制阀系统，于是就不再需要电监控及与之相关的各种控制，该控制阀系统包括有许多阀，在阀动与退动期间它们或开或关。控制阀系统监测各阀的动态运动，以保证控制阀系统的正常功能。在一个实施例中，该控制阀系统在检测到有故障时运动到一锁定位置并一直保持此锁定位置直到实现重新置位时为止。而在另一实施例中，该控制阀系统在检测到故障时运动到一锁定位置，而后在一段时间后自动复位。这样，控制组件的工作就完全是动态的，而且该系统无需对一静态元件进行监测来保证其正常功能。

本领域技术人员将能从下面的详细说明，权利要求与附图中看清本发明的其它优点与目的。

附图中示出了用于实施本发明的最佳方式。

图1是本发明控制阀系统的示意线路图，为退动位置；

图2是表示该控制阀系统的退动位置的简图；

图3是本发明控制阀系统的致动位置的示意线路图；

图4是表示图1中的控制阀系统在其致动位置的简图；

图5是表示本发明的控制阀系统在不正常位置的示意线路图；

图6是表示图1中的控制阀系统在不正常位置时的简图；

图7是表示本发明的控制阀系统在锁定位置时的示意线路图；

图8是表示图1中的控制阀系统在锁定位置时的简图；

图9是表示本发明另一实施例的如图1-8中所示的阀系统简图；

图10是本发明的另外实施例中控制阀在其退动位置的简图；

图11是表示图10中的控制阀在其致动位置的简图；

图12是表示图10中的控制阀在其异常位置的简图；

图13是另外实施例的控制阀在其退动位置的简图；

图14是表示图13中的控制阀在其致动位置的简图；

图15是表示图13中的控制阀在其异常位置的简图。

现在参照附图，在各图中类似的标号是指相类似或相应的部件，在图1与2中示出了本发明的控制阀系统，总体用代号10表示。图1中示出的是控制阀系统10的流路示意图。图2中示出的是控制阀系统10的流体控制阀。

参见图2，控制阀系统10包括壳体12，它有流体进入通路14，流体出口通路16，流体排放通路18，第1阀孔20，第2阀孔22，第一流体贮室24和第2流体贮室26。第1阀元件28位于第1阀孔20中，第2阀元件30则位于第2阀孔22中。第3阀元件32位于入口通路14中并与第1阀元件28同轴。第4阀元件34也位于入口通路14中并与第2阀元件30同轴。在壳体12上安装一对电磁阀36、38。

许多流路连接阀孔20与22，具有入口通路14、出口通路16、排放通路18、流体贮室24，流体贮室26以及阀36和阀38。流路40在入口通路14和由孔20形成的中间腔42之间延伸。限流器44位于通路40中用以限制通过通路40的流体流量。流体通路46在入口通路14和由阀孔22形成的中间腔48之间延伸。限流器50位于通路46中，用来限制通过流路46的流体流量。

流路52在由孔20形成的腔42和下腔54之间延伸。限流器56位于通路52中，用以限制通过通路52的流体流量。流路58在由阀孔22形成的腔48和下腔60之间延伸。限流器62位于通路58中，用于限制流过通路58的流体流量。流路64延伸于通路52和流体贮室24之间，这样就使该限流器56位于腔42和流体贮室24之间。流路66在流体贮室24和电磁阀38入口之间。流路68延伸在通路58和流体贮室26之间。这样限流器62就位于腔48与流体贮室24之间。流路70延伸于流体贮室26和电磁阀36的入口之间。通路72延伸于电磁阀36出口与由阀孔20形成的上腔74之间。而通路76则在电磁阀38的出口与由阀孔22形成的上腔78之间延伸。

交叉通路80延伸于腔42的下部和腔48的上部之间。交叉通路82在腔48的下部和腔42的上部之间延伸。流路84延伸于通路80与出口通路16之间。而流路86则延伸于通路82与出口通路16之间。出口通路16通过两孔口88、90而与排放通路18相通。腔54和60的上部分别通过通道92和94与大气压相通。重置复位通路96在壳体12中延伸并分别由通道52、58连通到腔54、60的下部。在重置复位通路96与通道52、58之间分别设置止回阀98、100，以阻止流体从重置通路96流向通道52或58，但允许流体从重置通路96流向通道52与58之一或两者。

阀元件102位于阀孔20中，阀元件104位于阀孔22中，阀元件102包括上活塞106，中活塞108，和下活塞110，它们作为一个单元一同运动。上活塞106位于腔74中并包括一阀座112，它可以打开或关闭位于出口通路16和排放通路18之间的孔口88。中活塞108位于腔42中并包括一环形通道114，它在活塞108座靠于壳体12上时使通路40通向通路52，下活塞110位于腔54中并包括一对密封件116，它们将入口通路14与通道92密封，并将腔54与通道92密封。阀元伯104包括上活塞118，中活塞120与下活塞122，它们作为一体同时运动，上活塞118位于腔78中并包括一阀座124，它可以开启或关闭位于出口通路16与排放通路18之间的孔口90。中活塞120位于腔48中并有一环形通道126，它在活塞120座靠于壳体12上时连通通路46与58。下活塞122位于腔60中并包括一对密封件128，用作封密从通道94到入口通路14及从通路94到腔60之间的密封件。

阀元件32绕下活塞110配置并包括阀座130和阀弹簧132。阀弹簧132把阀座130压向壳体12以阻断通路14与腔42之间的气流。阀元件34绕活塞122配置也包括一阀座134和阀弹簧136。阀弹簧136把阀座134压在壳体12上以阻断通路14与腔48之间的气流。

图1和2示出了处于退动位置的控制阀系统10。来自入口通路14的压力流体把阀座130和134压靠在壳体12上，以封闭入口通路14与腔42、48之间的通道。压力流体经限流器44供入通路40，经环形通道114与限流器56至通路52，再进入腔54，以把阀元件102，如图2中所示地，上推使活塞108座靠在壳体12上。该压力流体还经由通路52、64流向流体贮室24，再经通路66从流体贮室24流向电磁阀38的入口。与之相似地，压力流体从入口通路14进入，经限流器50供入通路46，经环形通道126与限流器62至通路58，再进入腔60，从而把阀元件上推，如图2中所示地使活塞120抵靠在壳体12上。压力流体还经由通路58、68流向流体贮室26，再经通路70从流体贮室26流向电磁阀36入口。出口通路16因阀座112与124被向上压打开了孔口88与90而与排放通路18相通。中间腔42、48亦被开启分别经通道80、84与82、86通至排放  通路18。流体分别压在阀元件102、104的下活塞110、122上将阀元件102、104上推，从而把控制阀系统10保持在退动位置上。通过环形通道114使通路40、52相连以及通过环形通道126使通路46、58相连，可以保持腔54、60和流体贮室24、26中的流体压力。

图3与4示出了致动位置时的控制阀系统10。两电磁阀36、38基本在同时被驱动，电磁阀36的动作把通路70以及流体贮室26连接到通路72上。压力流体流向腔74，如图4所示地使阀元件102向下运动。活塞106直径大于活塞110的直径，于是就产生使阀元件102向下运动的载荷。相似地，电磁阀38动作把通路66以及流体贮室24连至通路76上。如图4所示地，压力流体流入腔78而使阀元件104向下运动。活塞118的直径大于活塞122的直径，从而产生了使阀元件104向下运动的载荷。在阀元件102、104向下运动时。活塞110上的环状凸缘140打开阀座130，活塞122上的环状凸缘142打开阀座134。压力流体从入口通路14流入腔42的下部，通过通路80至腔48的上部，并通过在阀元件104与壳体之间的间隙144而向出口通路16供应压力流体。压力流体也流经通路84至出口通路16。相似地，压力流体从入口通路14进入腔48下部，经通路82至腔42上部并经阀元件102和壳体12之间的间隙146而把压力流体供入出口通路16，压力流体也经通路86流入出口通路16。阀元件102、104向下运动使阀座112、124抵靠在壳体12上以封闭孔口88、90，隔断了入口通路16与排放通路18之间的联系。流体贮室24、26中的流体压力在阀36、38启动时先是减小，但其后将恢复至入口通路14的供入压力，这是因为流体贮室24、26仍然对入口通路14是开放的，而且出口通路16亦与排放通路18隔断。

图5与6表示异常位置的控制阀系统10，在图5和6中，阀元件104位于上面位置，而此时阀元件102位于其下面位置，两电磁阀36、38均位于其退动位置。阀元件104位于图1中所示类似的向上位置。来自入口通路14的压力流体经限流器50供入通路46，经环形通道126及限流器62至通路58并进入腔60，以把阀元件104上推，如图6中所示地，使活塞120抵靠在壳体12上。压力流体也经通路68流至流体贮室26，并从流体贮室26经通路70至电磁阀36入口。由于阀座124被向上推压而打开孔口90，出口通路16则与排放通路18相连通，阀元件102位于其下面位置，这就打开了通向出口通路16的各通道。由于阀元件104所在的位置使得通向排放通路18也是开启的。腔42上部通过间隙146对于排放通路也是打开的。来自入口通路14的压力流体经通路40、腔42的上部、间隙146、再经出口通路16与孔口90向排放通路18泄放。此外，来自入口通路14的压力流体将进入腔42下部，流过通路80、84再经出口通路16与孔口90排入排放通路18。通路52以及腔54中的压力流体也通过限流器56进行排放，从而撤去了加在阀元件102上的偏置压力。此外，流体贮室24中的流体压力通过限流器56被泄放则撤走了经通路66供给电磁阀38的压力流体。腔54与流体贮室24的泄放时间取决于腔54、流体贮室24和限流器56的尺寸。随着压缩空气从活塞106上方腔室74中放出，而在入口通路14中存在着作用于阀座130底部的压缩空气，阀弹簧132将把阀元件102推向使阀座130抵靠在壳体12上的中间位置，而活塞108则不抵靠在壳体12上。这种状况示于图7与图8中。

图7与图8所示出了锁定位置的控制阀系统10。在由于阀弹簧132的偏置压力而使阀座130把阀元件102推向上方时，阀座130推顶环状凸缘140而带动阀元件102，由于在阀座130和活塞110之间的无效运动连接，当阀座132与壳体12接合时活塞108尚未接合在壳体12上。阀元件102的附加运动需要使活塞108抵靠在壳体12上，使通路40与通路50相连并向腔54与流体贮室24供给压力流体。若活塞108不座靠在壳体12上、则腔42上部以及通路40、52通过间隙146、出口通路16、孔口88、90与排放通路18对于排放通路18是开通的。流体贮室24沿通路66和电磁阀38入口相对于排放道也是开通的。腔54消除了推动阀元件102向上使活塞108抵靠在壳体12上的任何偏置载荷的情况下对于排放道也是开放的。位于活塞110上的环形凸肩150对入口通路14开放，它把阀元件102压向下方，使其所带的环形凸缘140压靠在阀座130上，以保持阀元件102在其中间位置而控制阀系统10在其锁定位置上。在活塞122上也有类似的凸肩152。

当需要使控制阀系统10从其锁定位置向图1中所示的退动位置运动时，把压力流体供入重置通路96，供入重置通路96的压力流体开启止回阀98，并充满流体贮室24和腔54，在重置过程中限流器56将限制向排放道的泄放量。一旦流体贮室24和腔54中压力流体，腔54中的流体作用在活塞110上使阀元件102向上运动从而把活塞108座靠在壳体12上。如图1与2所示，流体通路40再次与通路52连通，控制阀系统10重新又位于其退动位置。

虽然在对图5至8的上述描述中，阀元件102是位于其中间位置和锁定位置的而阀元件104是位于其退动位置的，但应理解如果阀元件102是位于其退动位置而阀元件104是位于其中间和锁定位置的条件下，控制阀系统10也会出现类似的锁定位置。向重置通路96供入压力流体的重置过程将会使压力流体打开止回阀100而充满流体贮室26与腔60。腔60中的压力流体将提升阀元件104而把活塞120抵靠在壳体12上而重新把通路46和58连接起来。

这样，控制阀系统10就是一种充满流体工作的阀系统，它具有感知异常状况的能力以及通过转换成锁定状态而对该异常状况作出响应的能力，该锁定状态在控制阀系统10再次恢复功能前是需要单独予以重置的。

图9示出了本发明的另一实施例，在图1至8的实施例中，活塞108包括位于活塞108上表面上的环形通道114，用于流体地连接通路40与52，图9中所示的活塞108是通过位于活塞108外表面上的通道114而流体地连接通路40与52的，相似地，阀元件104的活塞120也能用活塞108取代。流路40和流路40一样，流路52也和流路52一样，除了流路40和52是通过垂直壁进入腔42中，而通路40和52是经水平壁进入腔42中这一点之外。图9中所示的实施例的操作也和图1至8中所描述的相同。

图10至12示出了本发明另外实施例的控制阀组件210。图1至9中所示的实施例描述的是一种具有感知异常状态并作出响应的控制阀系统10，其响应是转换成锁定状态，在控制阀系统10再现其功能之前需对该锁定状态单独进行重置操作。图10至12中所示的实施例描述的是一种控制阀组件210，它也具有感知异常状况和通过转换成锁定状态的对其作出响应的能力。锁定状态将一直保持到异常状态被消除为止，然后控制阀组件210自动地进行重置。

现在，参看图10，控制阀组件210包括壳体212，壳体上具有流体入口通路214，流体出口通路216，流体排放通路218，第1阀孔220，第2阀孔222，第1流体贮室224和第2流体贮室226。第1阀元件228位于第1阀孔220中，而第2阀元件230则位于第2阀孔222中。第3阀元件232位于入口通路214中，且与第1阀元件228同轴配置，第4阀元件234也位于入口通路214中，与第2阀元件230同轴。一对电磁阀236、238安装在壳体212上。

许多流体通路将阀孔220、222与入口通路214、出口通路216、排放通路218、流体贮室224、226以及阀236、238连接起来。流体通路240延伸于入口通路214和由阀孔220形成的中间腔242之间。限流器244位于通路240中，用以限制流过通路240的流体流量。流体通路246延伸于入口通路214和由阀孔222形成的中间腔248之间。限流器250位于通路246中，用于限制流过通路246的流量。

流路252在腔242和流体贮室224之间延伸。限流器256位于通路252中，用来限制通过通路252的流量，流路258延伸于腔248与流体贮室226之间。限流器262位于通路258中，用以限制通过通路258的流量。流路266延伸于流体贮室224和电磁阀238入口之间。流路270延伸于流体贮室226和电磁阀236入口之间。通路272延伸于电磁阀236出口和由阀孔220形成的上腔274之间通路276延伸于电磁阀238出口和由阀孔222形成的上腔278之间。

交叉通首280延伸于腔242下部和腔248上部之间。交叉通道282延伸于腔248下部和腔242上部之间。流路284延伸于通道280和出口通路216之间。流路286延伸于通道282和出口通路216之间。出口通路216通过两孔口288、290而与排放通路218相通。

阀元件228位于阀孔220中，阀元230位于阀孔222中。阀元件228包括上活塞306和中活塞308。两者成一体地一起运动。上活塞306位于腔274中并包括可开闭位于出口通路216和排放通路218之间的孔口288的阀座312。中活塞308位于腔242中并包括环形通道314，当活塞308位于图10中所示位置时，环形通道使通路240与通路252流体相通，阀元件230包括上活塞318和中活塞320，两者成一体地一同运动。上活塞318位于腔278中，并包括可开闭位于出口通路216和排放通路218之间孔口290的阀座324。中活塞320位于腔248中并包括环形通道326，当活塞320位于图10所示位置时，它使通路246与258流体连通。

阀元件228下部延伸到套筒292之中并被其导向，套筒安装在盖壳294中，盖壳294伸入到阀孔220中固定在壳体212上。套筒292对阀元件228纵向运动进行导向，阀元件230下部延伸到套筒296中并被其导向，套筒安装在盖壳298中，盖壳298伸入到阀孔222中固定在壳体212上。套筒296对阀元件230的纵向运动进行导向。

阀元件232绕阀元件228配置，包括阀座330和阀弹簧332、阀弹簧332把阀座230压在壳体212上，以阻止入口通路214和腔242之间流体流动，阀元件234绕阀元件230配置，包括阀座334和阀弹簧336，阀弹簧336把阀座334压在壳体212上，以阻止流体在入口通路214和腔248之间流动。

图10示出了退动位置时的控制阀组件210。来自入口通路214的压力流体把阀座330和334压在壳体212上。封闭了通路214与两腔242、248之间的通路。压力流体通过限流器244而供入通路240，经环形通道314、限流器256而至通路252，至流体贮室224并经通路266从流体贮室224到电磁阀238入口。与其相似地，来自入口通路214的压力流体经限流器250而供入通路246，经环形通道326至通路258、经限流器262而进入流体贮室226，再从流体贮室226经通路270进入电磁阀236入口。由于阀座312、324被向上推压而使孔口288、290打开，出口通路216则与排放通路218连通，中间腔242、248分别经由交叉通路280、282再经通路284、286而对排放通路218开放。由作用在安装在阀元件228上的套筒254和安装在阀元件230上的套筒260上阀弹簧332和336的偏置力而分别将阀元件228、230偏置向上，使其保持控制阀组件210在退动位置上。通路240与252通过环形通道314相连通，而通路246与258通过环形通道326相连通则可保持流体贮室224、226中的流体压力。

图11示出了处于致动位置的控制阀组件210。两电磁阀236、238基本同时被驱动。电磁阀236的启动使通路270以及流体贮室226连接到通路272上。压力流体流入腔274，以如图11中所示地使阀元件228向下运动。活塞306的直径应足够大，以使腔274中的流体压力作用在活塞306上而使阀元件228向下运动。类似地，电磁阀238的启动则将通路266以及流体贮室224连接到通路276上。压力流体流入腔278而使阀元件230向下运动，如图11所示。活塞318直径应足够大，以使腔278中的流体压力作用在活塞318上而使阀元件230向下运动。在元件228、230向下运动时，套筒254抬起阀座230，而套筒260则抬起阀座334。压力流体从入口通路214进入腔242下部，经通路280至腔248上部，经穿过活塞320延伸的多个孔344向出口通道216供应压力流体。压力流体也由通路284而流至出口通路216。类似地，压力流体从入口通路214经通路282流入腔248下部，经通路282至腔242上部，并通过穿过活塞308而延伸的多个孔346而向出口通路216供应压力流体。压力流体也经过通路286而流至出口通路216。阀元件228、230向下运动使阀座312、324座靠在壳体212上，以封闭孔口288、290，从而阻断了出口通路216与排放通路218之间的通道。流体贮室224、226中的压力流体在阀236、238启动之初压力下降，但由于流体贮室224、226仍然对入口通路214开放，而出口通路216与排放通路218之间仍阻挡，故流体压力将恢复至供入压力。

图12示出异常位置时的控制阀组件210。图12中，阀元件230位于其向上位置，而阀元件228则位于其下面位置。阀元件230们于与图10所示的类似的上面位置。来自入口通路214的压力流体通过限流器250供入通路246，并经环形通道326至通路258，经限流器262至流体贮室226，再经通路270至电磁阀236入口。由于阀座324被上推而打开了孔口290而使出口通路216与排放通路218相通。阀元件228位于其下面位置，打开了通往出口通路218的各通道，又由于阀元件230所在的位置使其对排放通路218是开放的。腔242上部通过孔346而对排放通道开放。来自入口通路214的压力流体经通路240，由进入腔242经各孔346，再经过出口通路216及孔口290而泄放到排放通路218中。此外，来自入口通路214的压力流体还将通过腔242下部，流经通路280，经各孔344及通路284、出口通路216从孔口290而进入排放通路218的路线泄放到排放通路218中。流体贮室224中的压力流体通过限流器256撤去经通路266而供给电磁阀238的压力流体而进行泄放。流体贮室224的泄放时间取决于流体贮室224和限流器256的尺寸。

控制阀组件210将一直保持这种退动或锁定状态，使阀弹簧332不能将阀元个228返回到如图10中所示的上部位置。当阀弹簧332再次能把阀元件228压向其上部位置时，来自入口通路214的压力流体将再次经限流器256压向流体贮室224，使控制阀组件210重新置位。重置控制阀组件210的时间将决定于流体贮室224和限流器256的尺寸。

尽管对图12的上面的描述是以阀元件228位于其致动位置而阀元件230位于其退动位置进行说明的，应该理解，如果阀元件228位于退动状态而阀230位于致动状态，也会形成类似的控制阀组件210的锁定位置。

这样，控制阀组件210是完全流体操动的阀系统，它具有能感知异常状况并通过转换成锁定状态而对此作出响应的能力。一旦异常状况被纠正，控制阀组件210可以正常工作控制阀组件210将会自动地重置。

图13至15示出了本发明另外实施例的控制阀系统410。图13至15表示的控制阀组件410与图10至12中所示的控制阀组件210相似。控制阀组件410也具有感知异常状况及通过转换成锁定状态而对此异常状况作出响应的能力。锁定状态将一直保持到异常状况被消除。然后控制阀组件410将自动进行重置。

现在，参看图13，控制阀组件410包括壳体412，它包括流体入口通路414，流体出口通路416，流体排放通路418，第一阀孔420，第2阀孔422，第1流体贮室424及第2流体贮室426。第1阀元件428位于第1阀孔420中，第2阀元件430位于第2阀孔422中。第3阀元件432位于入口通路414中，并与第1阀元件428同轴。第4阀元件434也位于入口通路414中，且与第2阀元件430同轴。一对电磁阀436、438安装在壳体412上。

许多流体通路连接着带有入口通路41 4、出口通路416、排放通路418、流体贮室424、426以及阀436与阀416的阀孔420、422。流路440延伸于入口通路414和形成在阀孔420上的中间腔442之间。限流器444位于通路440中，用以限制通过通路440的流量。流路446延伸于入口通路414和形成于阀孔422中的中间腔448之间限流器450位于通路446中，用以限制流过通路446的流量。

流路452延伸于通路440和流体贮室424之间。限流器456位于通路452中，用来限制通过通路452的流量。流路458延伸于腔448和流体贮室426之间。限流器426位于通路458内，用以限制流过通路458的流量。流路466延伸于流体贮室424和电磁阀438入口之间。流路470延伸于流体贮室426和电磁阀436入口之间。通路472延伸于电磁阀436出口与阀孔420形成的上腔474之间。通路476延伸于电磁阀438出口与形成于阀孔422中的上腔478之间。

交叉通路480延伸于腔442下部与腔448上部之间。交叉通路482延伸于腔448下部与腔442上部之间。流路484延伸于通路480和出口通路416之间。流路486延伸于通路482和出口通路416之间。出口通路416通过两孔口488和490与排放通路418相通。

阀元件428位于阀孔420中，阀元件430位于阀孔422中。阀元件428包括上活塞506，中间活塞508，它们作为一体一起运动。上活塞506位于腔474中并包括可开闭位于出口通路416和排放通路418之间的孔口488。中活塞508位于腔442中，用于开闭形成于固定在壳体412上衬套454上的环形通道514。环形通道514在活塞508从衬套454上离开时使通路440、452与腔442流体相连。活塞508在如图13中所示地抵靠在衬套454上时，封住从腔442到通路440和452的通道。阀元件430包括上活塞518和中活塞520，两者成一体地一起运动。上活塞518位于腔478中，包括可开闭位于出口通路416和排放通路418之间的孔口490的阀座524。中活塞520位于腔448中，可开闭在固定于壳体412上的衬套460上形成的环形通道526。当活塞520离开衬套460时环形通道526使通路446、458与腔448流体相通。活塞520在它如图13所示地密封住衬套460时封住通路446、458与腔448之间的通道。

阀元件428的下部伸入到套筒492中并被其导引，套筒安装在延伸到阀孔420中的盖壳494中并固定在壳体412上。套筒492对阀元件428的的纵向运动进行导向。阀元件430的下部伸入到套筒496中并被其导向，套筒安装在延伸到阀孔422中的盖壳498中并固定在壳体412上。套筒496导引着阀元件430的纵向运动。

阀元件432绕阀元件428配置，包括阀座530和阀弹簧532。阀弹簧532把阀座530压靠在壳体412上，以阻断入口通路414和腔442之间的流体流动。阀元件434绕阀元件430配置，并包括阀座534和阀弹簧536。阀弹簧536把阀座534压靠在壳体412上，以阻断入口通路414和腔448之间的流体流动。

图13示出的是退动位置的控制阀组件410。来自入口通路414的压力流体把阀座530、534压靠在壳体412上，以封住入通路414与两个腔442、448之间的通道。压力流体经限流器444供入通路440、通路452，经限流器456进入流体贮室424，并由通路466从流体贮室424至电磁阀438入口。类似地，来自入口通路414的压力流体经限流器450供入通道446。458，经限流器462进入流体贮室426，并从流体贮室426由通路470进入电磁阀436入口。出口通路416因阀座512、524被压向上方开启孔口488、490而与排放通路418相连通。中间腔442、448也分别经交叉通路480、482，通路484、486而对排放通路418开放。抵在阀座530、534上，阀座又分别在抵在阀弹簧464与468上的阀弹簧532与536的偏置力分别压在活塞508与520上，于是使阀元件428与430向上而使控制阀组合410保持在退动位置上。通路440与452连通、通路446与458连通维持了流体贮室424、426中的流体压力。

图14示出了处于致动位置的控制阀组件410。两电磁阀436、438基本上同时被驱动。电磁阀436启动把通路470以及流体贮室426与通路472连通。压力流体流入腔474，以使阀元件428如图14中所示地向下运动。活塞508直径应足够大，以使腔474中的流体压力作用在活塞506上而驱动阀元件228向下运动。类似地，电磁阀438启动把通路466以及流体贮室476连通。压力流体流入腔478，使阀元件430如图14所示地向下运动。活塞518的直径应足够大，以使腔478中的流体压力作用在活塞518上驱动阀元件430向下运动。当阀元件428、530向下运动时，活塞508和阀弹簧464离开阀座530，而活塞520和阀弹簧468则离开阀座534。压力流体从入口通路414流入腔442下部，经通路480而至腔448的上部，通过阀元件430与壳体412之间的间隙544向出口通路416提供压力流体。压力流体也流经通路484而到达出口通路416。类似地，压力流体从入口通路414进入腔448的下部，通过通路482至腔442的上部，通过阀元件428与壳体412之间的间隙而向出口通路416提供压力流体。压力流体也经通路486流入出口通路416。阀元件428与430的运动使阀座512、524向下座靠在壳体412上，以闭住孔口488与490，阻断从排放通路418至出口通路416的通道。阀436、438被驱动之初，流体贮室424、426中的流体压力将下降，但由于流体贮室424、426仍对入口通路41 4开放而且出口通路416仍与排放通路418阻断，流体压力将恢复至供应压力。

图15示出处于异常位置的控制阀组件410。在图15中，阀元件430位于上面位置，而阀元件428则位于其下面位置。阀元件430位于与图13中所示相类似的上面位置。来自入口通路414的压力流体经限流器450供至通路446、458，经限流器462进入流体贮室426，再通过通路470至电磁阀436入口。由于阀座524被压向上打开了孔口490，出口通路416则与排放通路418连通。阀元件428位于其可打开通向出口通路416的各通道的下面位置，由于阀元件430的位置，它对于排放通道418是开放的。腔442的上部通过间隙546对排放通路开放。来自入口通路414的压力流体通过通道440、限流器444、经环形通道514、通过间隙546、再经出口通路416、孔口490向排放通路418进行排放。此外，来自入口通路414的压力流体还通过进入腔442的下部，流过通路480、经通路484、出口通路416、再经孔口490进入排放通路418而排放。流体贮室424中的压力流体在撤去经通路466供给电磁阀438的压力流体时则经限流器456和通路452泄放。流体贮室424的泄放时间取决于限流器444、流体贮室424和限流器456的尺寸。

控制阀组件410将保持这种退动或锁定位置，一直使阀弹簧532不能将阀元件428返回到如图13中所示的上面位置。在阀弹簧532能再次把阀元件428压向其上面位置时，来自入口通路414的压力流体将再次通过限流器444、456压向流体贮室424，控制阀组件410将被重新置位。重置控制阀组件410所需的时间将取决于流体贮室424与限流器444、456的尺寸。

虽然对图15上面说明中是以阀元件428处于其致动位置而阀元件430处于其退动位置进行说明的，但应该明白，如果阀元件428处于其退动状态而阀430处于其致动状态也能形成控制阀组件410的锁定位置。

于是，控制阀组件410就成为一个完全流体操动工作的阀系统，它具有感知异常状况及通过转换成锁定状态而对此异常状况作出响应的能力。一旦纠正了异常状况而允许控制阀组件410完全工作，控制阀组件410将自动地重新置位。

虽然上面详细描述的是本发明的最佳实施例，但应理解到在不偏离本发明范畴及各附属权利要求的正确含义的情况下，还可能对本发明作出修正、变型与变化。

Claims (30)

1.一种控制流体在入口、出口与排放口之间流动的控制系统，上述控制阀系统可以在使上述出口与排放口连通的退动位置和使上述入口与上述出口连通的致动位置以及锁定位置之间运动，上述控制阀系统包括：

第1阀组，位于上述入口、上述出口与上述排放口之间；

第2阀组，位于上述入口，上述出口与上述排放口之间，上述第1和第2阀组均可在退动位置与致动位置之间运动，当上述第1与第2阀组均处于退动位置时，上述控制阀处于其退动位置上；当上述第1与第2阀组都处于其致动位置时，上述控制阀系统处于上述的致动位置；当上述第1与第2阀组中的一个处于其退动位置而上述第1与第2阀组中的另一个处于其致动位置时，上述控制阀系统运动到其锁定位置；当上述第1与第2阀组中的另一个自动地从其致动位置向其退动位置运动时，上述控制阀系统从上述锁定位置运动到上述退动位置。

2.如权利要求1中所述的控制阀系统，其特征是，上述第1阀组包括位于上述入口与上述出口之间的，及在上述出口与上述排放口之间的第1阀组件。

3.如权利要求2中所述的控制阀系统，其特征是，上述第1阀组包括位于上述入口与上述第1阀组件之间的第2阀组件。

4.如权利要求3中所述的控制阀系统，其特征是，上述第1阀组包括位于上述入口与上述第1阀组件之间的第3阀组件。

5.如权利要求1中所述的流体控制阀系统，其特征是，上述第1阀组包括位于上述入口与上述出口之间和位于上述出口与上述排放口之间的第1阀组件；第2阀组则包括位于上述入口与上述出口之间和位于上述出口与上述排放口之间的第2阀组件。

6.如权利要求5中所述的控制阀系统，其特征是，上述第1阀组包括位于上述入口与上述第1阀组件之间的第3阀组件，而上述第2阀组包括位于上述入口与上述第2阀组件之间的第4阀组件。

7.如权利要求6中所述的控制阀系统，其特征是，上述第1阀组包括位于上述入口与上述第1阀组件之间的第5阀组件，而上述第2阀组则包括位于上述入口与上述第2阀组件之间的第6阀组件。

8.如权利要求1中所述的控制阀系统，其特征是，上述控制阀系统在上述第1与第2阀组中的另一个自动地从其致动位置移到其退动位置时从上述锁定位置运动到上述退动位置。

9.一种控制流体在入口、出口与排放口之间流动的控制阀系统，它包括：第1阀，它位于上述入口与出口之间以及上述出口与排放口之间，上述第1阀元件可在退动位置与致动位置之间运动；在退动位置，上述出口与上述排放口连通；在致动位置，上述入口与上述出口连通；上述第1阀被偏置在上述退动位置上；

第2阀，它位于上述入口与出口之间以及上述出口与排放口之间，上述第2阀元件可在退动位置与致动位置之间运动；在退动位置，上述出口与上述排放口连通；在致动位置，上述入口与上述出口连通；上述第2阀被偏置在上述退动位置上；

第3阀，位于上述入口与上述第2阀之间，上述第3阀可在退动位置与致动位置之间运动；在退动位置，上述入口不通过第3阀与上述第2阀连通；在致动位置，上述入口通过第3阀与上述第2阀连通；上述第3阀被偏置在上述退动位置上；

第4阀，位于上述入口与上述第1阀之间，上述第4阀可在退动位置与致动位置之间运动；在退动位置，上述入口不通过上述第4阀与上述第1阀相通；在致动位置，上述入口通过上述第4阀与上述第1阀连通；上述第4阀被偏置在上述退动位置上；

第5阀，位于上述入口与上述第1阀之间，上述第5阀可在退动位置与致动位置之间运动；在退动位置，上述入口不通过上述第5阀与上述第1阀相通；在致动位置，上述入口通过上述第5阀与上述第1阀连通；以及

第6阀，位于上述入口与上述第2阀之间，上述第6阀可在退动位置与致动位置之间运动；在退动位置，上述入口不通过上述第6阀与上述第2阀连通；在致动位置，上述入口通过上述第6阀与上述第2阀连通；

其中，当上述所有阀均处于其退动位置时，上述出口与上述排放口连通；当上述所有阀均处于其致动位置时，上述出口与入口相通；当上述阀中的一个处于其致动位置而另一阀处在其退动位置时，上述控制阀系统运动到锁定位置，上述阀中处于其致动位置的上述一个能够自动地返回到其退动位置。

10.如权利要求9中所述的控制阀系统，其特征是，上述阀中处于其退动位置的上述一个能自动地返回到其退动位置。

11.如权利要求10中所述的控制阀系统，其特征是，上述第1阀包括确定出第1流路的第1阀元件，当上述第1阀处于上述退动位置时，上述第6阀经上述第1流路与上述入口连通。

12.如权利要求11中所述的控制阀系统，其特征是，上述第1阀由弹簧偏置到上述退动位置。

13.如权利要求11中所述的控制阀系统，其特征是，上述第2阀包括确定出第2流路的第2阀元件，当上述第2阀处于其退动位置时，上述第5阀元件通过上述第2流路与上述入口连通。

14.如权利要求13中所述的控制阀系统，其特征是，上述第2阀用弹簧偏置到上述退动位置。

15.如权利要求10中所述的控制阀系统，其特征是，它还包括确定出上述入口、出口与排放口的壳体，上述第1阀包括可在形成于上述壳体上的第1阀孔中滑动的第1阀元件，上述第3阀元件包括可滑动地置位于上述第1阀元件上的第1阀座，上述第5阀元件包括固定在上述壳体上的第1电磁阀。

16.如权利要求15中所述的控制阀系统，其特征是，上述第1阀元件确定出一条流路，当上述第1阀处于上述退动位置时，上述第6阀通过上述流体通路与上述入口连通。

17.如权利要求16中所述的控制阀系统，其特征是，上述第1阀用弹簧偏置在上述退动位置上。

18.如权利要求15中所述的控制阀系统，其特征是，上述第2阀包括可在形成于上述壳体上的第2阀孔中滑动的第2阀元件，上述第4阀元件包括可滑动地置位于上述第2阀元件上的第2阀座，上述第6阀元件包括固定在上述壳体上的第2电磁阀。

19.如权利要求18中所述的控制阀系统，其特征是，上述第2阀元件确定出一条流路，当上述第2阀处于上述退动位置时，上述第5阀通过上述流路与上述入口连通。

20.如权利要求19中所述的控制阀系统，其特征是，上述第2阀由弹簧偏置在上述退动位置。

21.如权利要求9中所述的控制阀系统，其特征是，上述第1阀包括确定出第1流路的第1阀元件，当第1阀处于上述退动位置时，上述第6阀经上述第1流路与上述入口连通。

22.如权利要求21中所述的控制阀系统，其特征是，上述第1阀由从上述入口供至上述第1阀的压力流体而偏压到其退动位置，上述压力流体通过上述第1流路。

23.如权利要求21中所述的控制阀系统，其特征是，上述第2阀包括确定出第2流路的第2阀元件，当上述第2阀处于上述退动位置时，上述第5阀元件通过上述第2流路与上述入口连通。

24.如权利要求23中所述的控制阀系统，其特征是，上述第2阀由从上述入口供入第2阀的压力流体偏压到上述退动位置，上述压力流体流经上述第2流路。

25.如权利要求9中所述的控制阀系统，其特征是，还包括确定出上述入口、出口与排放口的壳体，上述第1阀包括可在形成于上述壳体上的第1阀孔中滑动的第1阀元件，上述第3阀元件包括可滑动地置位于上述第1阀元件上的第1阀座，上述第5阀元件包括固定在上述壳体上的第1电磁阀。

26.如权利要求25中所述的控制阀系统，其特征是，上述第1阀元件确定出一条流路，当上述第1阀处于上述退动位置时，上述第6阀通过上述流路与上述入口连通。

27.如权利要求26中所述的控制阀系统，其特征是，上述第1阀由从上述入口供至上述第1阀的压力流体偏压到上述退动位置，上述压力流体通过上述流路。

28.如权利要求25中所述的控制阀系统，其特征是，上述第2阀包括可在由上述壳体所确定的第2阀孔中滑动的第2阀元件，上述第4阀元件包括可滑动地置位于上述第2阀元件上的第2阀座，上述第6阀元件包括固定在上述壳体上的第2电磁阀。

29.如权利要求28中所述的控制阀系统，其特征是，上述第2阀元件确定出一条流路，当上述第2阀位于上述退动位置时，上述第5阀通过该流路与上述入口连通。

30.如权利要求29中所述的控制阀系统，其特征是，上述第2阀由从上述入口供至上述第2阀的压力流体偏压到上述退动位置，上述压力流体流过上述流路。

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