JP3924043B2 - 誘導負荷を分離及び緩和する制御システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、一般に、複数の流体の負荷を同時に制御するための制御システムに関する。特に、本発明は、複数の独立した流体の負荷を同時に制御するための統合的な制御弁に関する。特定的に、本発明は、システムの制御及び又は安全（relief）機能をもたらすためのシステムポンプによって発現される圧力容量を越える誘導負荷圧力を分離する分離（isolation）セクションを含む、複数の流体の負荷を同時に制御するための制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明の解決しようとする課題】
負荷独立比例流れ（load-independent, proportional flow）制御型の負荷感知流体制御システムは、一般に、負荷のための方向制御弁の計量オリフィスの下流に配置される圧力補償弁を有している。負荷圧力信号は、方向制御弁の下流、又はおそらく、より一般的には圧力補償弁の下流を感知したものである。通常、負荷圧力信号回路は、最も高い負荷圧力信号を各々の負荷のための圧力補償弁のスプリングチャンバに接続する。このような在来のシステムは、ワークセクションの負荷特性がシステムポンプの作動範囲内に継続的に維持され、また、若干の流体モータの変動に耐えられるところの応用にはほぼ効率的であるとされている。
【０００３】
しかし、このような流体制御システムの多くの応用では、負荷流出（load drift）又は負荷流入（load sinking）が許容され得ない。また、制御システムの１以上のワークセクションが大きい負荷を断続的に想定している幾つかのシステムは、操作パラメータを有している。ワークセクションの流体モータのいずれかの負荷がシステムポンプによって発現される最も高い圧力以上であるとき、誘導負荷（induced load）が負荷圧力信号回路に導入される。このような在来の制御システムでの最も高い負荷圧力信号のような誘導負荷の導入は、最も高い負荷圧力のときに全てのワークセクションの圧力補償弁に作用し、これら圧力補償弁を分離し、ワークセクションが、需要とは無関係の流れを全く出力しない。さらに、負荷感知安全弁に作用する誘導負荷が、制御不能に流出する誘導負荷になる。
【０００４】
近年、制御システムにおける流出及び誘導負荷に対する作用について様々な提言がなされたが、この制御システムは、このような現象を発生させる負荷条件をもたらし得るものであった。その１つは補償を使用する方法であり、この補償は、圧力差を発現するために現在の負荷圧力とともに制御弁のための所望の圧力をモニターし、流体モータへの稼働流体の流れの方向に関して制御弁又は圧力補償弁を読み取るために使用される。他の方法は、圧力補償弁と負荷逆流防止弁とを組み合わせたものであり、これは、システムの圧力補償弁の全てに対する共通の圧力信号が所定の最大レベルに制限されるというものである。また、圧力補償弁と同様にポンプ制御器を制御するために圧力低下弁に対する最も高い間接的な圧力を使用して、流入を防ぐというものもある。その他の方法は、圧力補償弁のための制御流体及びポンプのための制御器として使用される負荷圧力に等しい圧力レベルへとポンプ出力圧力を低下させる負荷圧力重複弁が考えられている。また、他の例としては、付加的なスプール（spool）を使用するものであり、これは、関連した切り替えしたスプールをもつ方向制御弁にあり、異なったスプールが異なった作動条件の下で効果的に制御する。
【０００５】
これら様々な制御システムは、非常に特定的な方向制御弁及び又はポンプ配列や特性にのみに多く適用できるものである。他の例では、流入又は誘導負荷の解決が、制御システムの作動又は実行の他の形態に対して逆に影響し得る。より多くのスプール又は付加的な構成成分が特定的な制御システムに要求されると、高価になる。これら様々な要因から、単一の制御システムが、産業上で広く適用されることは全く無いことになる。
【０００６】
したがって、本発明の第１の目的は、負荷感知制御システムを提供することであり、このシステムは、ポンプの押しのけ量（pump displacement）を制御し、幾つかの圧力補償に影響する負荷生成圧力を用いたシステムの作動の利点の全部を維持するものである。本発明の他の目的は、負荷独立弁制御（load-independent valve control）を有する、このような制御システムを提供することである。本発明のその他の目的は、方向及び大きさの変化する負荷条件を考慮した流体モータを有する複数のワークセクションを個々に又は同時に作動的に働かせることのできる、このような制御システムを提供することである。
【０００７】
本発明の第２の目的は、ポンプ制御器へ送られる圧力信号が方向制御弁の計量ノッチ（metering notch）の下流及び補償の上流の圧力から得られる計量圧力信号であるところの負荷感知制御システムを提供することである。本発明の他の目的は、ポンプ制御器へ送られる計量圧力信号がその時間のいずれの地点においてもシステムのワークセクションのいずれにおいても最大計量圧力であり、様々な方向制御弁における流量の変化に従うことにより補償効率を向上することができるところの、このような制御システムを提供することである。本発明のその他の目的は、圧力補償弁をポンプ制御器に信号を送るために開く必要がないので、ポンプ制御器へ送られる最大の計量圧力信号が増加圧力に応答する方向制御弁を与えて向上した速度で負荷を移動させ、流体モータへの応用において負荷の流出を予め排除するところの、このような制御システムを提供することである。本発明のその他の目的は、ポンプ制御器に送られる最大の計量圧力信号がポンプ及び制御器の使用を許容して、ポンプ制御器に信号を送り戻すためにポンプがワークセクションの圧力補償弁を開く必要のない低いスタンバイ圧力を有するところの、このような制御システムを提供することである。
【０００８】
本発明の第３の目的は、分離回路を有する負荷感知制御システムを提供することであり、この分離回路は、圧力補償弁に作用すること、及び圧力補償弁を閉じることから誘導負荷を予め排除して、全てのワークセクションから流れを停止する。本発明の他の目的は、負荷感知安全弁に作用することから誘導負荷を予め排除する分離回路を有する、このような負荷感知制御システムを提供することである。本発明のその他の目的は、負荷感知安全弁が圧力を制限すると最大以下の負荷を有するワークセクションへの流れを維持する分離回路を有する、このような負荷感知制御システムを提供することである。本発明のその他の目的は、分離弁が無い場合に負荷感知安全弁が圧力を制限すると最大以下の負荷を有するワークセクションへの流れを維持する安全部を有する、このような負荷感知制御システムを提供することである。
【０００９】
本発明の第４の目的は、ポンプが、方向制御弁の入口セクションへの流れを選択的に制限するための調節可能な流量制限弁を有する分岐入口ラインをもった１以上の方向制御弁を供給し、流体モータの２つのチャンバへのモータ導管を介して特定的なシステムの作動特性に流体の流れを整合（tailor）させるところの負荷感知制御システムを提供することである。本発明のその他の目的は、ワークセクション及び様々な分離及び又は安全回路が、様々なシステム負荷パラメータを満たすように柔軟にモジュール設計できるように相互接続及び形成できるところの、このような負荷感知制御システムを提供することである。本発明のその他の目的は、組立及び修繕を魅力的なコストで行える比較的簡素な在来のハードウェアを使用し得る、このような負荷感知制御システムを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
一般に、本発明は、（１）複数のワークセクションを有する圧力応答流体制御システム、（２）ソースリターンラインを有し、ワークセクションへの平行流入口導管によって接続される余剰圧力を作り出す負荷感知補償流（load-sensing flow-compensated）ソース、（３）負荷に接続的に接続されるワークセクションの各々にある流体モータ、（４）入口導管及び流体モータに接続されたワークセクションの各々にある方向制御弁、（５）ソースから流体モータへの流体の流れを制御する方向制御弁にある計量ノッチ、（６）計量ノッチから流量を計量した流体（flow-metered fluid）を入力し流体モータへ流量を調節した流体（flow-regulated fluid）を出力するワークセクションの各々にあり、一方の端部及びスプリングに作用する計量流（flow-metered）圧力と、他方の端部で作動する補償制御信号とを有する圧力補償弁、（７）ワークセクションの各々に相互に接続され、調節流（flow-regulated）最大出力信号を与える調節流論理逆流防止システム（flow-regulated logic check system）、（８）ワークセクションに相互に接続され、計量流最大出力信号を与える計量流論理逆流防止システム、及び（９）分離弁及び安全弁を有し、調節流最大出力信号及び計量流最大出力信号を受け、負荷信号をソースリターンラインへ供給し、分離出口信号を、流量を調節した流体の信号をワークセクションの各々から受ける誘導負荷逆流防止システムへ供給し、ワークセクションのための分離出口信号及び流量を調節した流体の信号の最も高い圧力信号を補償制御信号としてワークセクションの各々に供給する、分離回路から成り、これにより、圧力補償弁及び安全弁が、少なくとも１つのワークセクションの流体モータの負荷によって流量制限最大出力信号で導入された誘導負荷から分離される。
【００１１】
本発明の他の態様は、（１）複数のワークセクションを有する圧力応答流体制御システム、（２）ソースリターンラインを有し、ワークセクションへの平行流入口導管によって余剰圧力を作り出す負荷感知補償流ソース、（３）負荷に作動的に接続されるワークセクションの各々にある流体モータ、（４）入口導管及び流体モータに接続されるワークセクションの各々にある方向制御弁、（５）ソースから流体モータへの流体の流れを制御する方向制御弁にある計量ノッチ、（６）計量ノッチから流量を計量した流体を入力し、流体モータへ流量を調節した流体を出力するワークセクションの各々にあり、スプリング及びその一方端に作用する計量流圧力及びその他方端に作用する補償制御信号を有する圧力補償弁、（７）ワークセクションの各々に接続し、調節流最大出力信号を与える調節流論理逆流防止システム、（８）ワークセクションの各々に接続し、計量流最大出力信号を与える計量流論理逆流防止システム、及び（９）安全弁を有し、調節流最大出力信号及び計量流最大出力信号を受け、負荷信号をソースリターンラインへ供給し、安全出力信号を、流量を調節した流体の信号をワークセクションの各々から受ける誘導負荷逆流防止システムへ供給し、ワークセクションのための安全出力信号及び流量を調節した流体信号の最も高い圧力信号をワークセクションの各々へ補償制御信号として供給し、これにより、安全弁が圧力を制限しているときに流れの出力が全てのワークセクションで維持される、ところの安全回路、から成る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の制御システムは、図１に符号１０で示される。図示の制御システム１０は、様々の作動条件を通じて複数の流体の負荷又はユーザーを独立して制御するために適合された圧力応答流体配列である。制御システム１０は、符号１１で示す第１のワークセクションと、符号１２で示す第２のワークセクションとを含む。ワークセクション１１及び１２のように接続される付加的なワークセクションを特定の応用に含まれる負荷又はユーザーの数に従って設けることができることがわかる。
【００１３】
ワークセクション１１及び１２は、符号Ｔで示すタンク及び符号Ｓで示す余剰圧力を作り出す負荷感知補償流ソースに接続される。図示のように、ポンプＰが、ポンプ入力ライン１５によってタンクＴに接続される負荷感知可変押しのけ量圧力／補償流型（load-sensing variable displacement pressure/flow compensated type）のように作動する。ポンプＰは、基本的にはソースリターンライン１８の圧力以上のポンプ余剰圧力である所定の固定圧力値でポンプＰの放出ポート１７を介して出力を維持する制御器１６を含む。ポンプＰのポート１７の出力は、入口導管１９を介してワークセクション１１及び１２へ並列的に供給される。当業者にはわかるように、ソースＳは、実質的に同一の作動のために構成され得る。例えば、ソースＳは、統合負荷感知バイパス型の補償を有する固定した押しのけ量の型のポンプ、又は負荷感知バイパス型の補償を有する入口セクションを有する制御システムと共に使用される固定した押しのけ量のポンプを使用する。
【００１４】
ワークセクション１１のみが詳細に説明されるが、これは、ワークセクション１１及び１２が実質的に同一であるからである。対応するワークセクション１２に要素は、符号の右上にプライム（′）を付して表す。
【００１５】
ワークセクション１１は、図中の符号「Ｌｏａｄ１」で示す負荷に作動的に接続する符号２５で示す流体モータを含み、図中の符号「Ｌｏａｄ２」で示す負荷は流体モータ２５′に作動的に関連する。また、ワークセクション１１は、符号２６で示す方向制御弁と、符号２７で示す補償弁とを含む。方向制御弁２６は、入口導管１９、安全ライン３０を介してタンクＴに接続するタンクラインＴ′、及びモータ導管３１及び３２を介して二重作用流体モータ２５に接続される。流体は、従来技術で周知の機構学的なリンケージＬによる方向制御弁２６の一に従ってモータ導管３１を通じて流体モータ２５の一方のチャンバへ供給され、モータ導管３２を介して流体モータ２５の他方から戻るか、又は、この逆である。方向制御弁２６は、有限に調節可能な計量ノッチ３３を有し、これを通じて、入口導管１９からの流体が方向付けられる。ノッチ３３の出力は、計量流導管３４を通じて補償弁２７の入口へと流れ下る。
【００１６】
補償弁２７の出口は、方向制御弁２６へ戻る調節流（flow-regulated）導管３５を通じ、モータ導管３１又は３２に選択的に接続する。補償弁２７の一方端は、計量流（flow-metered）導管３４に接続された計量流パイロットライン３６によって作用される。補償弁２７の他方端は、スプリング３７と、後述するようにして得られる圧力信号を有する補償制御パイロットライン３８とによって作用される。
【００１７】
ワークセクション１１及び１２を相互に接続しているのは、符号４０で示す計量流論理逆流防止システムである。計量流論理逆流防止システム４０は、一対の逆流防止弁４１及び４１′から成り、それぞれ、ワークセクション１１及び１２に関連している。それぞれ計量流導管３４及び３４′に接続される計量流論理入力ライン４２及び４２′は、それぞれ逆流防止弁４１及び４１′の一方側で作動する。計量流論理移送ライン４３は、逆流防止弁４１及び４１′の他方側に相互に接続する。計量流論理逆流防止システム４０の配列により、計量流論理移送ライン４３が、最も高いか又は最大の圧力を有する計量流論理入力ライン４２又は４２′の圧力をもたらすことが、当業者によって理解される。計量流論理逆流防止システム４０は、直接的又は間接的にソースリターンライン１８に連通する計量流論理移送ライン４３に接続した計量流最大出力ライン４４を有する。よって、計量流論理逆流防止システム４０は通常、方向制御弁２６及び２６′等で流量が変化することから幾らか広い範囲に変化し得る複数のワークセクション１１及び１２のいずれにおける最も高い圧力を使用することによって補償効率を向上させる。
【００１８】
ワークセクション１１及び１２はまた、符号４５で示す調節流論理逆流防止システムによって相互に接続される。調節流論理逆流防止システム４５は、それぞれ調節流導管３５及び３５′に関連する一対の逆流防止弁４６及び４６′から成る。それぞれ調節流導管３５及び３５′に相互に接続される調節流論理入力ライン４７及び４７′が、それぞれ逆流防止弁４６及び４６′の一方側で作動する。調節流論理移送ライン４８が、逆流防止弁４６及び４６′の他方側と相互に接続する。調節流論理逆流防止システム４０と比較可能なやり方において、調節流論理移送ライン４８は、いずれの時点においても最も高い負荷圧力信号を表す最も高いか又は最大の圧力を有する調節流入力ライン４７又は４７′の圧力をもたらす。調節流論理逆流防止システム４５は、スプリング３７及び３７′を有する補償弁２７及び２７′の端部で補償制御パイロットライン３８及び３８′に連通する調節流最大出力ライン４９を有する。
【００１９】
制御システム１０は、符号６０で示す分離回路と共に与えられる。分離回路６０は、計量流最大出力ライン４４へ流量制限オリフィス６３（これを横切る最大圧力差がポンプ余剰圧力を越えない）を介して接続される分離スプール入力導管６２を有する分離スプール弁６１を含む。分離スプール弁６１は、後述するようにして補償弁２７及び２７′と連通する分離スプール出口導管６４を有する。
【００２０】
分離スプール弁６１の一方端は、調節流論理逆流防止システム４５の調節流最大出力ライン４９における圧力を感知する。分離スプール弁６１の他方端は、分離スプール出口導管６４に接続したパッセージ６５を介して分離スプール弁６１の出力を感知する。分離スプール入力導管６２は、圧力調製可能スプリング負荷ポペット弁であり得る負荷信号安全弁６７に接続された安全弁入力導管６６に流量制限オリフィス６３の下流側で接続される。安全弁６７は、予め設定した値にまさる分離スプール入口導管６２で圧力を緩和するためのタンクＴ′に選択的に接続される出力導管６８を有する。分離スプール入口導管６２はまた、流量制限オリフィス６３の下流でソースリターンライン１８へ接続される。
【００２１】
分離回路６０は、ワークセクション１１及び１２の各々と作動的に相互に関係する誘導負荷逆流防止システム７０への出口信号を分離スプール出口導管６４を介して連通させる。特定的に、誘導負荷逆流防止弁７１及び７１′は、それぞれワーキングセクション１１及び１２に関連し、補償弁２７及び２７′に作動的に相互に関係する。特に、分離スプール出口導管６４は、誘導負荷逆流防止弁７１及び７１′の各々の一方側で作動する。ワークセクション１１及び１２の調節流導管３５及び３５′は、逆流防止弁７１及び７１′の他方側に接続される。逆流防止弁７１及び７１′の出力は、スプリング３７及び３７′を有する補償弁２７及び２７′の端部で作動する補償制御パイロットライン３８及び３８′である。例えば、補償制御パイロットライン３８及び３８′は、分離スプール出口導管６４とそれぞれの調節流導管３６及び３５′との間のような最大圧力をいつでも運ぶ。
【００２２】
通常の作動条件の下では、制御システム１０は、ポンプの押しのけ量を制御し幾らかの圧力補償をするために負荷生成圧力を使用する幾つかの負荷感知流体システムと同様のやり方で動作する。また、例示したワークセクション１１及び１２の方向制御弁２６及び２６′の計量ノッチ３３及び３３′の下流に一する補償弁２７及び２７′を有する負荷独立比例流量制御を与える。ワークセクション１１及び１２からの流体のための組み合わせた要求が、ポンプＰによって発現される最大の流れ出力よりも大きい場合、補償弁２７及び２７′が、制御弁２６及び２６′の方向で作動的な計量ノッチ３３及び３３′の相対的な大きさに従う流れを均整する。流体モータ２５及び２５′の両方又はいずれか一方は、方向制御弁２６及び２６′への機構学的リンケージＬ及びＬ′の操作者の操作によって作動される。
【００２３】
制御弁２６及び２６′の両方が安全弁６７が圧力限界でないときに暫定的に固定した設定に動作されると、分離回路６０の分離スプール弁６１が圧力低減に影響し、図１に示す上部位置で平衡位置を達成する。圧力制限条件の無いとき、制御システム１０は、図１とは異なり、閉じた位置に安全弁６７を有し、他の位置に逆流防止弁７１′のボールを有し、補償弁２７′が開放して流れを流体モータ２５′へ与える。このような状態の下では、分離スプール６１で作動する調節流最大出力ライン４９の圧力は、上述したように、補償弁２７及び２７′を横切って固定圧力差を維持しつつ補償弁２７及び２７′の両方のスプリングの端部へ誘導負荷逆流防止システム７０を介して供給される分離スプール出口導管６４で再発生される。さらに、補償弁２７及び２７′は、計量ノッチ３３及び３３′を横切って所望の圧力差を維持するために制御器１６及びポンプＰと共に通常のやり方で機能し、そこを通じる要求される流量が達成される。
【００２４】
制御弁２６及び２６′の位置が変化すると、分離スプール弁６１は、力平衡を達成するために移動する。これに応答して、分離スプール弁６１は、図１の中間及び下方位置へ移動し、圧力低減及び又は緩和を行う。これに関係して、圧力が高すぎる場合、計量流最大出力ライン４４で圧力をもたらす分離スプール入力導管６２の入力は、分離スプール出口導管６４で圧力を調節するために圧力を低減され、タンクラインＴ′へのスプール出口導管６４への出口圧力を緩和する。
【００２５】
分離スプール弁６１は、誘導負荷の場合においても顕著な機能を有する。ここで述べる目的のため、誘導負荷は、ポンプＰによって作られる最も高い圧力よりも大きい流体モータ２５又は２５′のいずれで作用する負荷圧力である。ポンプＰの出力圧力は、負荷信号安全弁の設定圧力とポンプＰの余剰圧力とを加えたものである。このような誘導負荷圧力は、調節流論理逆流防止システム４５の出力のような調節流最大出力ライン４９の圧力になる。分離スプール弁６１が無い場合、この誘導負荷圧力は、補償弁２７及び２７′の全てのスプリング端部で作用する。この結果、ポンプＰの実質的により小さい出口圧力である計量流導管３４の圧力がスプリング端部の面積と同面積の他方端で作動することに反し、より高い誘導負荷圧力がそのスプリング端部の面積で作動し得ることから、全ての補償弁２７及び２７′は遮断する。
【００２６】
図１は、安全弁６７にタンクＴ′を開放し緩和させる流体モータ２５′における誘導負荷条件を示す。補償弁２７′は、流体モータ２５′における誘導負荷が逆流防止弁７１′を介してそれに作用することから、閉じられる。これは、流体モータ２５′の誘導負荷を停留的に保持する必要がある。分離回路６０の分離スプール６１は、図１に示す上部位置で非平衡状態を達成する。この態様では、分離スプール出口導管６４は、安全弁入力導管６６での圧力をもたらす分離スプール入力導管６２での圧力を感知する。分離スプール弁６１の下方端は、分離スプール導管６４に接続した出口パッセージ６５を介して分離スプール弁６１の出力を感知する。補償弁２７は、分離スプール出口導管６４でのより小さい圧力によって作用される。よって、誘導負荷圧力が、等しい面積である分離スプール弁２５′の上方端にのみ作用するので、補償弁２７は、誘導負荷から分離される。流体モータ２５′を再び作動させるためには、誘導負荷条件を除去しなければならない。これは、流体モータ２５′に負荷を適用している場合、制御システム１０への外部手段によるか、又は可能性として流体モータ２５を作動させることによってなされ得る。
【００２７】
分離スプール弁６１はまた、負荷感知安全弁６７を誘導負荷圧力から分離する。ポンプＰの出力圧力を制限し、誘導負荷圧力よりも小さいいずれのワークセクションにおいて流れ出力を維持するためには、計量流最大出力ライン４４の圧力を制限されなければならない。これは、分離スプール弁６１によってそれらの間で分離された誘導負荷圧力と共にそこに作用する安全弁６７に影響される。また、分離スプール弁６１は、流れが安全弁６７によって転置されることから、誘導負荷の流出（drifting）を防止する。
【００２８】
計量流最大出力ライン４４からの分離スプール入力導管６２における圧力を緩和するために安全弁６７が作動すると、最大負荷以下を有するいずれのワークセクションの流れ出力が小さくなる。これは、同一の信号が補償弁２７及び２７′とポンプ制御器１６とに送られ、計量ノッチ３３及び３３′を横切る圧力差が低減されるためである。補償弁２７及び２７′を通じる流れもまた、ポンプＰの余剰圧力が補償弁の上流よりもむしろ下流でポンプＰの放出ポート１７から消費されることから、低減される。幾つかの応用において、このような流れの低減は望ましいものである。
【００２９】
制御システム１０と共に使用するための分離回路の変更物が、図２に符号１６０で示される。分離回路１６０は、それを横切る最大圧力差（ポンプ余剰圧力を越えない）を有する流量制限（flow-limiting）オリフィス１６３を通じて計量流最大出力ライン４４へ接続される分離スプール入力導管１６２を有する分離スプール弁１６１を含む。分離スプール弁１６１は、誘導負荷逆流防止システム７０を介してワークセクション１１及び１２の補償弁２７及び２７′に連通する分離スプール出口導管１６４を有する。
【００３０】
分離スプール弁１６１の一方端は、調節流論理逆流防止システム４５の調節流最大出力ライン４９での圧力を感知する。分離スプール弁１６１の他方端は、分離スプール出口導管１６４に接続されるパッセージ１６５を介して分離スプール弁１６１の出力を感知する。分離スプール出口導管１６４はまた、負荷信号安全弁１６７に接続される安全弁入力導管１６６に接続される。安全弁１６７は、予め設定した値を越える分離スプール出口導管１６４での圧力を緩和するためのタンクラインＴ′に選択的に接続される出力導管１６８を有する。分離スプール入口導管１６２は、ソースリターンライン１８に流量制限オリフィス１６３の下流で接続される。分離スプール弁１６１は、分離スプール弁１６１に組み入れられるスプリング負荷分離逆流防止弁１８０の有無及び分離スプール１６１の上述の特定位置の負荷を除いて、分離スプール弁６１に類似する。
【００３１】
分離回路１６０を有する制御システム１０の作動は、分離回路６０に関して上述した作動と本質的に同一である。大きな違いは、作動において、安全弁１６７がスプール出口導管１６４での圧力を緩和するために作動すると、図２の分離スプール弁１６１の位置とスプリング圧力による圧力降下のため、計量流最大出力ライン４４の圧力をもたらす分離スプール入力導管１６２における圧力が分離スプール逆流防止弁１８０によって制限されることである。したがって、分離逆流防止弁１８０は、分離スプール入力導管１６２と補償弁２７及び２７′への分離スプール出口導管１６４との間の固有の圧力差を維持する。よって、安全弁１６７が圧力を制限すると、最大負荷以下のいずれのワークセクション１１及び１２における流れ出力が前述の分離回路６０の作動と対照的に維持される。
【００３２】
図２と類似し、制御システム１０と共にしようするための分離回路の変更物が図３に符号２６０で示される。分離回路２６０は、それを横切る最大圧力差（ポンプ余剰圧力を越えない）を有する流量制限オリフィス２６３を介して計量流最大出力ライン４４に接続される分離スプール入力導管２６２を有する分離スプール弁２６１を含む。分離スプール弁２６１は、誘導負荷逆流防止システム７０を介してワークセクション１１及び１２の補償弁２７及び２７′に連通する分離スプール出口導管２６４を有する。
【００３３】
分離スプール弁２６１の一方端は、調節流論理逆流防止システム４５の調節流最大出力ライン４９での圧力を感知する。分離スプール弁２６１の他方端は、分離スプール出口導管２６４に接続されるパッセージ２６５を介して分離スプールバルブ２６１の出力を感知する。分離スプール出口導管２６４はまた、負荷信号安全弁２６７に接続される安全弁入力導管２６６と接続される。安全弁２６７は、予め設定した値を越える分離スプール出口導管２６４での圧力を緩和するためのタンクラインＴ′に選択的に接続される出力導管２６８を有する。分離スプール入口導管２６２は、ソースリターンライン１８に流量制限オリフィス２６３の下流で接続される。
【００３４】
分離スプール弁２６１は、スプリング負荷分離逆流防止弁１８０が無い点を除き、分離スプール弁１６１と同一である。むしろ、スプリング負荷逆流防止弁２８０は、安全弁２６７の上流の分離スプール出口導管２６４と分離スプール入口導管２６２との間に挿入される。
【００３５】
分離回路２６０を有する制御システム１０の作動は、分離回路１６０に関して上述した作動と本質的に同一である。大きな違いは、分離スプール弁２６１のスプールから逆流防止弁２８０を分離することが簡単な機構学的及び機械的配列を与えることである。しかし、図２によって分離スプール弁１６１に逆流防止弁１８０を組み入れることは、逆流防止弁１８０が位置されてその接続がスプールの移動によってブロックされ、逆流防止弁１６１を横切る漏れを小さくすることから、圧力低減及び又は緩和位置の効率をより大きくできる可能性がある。
【００３６】
誘導負荷が少しだけ又は全く無いときの作動では、図４の符号３６０で示す安全弁が、分離回路６０、１６０又は２６０の代わりに制御システム１０と共に使用され得る。安全弁３６０は、分離スプール弁２６１以外、本質的に図３の変更した分離回路である。図４に示すように、計量流最大出力ライン４４は、それを横切る最大圧力差（ポンプ余剰圧力を越えない）を有する流量制限オリフィス３６３を通じて向けられる。流量制限オリフィス３６３の下流で、負荷信号出力ライン３６５が、ソースリターンライン１８に接続する。
【００３７】
調節流論理逆流防止システム４５の調節流最大出力ライン４９は、誘導負荷逆流防止システム７０を介してワークセクション１１及び１２の補償弁２７及び２７′に連通し、安全弁入力導管３６６を介して負荷信号安全弁３６７に連通する補償出力ライン３６４に直接に接続する。安全弁３６７は、予め設定した値を越える補償出力ライン３６４での圧力を緩和するためのタンクラインＴ′に選択的に接続される出力導管３６８を有する。スプリング負荷逆流防止弁３８０が、安全弁３６７の上流の補償出力ライン３６４と、負荷信号出力ライン３６５での圧力を制限するための負荷信号出力ライン３６５との間に組み入れられる。
【００３８】
調節流最大出力ライン４９を通じて導入される誘導負荷を防ぐものを補償弁２７及び２７′又は安全弁３６７に全く与えられない安全回路３６０を有する制御システム１０の作動及び上記した不利な点が理解できる。しかし、逆流防止弁３８０は、負荷信号出力ライン３６５と、補償弁２７及び２７′への補償出力ライン３６４との間の固有の圧力差を維持する。よって、最大負荷以下のいずれのワークセクション１１及び１２での流れ出力は、安全弁３６７が圧力を制限するときに維持される。
【００３９】
符号４１１で示す変形的なワークセクションが図５の制御システム１０に関連して示される。ワークセクション４１１は、入口導管４１９が、ソースＳを符号４２６で示す方向制御弁と相互に接続する分岐入口ライン４１９′及び４１９″を有する点を除いて、上記のワークセクション１１と本質的に同一である。分岐入口ライン４１９′及び４１９″は、方向制御弁４２６の入口セクションへの流れを制限し、モータ導管４３１及び４３２を通じて二重作用流体モータ４２５のそれぞれのチャンバへの流れを制限する調節可能な流量制限弁４１３及び４１４を有する。この配列で、流れの量が、流体モータ４２５による特定的なＬＯＡＤ１の最大圧力要求及び他の作動特性を考慮するように調節できる。調節可能な流量制限弁４１３及び４１４は、分岐入口ライン４１９′及び４１９″に物理的に配置されるか又は方向制御弁４２６に組み入れられ得ることが当業者にはわかる。さらに、流量制限弁４１３及び４１４は、制御システム１０の１つだけ又はいずれの数のワークセクション１１及び１２で使用できる。
【００４０】
よって、上述の制御システムは上記の本発明の様々な目的を実行し、従来技術に利点的に寄与する構成を有するものである。変更物が、本発明の精神から逸脱せずに、ここで説明した好適な実施例によりなされ得ることが当業者には明らかであり、本発明は、添付の特許請求の範囲により限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、作動的に相互に関係した分離回路及び負荷感知補償流ソース及びタンクによって作動される流体モータをもつ複数のワークセクションを有する本発明に従った制御システムの概念図である。
【図２】 図２は、図１の制御システムの部分図であり、本発明に従った分分離回路の変更物を示す。
【図３】 図３は、図１の制御システムの部分図であり、本発明に従った、図２に類似の分離回路の変更物を示す。
【図４】 図４は、図１の制御システムの部分図であり、本発明に従った安全回路の例を示す。
【図５】 図５は、図１の制御システムの部分図であり、本発明に従った方向制御弁を稼働する調節可能な流れ制御弁を有する分岐入口ラインをもったワークセクションの変形物を示す。
【符号の説明】
１０・・・圧力応答流体制御システム
１１、１２・・・ワークセクション
１８・・・ソースリターンライン
１９・・・平流式入口導管
Ｓ・・・負荷感知補償流ソース
Ｌｏａｄ１、Ｌｏａｄ２・・・負荷
２５、２５′・・・流体モータ
２６、２６′・・・方向制御弁
３３、３３′・・・計量ノッチ
４５・・・調節流論理逆流防止システム
４０・・・計量流論理逆流防止システム
６０、１６０、２６０・・・分離回路
６１、１６１、２６１・・・分離弁
６７、１６７、２６７・・・安全弁
７０・・・誘導負荷逆流防止システム
３６０・・・安全回路
４１１・・・ワークセクション
４１３、４１４・・・流量制限弁
４２６・・・方向制御弁

Claims (20)

1. 圧力応答流体制御システムであって、
   （１）複数のワークセクション(11,12)、
   （２）圧力マージンを作り出す負荷感知式の、流量が補償されたソース(S)であって、並流式の入口導管(19)によって前記ワークセクションへ接続され、ソース戻り管路(18)を有するところのソース、
   （３）負荷に作動的に接続される前記ワークセクションの各々にある流体モータ(25,25’)、
   （４）前記入口導管及び前記流体モータに接続される前記ワークセクションの各々にある方向制御弁(26,26’)、
   （５）前記ソースから前記流体モータへの流体の流量を制御する、前記方向制御弁にある計量ノッチ(33,33’)、
   （６）前記計量ノッチから流量が計量された流体が入力し、流量が調節された流体を前記流体モータへ出力する、前記ワークセクションの各々にある圧力補償弁(27,27’)であって、その一方の端部に前記計量ノッチにより流量が計量された流体の圧力が作用するとともに、その他方の端部にスプリング(37,37’)及び補償制御信号とが作用するところの圧力補償弁、
   （７）前記ワークセクションの各々を相互に接続し、調節された流量の最大出力信号を与える調節流論理逆流防止システム(45)、
   （８）前記ワークセクションの各々を相互に接続し、計量された流量の最大出力信号を与える計量流論理逆流防止システム(40)、及び
   （９）分離弁(61)及び安全弁(67)を有する分離回路(60)であって、前記調節された流量の最大出力信号及び前記計量された流量の最大出力信号を受信し、負荷信号を前記ソース戻り管路(18)へ供給し、各前記ワークセクションから流量が調節された流体の信号を受信する誘導負荷逆流防止システム(70)へ分離出口信号を供給し、前記誘導負荷逆流防止システムは、前記補償制御信号として、前記ワークセクションの各々に対して前記分離出口信号の最大圧力信号及び前記ワークセクションのための流量が調節された流体信号を供給し、これにより、前記圧力補償弁(27,27’)及び前記安全弁(67)が、少なくとも１つの前記ワークセクション(11,12)の前記流体モータ(25,25’)への前記負荷により前記調節された流量の最大出力信号に導入される誘導負荷から分離される、ところの分離回路、
   から成る制御システム。
2. 請求項１記載の制御システムであって、
   前記分離弁は、その一方の端部に作用する前記調節された流量の最大出力信号及びその他方の端部に作用する前記分離出力信号によって平衡となる分離スプールを含み、
   前記スプールの減圧及びリリーフ機能により、前記スプールに入力された前記計量された流量の最大出力信号が、前記分離出口信号として出力される、
   ところの制御システム。
3. 請求項２記載の制御システムであって、
   前記計量された流量の最大出力信号が、前記計量流論理逆流システムと前記分離弁との間に挿入された流量制限オリフィスに作用する、
   ところの制御システム。
4. 請求項３記載の制御システムであって、
   前記安全弁は前記流量制限オリフィスの下流でかつ前記分離弁の上流において、前記計量された流量の最大出力信号に作用し、前記安全弁が限界圧力であるとき、前記分離スプールが非平衡位置となり、前記分離出口信号は前記分離スプールと接続し、タンクリリーフ導管(68)から切断される、
   ところの制御システム。
5. 請求項４記載の制御システムであって、
   前記安全弁は、任意の所望の予め設定した値で圧力をリリーフするように調節可能である、
   ところの制御システム。
6. 請求項２記載の制御システムであって、
   前記分離スプールの前記一方の端部及び前記他方の端部が等しい面積である、
   ところの制御システム。
7. 請求項１記載の制御システムであって、
   前記分離弁が、
   その一方の端部に作用する前記調節された流量の最大出力信号及びその他方の端部に作用する前記分離出口信号によって平衡となる分離スプールであって、前記スプールの減圧及びリリーフ機能により、前記スプールに入力された前記計量された流量の最大出力信号が、前記分離出口信号として出力される、ところの分離スプール、及び
   すべての前記ワークセクションで出力された流量を維持するべく、前記分離スプールの入力と前記分離出口信号との間で一定の圧力差を維持するよう動作する、前記分離スプールにある分離チェック弁、
   を含み、
   前記安全弁が限界圧力であるとき、前記分離スプールが非平衡位置となり、前記分離出口信号は、前記分離スプールから切断される、
   ところの制御システム。
8. 請求項７記載の制御システムであって、
   前記分離チェック弁は、負荷を受けるスプリングから成る、
   ところの制御システム。
9. 請求項８記載の制御システムであって、
   前記安全弁は、前記分離スプールの下流側で前記分離出口信号に作用する、
   ところの制御システム。
10. 請求項１記載の制御システムであって、
    前記分離弁は、
    その一方の端部に作用する前記調節された流量の最大出力信号と、その他方の端部に作用する前記分離出口信号とによって平衡となる分離スプールであって、前記分離スプールの入力が、前記計量された流量の最大出力信号を受信し、前記スプールの減圧及びリリーフ機能により、前記スプールに入力された前記計量された流量の最大出力信号が、前記分離出口信号として出力される、ところの分離スプール、及び
    すべての前記ワークセクションにおいて出力される流量を維持するべく、前記分離スプールの入力と前記分離出口信号との間で一定の圧力差を維持するように作用する、前記安全弁の上流の前記分離出口信号と前記分離スプール入力との間に挿入された分離チェック弁、
    を含み、
    前記安全弁が限界圧力であるとき、前記分離スプールが非平衡位置となり、前記分離出口信号が、前記分離スプールから切断される、
    ところの制御システム。
11. 請求項１０記載の制御システムであって、
    前記分離チェック弁が、負荷を受けるスプリングから成る、
    ところの制御システム。
12. 請求項１０記載の制御システムであって、
    前記安全弁が、前記分離スプールの下流側で前記分離出口信号に作用する、
    ところの制御システム。
13. 請求項１記載の制御システムであって、
    少なくとも１つの前記ワークセクションへの前記入口導管が、前記方向制御弁の入口セクションへの流量を制限するための流量制限弁を備えた分岐したインレットラインを有し、モータ導管が、前記方向制御弁内の前記計量ノッチと前記流体モータとを連結する、
    ところの制御システム。
14. 請求項１３記載の制御システムであって、
    前記流量制限弁は、可変式である、
    ところの制御システム。
15. 圧力応答流体制御システムであって、
    （１）複数のワークセクション
    （２）圧力マージンを作り出す負荷感知式の、流量が補償されたソースであって、並流式の入口導管によって前記ワークセクションへ接続され、ソース戻り管路を有するところのソース、
    （３）負荷に作動的に接続される前記ワークセクションの各々にある流体モータ、
    （４）前記入口導管及び前記流体モータに接続される前記ワークセクションの各々にある方向制御弁、
    （５）前記ソースから前記流体モータへの流体の流量を制御する、前記方向制御弁にある計量ノッチ、
    （６）前記計量ノッチから流量が計量された流体が入力し、流量が調節された流体を前記流体モータへ出力する、前記ワークセクションの各々にある圧力補償弁であって、その一方の端部に前記計量ノッチにより流量が計量された流体の圧力が作用するとともに、その他方の端部にスプリング(37,37’)及び補償制御信号とが作用するところの圧力補償弁、
    （７）前記ワークセクションの各々を相互に接続し、調節された流量の最大出力信号を与える調節流論理逆流防止システム、
    （８）前記ワークセクションの各々を相互に接続し、計量された流量の最大出力信号を与える計量流論理逆流防止システム、及び
    （９）安全弁を有するリリーフ回路であって、前記調節された流量の最大出力信号及び前記計量された流量の最大出力信号を受信し、負荷信号を前記ソース戻り管路へ供給し、各前記ワークセクションから流量が調節された流体信号を受信する誘導負荷逆流防止システムへリリーフ出口信号を供給し、前記誘導負荷逆流防止システムは前記補償制御信号として前記ワークセクションの各々に対して前記リリーフ出口信号の最大圧力信号及び前記ワークセクションのための流量が調節された流体信号を供給し、これにより、前記安全弁が限界圧力であるとき、すべての前記ワークセクションにおいて出力される流量が維持されるところのリリーフ回路、
    から成る制御システム。
16. 請求項１５記載の制御システムであって、
    前記調節された流量の最大出力信号は、前記リリーフ出口信号と接続し、
    前記安全弁は、前記リリーフ出口信号に作用し、
    さらに、
    前記安全弁が限界圧力であるとき、すべての前記ワークセクションから出力される流量を維持するべく、前記負荷信号と前記リリーフ出口信号との間の圧力差を一定に維持するように作用するチェックバルブを含む、
    ところの制御システム。
17. 請求項１６記載の制御システムであって、
    前記チェックバルブは、負荷を受けるスプリングから成る、
    ところの制御システム。
18. 請求項１６記載の制御システムであって、
    前記安全弁は、可変式である、
    ところの制御システム。
19. 請求項１６記載の制御システムであって、
    前記計量された流量の最大出力信号は、前記計量流論理逆流防止システムと前記チェックバルブとの間に挿入された流量制限オリフィスに作用する、
    ところの制御システム。
20. 圧力応答流体制御システムであって、
    （１）複数のワークセクション、
    （２）圧力マージンを作り出す負荷感知式の、流量が補償されたソースであって、並流式の入口導管によって前記ワークセクションへ接続され、ソース戻り管路を有するところのソース、
    （３）負荷に作動的に接続される前記ワークセクションの各々にある流体モータ、
    （４）前記入口導管及び前記流体モータに接続された前記ワークセクションの各々にある方向制御弁、
    （５）前記ソースから前記流体モータへの流体の流量を制御する、前記方向制御弁にある計量ノッチ、
    （６）前記計量ノッチから流量が計量された流体が入力し、流量が調節された流体を前記流体モータへ出力する、前記ワークセクションの各々にある圧力補償弁であって、その一方の端部に前記計量ノッチにより流量が計量された流体の圧力が作用するとともに、その他方の端部にスプリング及び補償制御信号とが作用するところの圧力補償弁、
    （７）前記ワークセクションの各々を相互に接続し、調節された流量の最大出力信号を与える調節流論理逆流防止システム、
    （８）前記ワークセクションの各々を相互に接続し、計量された流量の最大出力信号を与える計量流論理逆流防止システム、
    （９）前記計量された流量の最大出力信号を受信するソース戻りラインと、
    （１０）各前記ワークセクションから前記調節された流量の最大出力信号及び調節された流量の流体信号を受信し、前記補償制御信号として、前記ワークセクションの各々に対して、前記調節された流量の最大出力信号の最大圧力信号及び前記ワークセクションのための調節された流量の流体信号を供給する、誘導負荷逆流防止システム、
    から成る制御システム。

Images