JPH1061603A - 誘導負荷を分離及び緩和する制御システム - Google Patents

誘導負荷を分離及び緩和する制御システム

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JPH1061603A
JPH1061603A JP9105405A JP10540597A JPH1061603A JP H1061603 A JPH1061603 A JP H1061603A JP 9105405 A JP9105405 A JP 9105405A JP 10540597 A JP10540597 A JP 10540597A JP H1061603 A JPH1061603 A JP H1061603A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】複数流体の負荷を独立に制御するシステムを提
供する。 【解決手段】ワークセクション11、12、ソースリターン
ライン18を有し、負荷感知補償流ソースS、流体モータ
に接続されるワークセクション11、12の方向制御弁26、
26′、それらの計量ノッチ33、33′及び圧力補償弁並に
調節流論理逆流防止システム45、計量流論理逆流防止シ
ステム40、分離弁61、安全弁67を有し、分離出口信号を
誘導負荷逆流防止システム70より構成される。分離出口
信号及び流体の最高圧力信号をワークセクション11、12
へ補償制御信号として供給し、圧力補償弁、安全弁が流
体モータ25、25′の負荷により、調節流最大出力信号に
導入される誘導負荷からの分離回路60からなる圧力応答
流体制御システム110である。

Description

【発明の詳細な説明】
【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(pumpdisplacement)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
valvecontrol)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 n
otch)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-metere
d fluid)を入力し流体モータへ流量を調節した流体(f
low-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(fl
ow-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、分離出
口信号を誘導負荷逆流防止システムへ供給し、又、ワー
クセクションの各々から流量を調節した流体の信号を受
け、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、安全出力信号を誘導負荷逆流防止システムへ供
給し、また、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、ワークセクションの各々への補償
制御信号として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ために供給
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-sen
sing variable displacement pressure/flow compensat
ed 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「L
oad1」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4
3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1
2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3
5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6
5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6
3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6
4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3
8′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1
0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2
6′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2
5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6
7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1
67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1
80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。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16
2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1
1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1
80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6
0、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26
1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36
5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36
7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4
13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
フロントページの続き (71)出願人 597056981 1775Logan Avenue,Youn gstown,Ohio,the Uni ted States of Ameri ca

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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、(2)ソースリターンラ
    インを有し、前記ワークセクションへ平流式入口導管に
    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れを制御する、前記方向制御弁にあ
    る計量ノッチ、(6)流量を計量した流体を前記計量ノ
    ッチから入力し、流量を調節し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、その一方の端部及びスプリングに作用す
    る計量流圧力及びその他方の端部で作動する補償制御信
    号を有する、ところの圧力補償弁、(7)前記ワークセ
    クションの各々に相互に接続し、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)前記ワーク
    セクションの各々に相互に接続し、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)分離
    弁及び安全弁を有し、前記調節流最大出力信号及び前記
    計量流最大出力信号を受け、負荷信号を前記ソースリタ
    ーンラインへ供給し、分離出口信号を誘導負荷逆流防止
    システムへ供給し、また、流量を調節した流体の信号を
    前記ワークセクションの各々から受け、前記ワークセク
    ションのための前記分離出口信号及び前記流量を調節し
    た流体の信号の最も高い圧力信号を前記ワークセクショ
    ンの各々への前記補償制御信号として供給し、これによ
    り、前記圧力補償弁及び前記安全弁が、少なくとも1つ
    の前記ワークセクションの前記流体モータの前記負荷に
    よって前記調節流最大出力信号に導入される誘導負荷か
    ら分離される、分離回路、から成る制御システム。
  2. 【請求項2】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流最
    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
    信号によって平衡にされる分離スプールを含み、 前記スプールの入力が、前記計量流最大出力信号を受
    け、低減及び緩和機能に影響して前記分離出力信号を発
    生する、ところの制御システム。
  3. 【請求項3】請求項2記載の制御システムであって、 前記調節流最大出力信号が、前記計量流論理逆流防止シ
    ステムと前記分離弁との間に挿入される流量制限オリフ
    ィスにより作動される、ところの制御システム。
  4. 【請求項4】請求項3記載の制御システムであって、 前記安全弁が、前記流量制限オリフィスの下流及び前記
    分離弁の上流の前記計量流最大出力信号で作動し、前記
    分離スプールが、非平衡位置にあり、これにより、前記
    安全弁が圧力を制限しているとき、前記分離出口信号
    が、前記分離スプールの入力に接続し、タンク安全導管
    から切断される、ところの制御システム。
  5. 【請求項5】請求項4記載の制御システムであって、 前記安全弁が、いずれの所望の予め設定した値で圧力を
    緩和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流最大出力信号及び
    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
    衡にされる分離スプールであって、前記分離スプールの
    入力が、前記計量流最大出力信号を受け、低減及び緩和
    の機能に影響して前記分離出口信号を発生する、ところ
    の分離スプール、及び前記分離スプールが非平衡位置に
    あり、前記ワークセクションの全てで流れの出力を維持
    するために、前記分離スプールの入力と前記分離出口信
    号との間の固定した圧力差を維持するように作動的な前
    記分離スプールの分離逆流防止弁、を含み、 これにより、前記安全弁が圧力を制限しているとき、前
    記分離出口信号が、前記分離スプールの入力及びタンク
    安全導管から切断される、ところの制御システム。
  8. 【請求項8】請求項7記載の制御システムであって、 前記分離逆流防止弁が、負荷されるスプリングである、
    ところの制御システム。
  9. 【請求項9】請求項8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の前記分離出力
    信号で作動する、ところの制御システム。
  10. 【請求項10】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流最大出力信号及び
    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
    衡にされる分離スプールであって、前記分離スプールの
    入力が、前記計量流最大出力信号を受け、低減及び緩和
    の機能に影響して前記分離出口信号を発生する、ところ
    の分離スプール、及び前記分離スプールが非平衡位置に
    あり、前記安全弁の上流の前記分離出口信号と、前記ワ
    ークセクションの全てで流れの出力を維持するために前
    記分離スプールの入力と前記分離出口信号との間で固定
    した圧力差を維持するように作動的な前記分離スプール
    との間に挿入される分離逆流防止弁、を含み、 これにより、前記安全弁が圧力を制限しているとき、前
    記分離出口信号が、前記分離スプールの入力及びタンク
    安全導管から切断される、ところの制御システム。
  11. 【請求項11】請求項10記載の制御システムであっ
    て、 前記分離逆流防止弁が、負荷されるスプリングである、
    ところの制御システム。
  12. 【請求項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の前記分離出口
    信号で作動する、ところの制御システム。
  13. 【請求項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れ、及び
    前記方向制御弁及び前記流体モータで前記計量ノッチを
    接続するモータ導管を通じる流れを制限するための流量
    制限弁を有する分岐入口ラインである、ところの制御シ
    ステム。
  14. 【請求項14】請求項13記載の制御システムであっ
    て、 前記流量制限弁が、調節可能である、ところの制御シス
    テム。
  15. 【請求項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)ソースリターンラ
    インを有し、前記ワークセクションへ平流式入口導管に
    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れを制御する、前記方向制御弁にあ
    る計量ノッチ、(6)流量を計量した流体を前記計量ノ
    ッチから入力し、流量を調節し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、その一方の端部及びスプリングに作用す
    る計量流圧力及びその他方の端部で作動する補償制御信
    号を有する、ところの圧力補償弁、(7)前記ワークセ
    クションの各々に相互に接続し、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)前記ワーク
    セクションの各々に相互に接続し、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、前記調節流最大出力信号及び前記計量流最大
    出力信号を受け、負荷信号を前記ソースリターンライン
    へ供給し、安全出口信号を誘導負荷逆流防止システムへ
    供給し、また、流量を調節した流体の信号を前記ワーク
    セクションの各々から受け、前記ワークセクションのた
    めの前記安全出口信号及び前記流量を調節した流体の信
    号の最も高い圧力信号を前記ワークセクションの各々へ
    の前記補償制御信号として供給し、これにより、前記安
    全弁が圧力を制限しているとき、流れの出力が、前記ワ
    ークセクションの全てで維持される、安全回路、から成
    る制御システム。
  16. 【請求項16】請求項15記載の制御システムであっ
    て、 前記調節流最大出力信号が、前記安全出口信号に接続
    し、 前記安全弁が、前記安全出口信号で作動し、 逆流防止弁が、前記安全弁が圧力を制限しているときに
    前記ワークセクションの全てで流れの出力を維持するた
    めに、前記負荷信号と前記安全出口信号との間で固定し
    た圧力差を維持させるように作動する、ところの制御シ
    ステム。
  17. 【請求項17】請求項16記載の制御システムであっ
    て、 前記逆流防止弁が、負荷されるスプリングである、とこ
    ろの制御システム。
  18. 【請求項18】請求項16記載の制御システムであっ
    て、 前記安全弁が、調節可能である、ところの制御システ
    ム。
  19. 【請求項19】請求項16記載の制御システムであっ
    て、 前記計量流最大出力信号が、前記計量流論理逆流防止シ
    ステムと前記逆流弁との間に挿入される流量制限オリフ
    ィスによって作動される、ところの制御システム。
  20. 【請求項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)ソースリターンラ
    インを有し、前記ワークセクションへ平流式入口導管に
    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れを制御する、前記方向制御弁にあ
    る計量ノッチ、(6)流量を計量した流体を前記計量ノ
    ッチから入力し、流量を調節し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、その一方の端部及びスプリングに作用す
    る計量流圧力及びその他方の端部で作動する補償制御信
    号を有する、ところの圧力補償弁、(7)前記ワークセ
    クションの各々に相互に接続し、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)前記ワーク
    セクションの各々に相互に接続し、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、(9)前記計量
    流最大出力信号を受けるソースリターンライン、及び
    (10)前記調節流最大出力信号及び流量を調節した流体
    を前記ワークセクションの各々から受け、前記ワークセ
    クションのための前記調節流最大出力信号及び前記流量
    を調節した流体の最も高い圧力信号を前記ワークセクシ
    ョンの各々への前記補償制御信号として供給する、誘導
    負荷逆流防止システム、から成る制御システム。
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