SE511266C2 - Valve for controlling a fluid flow and valve arrangement with such a valve - Google Patents
Valve for controlling a fluid flow and valve arrangement with such a valveInfo
- Publication number
- SE511266C2 SE511266C2 SE9800128A SE9800128A SE511266C2 SE 511266 C2 SE511266 C2 SE 511266C2 SE 9800128 A SE9800128 A SE 9800128A SE 9800128 A SE9800128 A SE 9800128A SE 511266 C2 SE511266 C2 SE 511266C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- valve
- valve body
- passage
- outlet
- fluid flow
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15C—FLUID-CIRCUIT ELEMENTS PREDOMINANTLY USED FOR COMPUTING OR CONTROL PURPOSES
- F15C3/00—Circuit elements having moving parts
- F15C3/10—Circuit elements having moving parts using nozzles or jet pipes
- F15C3/12—Circuit elements having moving parts using nozzles or jet pipes the nozzle or jet pipe being movable
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
- F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
- F15B13/042—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
- F15B13/043—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves
- F15B13/0436—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves the pilot valves being of the steerable jet type
Abstract
Description
15 20 25 30 35 511 266 huvudfluidströmningen genom fluidistorn, varvid styr- strömmar från nämnda styrkanaler gör det möjligt att styra huvudfluidströmningens riktning. Fluidistorer har dock vissa nackdelar, bl a förbrukningen av fluid i styr- strömmarna och risken att styrkanalerna blockeras samt speciellt svårigheter att uppnå effektiv styrning vid höga frekvenser och/eller höga tryck. 15 20 25 30 35 511 266 the main fluid flow through the fluidistor, wherein control currents from said control channels make it possible to control the direction of the main fluid flow. Fluidistors, however, have certain disadvantages, including the consumption of fluid in the control currents and the risk of the control channels being blocked, and in particular difficulties in achieving effective control at high frequencies and / or high pressures.
En känd anordning som löser vissa av dessa problem har beskrivits i det amerikanska patentet US 4 073 316. I denna anordning har styrkanalerna ersatts av två ventil- klaffar. bildas en stråle.A known device which solves some of these problems has been described in the U.S. patent US 4,073,316. In this device the control channels have been replaced by two valve flaps. a beam is formed.
När fluidströmmen strömmar mellan klaffarna Strålen styrs eller avlänkas genom att en av klaffarna förflyttas uppsrtöms eller nedströms i förhållande till huvudsakligen på den bildade passagens geometriska den andra klaffen. Avlänkningen beror utformning, men även i viss mån på den s k Coandaeffekt som uppkommer längs nedströmsytan hos den uppströms placerade klaffens passagedefinierande parti. I denna anordning ökar eller minskar strålens avlänkningsgrad kontinuerligt allt eftersom den ena klaffens förskjuts i förhållande till den andra.When the fluid flow flows between the flaps The jet is guided or deflected by moving one of the flaps upstream or downstream in relation to the geometric the other flap mainly on the geometrical passage formed. The deflection depends on the design, but also to some extent on the so-called Coanda effect that arises along the downstream surface of the upstream defining portion of the flap. In this device, the degree of deflection of the beam increases or decreases continuously as one flap is displaced relative to the other.
För tillämpningar vid höga frekvenser och höga arbetstryck kvarstår emellertid flera problem med kända anordningar enligt ovan.However, for applications at high frequencies and high working pressures, several problems remain with known devices as above.
Manövreringen av klaffarna innebär klara arbets- Vid höga stora krafter för att förflytta frekvensbegränsningar. arbetstryck krävs mycket klaffarna. Kända anord- ningar som i någon mån klarar av att hantera dess krafter medger endast fluidstyrning vid låga och medelhöga fre- kvenser, dvs vid frekvenser upp till högst 500 Hz. Dess- utom förbrukar anordningen ovan energi även i nolläge, vilket ej är önskvärt.The maneuvering of the flaps means clear work- At high high forces to move frequency limits. working pressure requires a lot of flaps. Known devices which to some extent are able to handle its forces only allow fluid control at low and medium frequencies, ie at frequencies up to a maximum of 500 Hz. In addition, the device above also consumes energy in the zero position, which is not desirable.
Det är av stor betydelse att ventilarrangemangets utformning och manövrering är sådan att fluidströmmens tryckförlust över ventilen i ett öppet läge är så låg som möjligt.It is of great importance that the design and operation of the valve arrangement is such that the pressure loss of the fluid flow over the valve in an open position is as low as possible.
Det är dessutom viktigt, speciellt vid höga frekvenser, att tryckförlusten ej enbart är låg i venti- lO 15 20 25 30 35 511 266 lens öppna läge, utan även i de delvis öppna, successiva eller momentana lägen som tillsammans bildar ventilens öppnings- och stängningsförlopp.It is also important, especially at high frequencies, that the pressure loss is not only low in the open position of the valve, but also in the partially open, successive or instantaneous positions which together form the opening and closing processes of the valve. .
Med hänsyn till den hastighet med vilken en tryckvåg propagerar i en hydraulolja är det vid höga frekvenser även av stor betydelse att ventilen är kompakt utformad, så att det fysiska avståndet mellan ett fluidstyrande element, såsom en ventilkropp, och ett av styrningen påverkat element, såsom en huvudslid hos en servoventil, är litet.In view of the speed at which a pressure wave propagates in a hydraulic oil, it is also of great importance at high frequencies that the valve is compactly designed, so that the physical distance between a fluid control element, such as a valve body, and a control actuated element, such as a main slide of a servo valve, is small.
Ett ändamål med uppfinningen är således att åstad- komma en ventil av inledningsvis nämnt slag för styrning av en fluidström för tillämpningar vid höga frekvenser och tryck.An object of the invention is thus to provide a valve of the kind mentioned in the introduction for controlling a fluid flow for applications at high frequencies and pressures.
Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en ventil av inledningsvis nämnt slag med låg tryckförlust i såväl öppet som delvis öppet läge.A further object of the invention is to provide a valve of the type mentioned in the introduction with a low pressure loss in both open and partially open position.
Ett ytterligare ändamål är att åstadkomma en kompakt utformad ventil av inledningsvis nämnt slag.A further object is to provide a compactly designed valve of the kind mentioned in the introduction.
Sammanfattning av uppfinningen Uppfinningsändamålen uppnås genom en ventil av inledningsvis nämnt slag som uppvisar de i bifogade patentkrav angivna särdragen.Summary of the invention The objects of the invention are achieved by a valve of the kind mentioned in the introduction which has the features stated in the appended claims.
Uppfinningen bygger sålunda på en insikt om det fördelaktiga i att åtminstone en av ventilkropparna manövreras medelst manövreringsorgan som innefattar ett magnetostriktivt eller piezoelektriskt element och som åstadkommer en längdändring av nämnda element, vilken i sin tur åstadkommer en kraft som bringas att verka på nämnda ventilkropp för manövrering av denna.The invention is thus based on an insight into the advantage in that at least one of the valve bodies is actuated by means of actuating means which comprise a magnetostrictive or piezoelectric element and which effect a change in length of said element, which in turn produces a force which is caused to act on said valve body for actuation. of this.
Enligt uppfinningen manövreras således ventilkropp- arna med hjälp av magnetostriktiva eller piezoelektriska material. Magnetostriktiva och piezoelektriska material har den gemensamma egenskapen att deras dimensioner beror av på materialen applicerade magnetiska respektive elek- triska fält. Manövreringen kan således ske mycket väl med 511 266 lO l5 20 25 30 hjälp av elektriska styrorgan. Dimensionsförändringarna åstadkommer krafter som är tillräckligt stora för att på ett fördelaktigt sätt användas vid mycket höga hydraul- tryck. Vidare reagerar materialen mycket snabbt på för- ändringar hos de magnetiska eller elektriska fälten, vilket är en mycket viktig egenskap vid tillämpningar vid höga frekvenser.According to the invention, the valve bodies are thus actuated by means of magnetostrictive or piezoelectric materials. Magnetostrictive and piezoelectric materials have the common property that their dimensions depend on the magnetic fields applied by the materials, respectively. The operation can thus take place very well with the aid of electrical control means. The dimensional changes produce forces that are large enough to be used in an advantageous manner at very high hydraulic pressures. Furthermore, the materials react very quickly to changes in the magnetic or electric fields, which is a very important property in applications at high frequencies.
En nackdel med magnetostriktiva och piezoelektriska material är att de dimensionsförändringar som kan åstad- kommas med dessa material är mycket små i förhållande till den rörelse som ofta år nödvändig för en manövrer- bar, stängande och öppnande ventilkropp hos en ventil.A disadvantage of magnetostrictive and piezoelectric materials is that the dimensional changes that can be achieved with these materials are very small in relation to the movement that is often necessary for a manoeuvrable, closing and opening valve body of a valve.
Det är därför önskvärt att åstadkomma någon form av utväxling mellan det magnetostriktiva eller piezoelek- triska elementet och ventilkroppen, så att elementets begränsade längdutvidgning omsättes i en betydligt större rörelse hos ventilkroppen.It is therefore desirable to provide some form of exchange between the magnetostrictive or piezoelectric element and the valve body, so that the limited longitudinal expansion of the element is converted into a much greater movement of the valve body.
En nackdel med konventionella utväxlingsanordningar är att de i motsvarande grad skulle förstärka de trög- hetskrafter som måste övervinnas för åstadkommande av en rörelse hos en ventilkropp. Vid höga frekvenser skulle således en mycket stor tröghetsmassa komma att verka på det piezoelektriska eller magnetostriktiva elementet som utnyttjas i en ventil enligt uppfinningen.A disadvantage of conventional gear devices is that they would correspondingly amplify the inertial forces which must be overcome in order to effect a movement of a valve body. Thus, at high frequencies, a very large inertial mass would act on the piezoelectric or magnetostrictive element used in a valve according to the invention.
Enligt föredragna utföranden av uppfinningen löses detta problem genom att åtminstone en ventilkropp är vridbar kring en vridaxel, och att nämnda kraft är anordnad att företrädesvis åtminstone väsentligen linjärt verka på nämnda ventilkropp för att skapa ett vridmoment som åstadkommer en vridrörelse hos ventilkroppen. Vidare är nämnda manövreringsorgan och nämnda ventilkropp med fördel anordnade att bringa nämnda kraft att verka i en riktning vars vinkelräta avstånd till nämnda vridaxel är väsentligt mindre än ett avstånd mellan nämnda vridaxel och nämnda ventilkropps första, passagdefinierande parti, varigenom den av nämnda vridning orsakade rörelsen hos lO 15 20 25 30 35 511266 ventilkroppens första parti blir stor i förhållande nämnda elements längdutvidgning.According to preferred embodiments of the invention, this problem is solved in that at least one valve body is rotatable about an axis of rotation, and that said force is arranged to preferably act at least substantially linearly on said valve body to create a torque which causes a rotational movement of the valve body. Furthermore, said actuator and said valve body are advantageously arranged to cause said force to act in a direction whose perpendicular distance to said axis of rotation is substantially less than a distance between said axis of rotation and said first passage defining portion of said valve body, whereby the movement caused by said rotation The first portion of the valve body becomes large in relation to the longitudinal expansion of said elements.
Genom att den magnetostriktiva eller piezoelektriska stavens längdändring åstadkommer en kraft som bringas att verka på respektive ventilkropp i en riktning vars vinkelräta avstånd till vridaxeln är litet, åstadkommes nämnda föredragen utväxling mellan stavens längdändring och ventilkroppens rörelse av ventilkroppens vridrörelse i sig.By changing the length of the magnetostrictive or piezoelectric rod, a force is applied to act on the respective valve body in a direction whose perpendicular distance to the axis of rotation is small, said preferred exchange between the length change of the rod and the valve body's movement of the valve body.
Här inses att det vinkelräta avståndet mellan kraftens riktning och vridaxeln ej nödvändigtvis är ett konstant avstånd, utan kan ändras momentant eller successivt under vridrörelsen. Det väsentliga är att det momentana avståndet är litet i förhållande till avståndet mellan vridaxeln och ventilkroppens passagedefinierande partiet.Here it is understood that the perpendicular distance between the direction of the force and the axis of rotation is not necessarily a constant distance, but can be changed momentarily or successively during the rotational movement. The essential thing is that the instantaneous distance is small in relation to the distance between the axis of rotation and the passage defining portion of the valve body.
Vidare inses att det ej är nödvändigt att båda ven- tilkropparna manövreras med hjälp av en magnetostriktiv eller piezoelektrisk stav. Exempelvis kan den ena klaffen manövreras med hjälp av mer konventionella metoder, såsom i ovan nämnda amerikanska patent US 4 073 316, eller den kan till och med vara fast anordnad i ventilhuset.Furthermore, it is understood that it is not necessary for both valve bodies to be actuated by means of a magnetostrictive or piezoelectric rod. For example, one flap may be operated by more conventional methods, as in the aforementioned U.S. Patent 4,073,316, or it may even be fixedly mounted in the valve housing.
Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen har ventilhuset åtminstone ett första parti som tillsammans med ett andra parti hos den första ventilkroppen definierar en första genomströmningskanal för fluidströmningen fràn passagen till det första ut- loppet i det första öppna läget, vilken kanal är utformad som en diffusor.According to a further preferred embodiment of the invention, the valve housing has at least a first portion which together with a second portion of the first valve body defines a first flow channel for the fluid flow from the passage to the first outlet in the first open position, which channel is designed as a diffuser .
Denna konstruktion har således fördelen att en diff- usor är formad som ett integrerat element hos ventilens centrala delar. Detta medför att ventilens totala storlek kan minskas jämfört med en konstruktion där en ventil- kropp och en diffusor bildas av separata delar. Kanalens diffusorform medför även att uppkomsten av turbulens vid och tryckförluster över ventilen motverkas även i de successiva eller momentana lägen som sammantaget bildar 511 266 10 l5 20 25 30 35 ventilkropparnas förskjutningsrörelse i förhållande till varandra.This construction thus has the advantage that a diffuser is formed as an integrated element of the central parts of the valve. This means that the total size of the valve can be reduced compared to a construction where a valve body and a diffuser are formed by separate parts. The diffuser shape of the duct also means that the occurrence of turbulence at and pressure losses across the valve is counteracted even in the successive or momentary positions which together form the displacement movement of the valve bodies relative to each other.
Kortfattad beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas genom exemplifierande utföringsformer med hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka: Pig l schematiskt visar ett snitt genom en ventil i ett första läge enligt en första utföringsform av före- liggande uppfinning; Pig 2 schematiskt visar ett snitt genom ventilen i Pig l i ett andra läge; Pig 3 schematiskt visar ett snitt genom ventilen i Pig 1 i ett tredje läge; Pig 4 schematiskt visar ett snitt genom en ventil i ett första läge enligt en andra utföringsform av före- liggande uppfinning; Pig 5 schematiskt visar ett snitt genom ventilen i Pig 4 i ett annat läge; Pig 6 schematiskt visar ett snitt genom en ventil enligt en tredje utföringsform av föreliggande uppfin- ning; Pig 7A schematiskt visar ett förstorat snitt genom ventilkroppens centrala axelpartier i Pig 6 i ett första läge; Pig 7B schematiskt visar ett förstorat snitt genom ventilkroppen centrala axelpartier i Pig 6 i ett andra läge; Pig 8A schematiskt visar ett snitt längs linjen I-I i Pig 3; och Pig 8B schematiskt visar ett snitt längs linjen II i Pig 6.Brief Description of the Drawings The present invention will now be described by way of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 schematically shows a section through a valve in a first position according to a first embodiment of the present invention; Pig 2 schematically shows a section through the valve in Pig 1 in a second position; Pig 3 schematically shows a section through the valve in Pig 1 in a third position; Fig. 4 schematically shows a section through a valve in a first position according to a second embodiment of the present invention; Pig 5 schematically shows a section through the valve in Pig 4 in another position; Fig. 6 schematically shows a section through a valve according to a third embodiment of the present invention; Fig. 7A schematically shows an enlarged section through the central shaft portions of the valve body in Fig. 6 in a first position; Fig. 7B schematically shows an enlarged section through the valve body central shaft portions in Fig. 6 in a second position; Fig. 8A schematically shows a section along the line I-I in Fig. 3; and Pig 8B schematically shows a section along the line II in Pig 6.
II- Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer Pig l, 2 och 3 visar schematiskt snitt genom en ven- til lO för styrning av en fluidström i tre olika lägen enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning. Ett 10 15 20 25 30 35 511 266 snitt längs linjen I-I i Pig 3 kommer att beskrivas senare med hänvisning till Fig 8A.Detailed Description of Preferred Embodiments Figures 1, 2 and 3 schematically show a section through a valve 10 for controlling a fluid flow in three different positions according to an embodiment of the present invention. A section along the line I-I in Fig. 3 will be described later with reference to Fig. 8A.
Ventilen 10 innefattar ett ventilhus 11 med ett inlopp 12 och två utlopp 13, 13'. I ventilhuset är två skivformiga vingar, vridslider eller ventilkroppar 20, 20' anordnade vridbart och motsatt varandra, vilka ventilkroppar har respektive första, passagedefinierande kant- eller eggpartier 21, 21' som definierar en spalt eller passage 17 för en fluidström mellan ventil- kropparna.The valve 10 comprises a valve housing 11 with an inlet 12 and two outlets 13, 13 '. In the valve housing, two disc-shaped wings, rotating slides or valve bodies 20, 20 'are arranged rotatably and opposite each other, which valve bodies have respective first, passage-defining edge or edge portions 21, 21' which define a gap or passage 17 for a fluid flow between the valve bodies.
Vidare har ventilhuset ll ett väsentligen plant första parti 15 som tillsamman med ett väsentligen plant andra parti 22, vilket utgår från nämnda första parti 21, hos den första ventilkroppen 20 definierar en första kanal 16 som sträcker sig från en punkt omedelbart snett nedströms nämnda passage 17 till det första utloppet 13.Furthermore, the valve housing 11 has a substantially flat first portion 15 which together with a substantially flat second portion 22, which emanates from said first portion 21, of the first valve body 20 defines a first channel 16 extending from a point immediately obliquely downstream of said passage 17. to the first outlet 13.
Ventilhusets första väggparti 15 och den första ventil- kroppens andra parti 22 är utformade så att den första kanalen 16 bildar en diffusor.The first wall portion 15 of the valve housing and the second portion 22 of the first valve body are designed so that the first channel 16 forms a diffuser.
På motsvarande sätt har ventilhuset 11 även ett väsentligen plant andra parti 15' som tillsamman med ett väsentligen plant andra parti 22', vilket utgår från nämnda första parti 21', hos den andra ventilkroppen 20' definierar en andra kanal 16' som sträcker sig från en punkt omedelbart snett nedströms nämnda passage 17 till det andra utloppet 13'. Även ventilhusets andra väggparti 15' och den andra ventilkroppens andra parti 22' är utformade så att den andra kanalen 16' har formen av en diffusor.Correspondingly, the valve housing 11 also has a substantially flat second portion 15 'which together with a substantially flat second portion 22', which emanates from said first portion 21 ', of the second valve body 20' defines a second channel 16 'extending from a point immediately obliquely downstream of said passage 17 to the second outlet 13 '. The second wall portion 15 'of the valve housing and the second portion 22' of the second valve body are also designed so that the second channel 16 'has the shape of a diffuser.
Såsom framgår av Fig 1 till 3 är således den första kanalens 16 övre mynning och den andra kanalens 16' övre mynning anordnade intill varandra strax nedströms nämnda passage 17.Thus, as can be seen from Figs. 1 to 3, the upper mouth of the first channel 16 and the upper mouth of the second channel 16 'are arranged next to each other just downstream of said passage 17.
Företrädesvis har kanalerna 16, 16' en respektive öppningsvinkel på mellan 4° och lO°, företrädesvis 8°. Här inses emellertid att kanalernas respektive öppningsvinkel 10 15 20 25 30 35 511 266 kommer att variera beroende på ventilkropparnas 20, 20' vridläge.Preferably, the channels 16, 16 'have a respective opening angle of between 4 ° and 10 °, preferably 8 °. Here, however, it will be appreciated that the respective opening angles of the ducts will vary depending on the rotational position of the valve bodies 20, 20 '.
När någon ventilkropp eller båda ventilkropparna vrids så att den vänstra, första ventilkroppens 20 kant- parti 21 är anordnat uppströms i förhållande till den högra, såsom andra ventilkroppens 20' kantparti 21', visas i Fig 1, har den av ventilkropparna definierade passagens 17 geometriska form verkan att bringa fluid- strömningen genom passagen 17 att styras, avledes eller avlänkas åt vänster så att fluidströmningen leds in i den första kanalen 16 och vidare till det första utloppet 13.When one or more valve bodies are rotated so that the edge portion 21 of the left, first valve body 20 is arranged upstream of the right, as the edge portion 21 'of the second valve body 20' is shown in Fig. 1, the passage 17 defined by the valve bodies has geometric has the effect of causing the fluid flow through the passage 17 to be directed, diverted or deflected to the left so that the fluid flow is led into the first channel 16 and further to the first outlet 13.
På motsvarande sätt styrs fluidströmningen genom passagen 17 åt höger till den andra kanalen 16' i rikt- ning mot det andra utloppet 13', första när den vänstra, ventilkroppens 20 kantparti 21 är anordnat nedströms i förhållande till den högra, kantparti 21', andra ventilkroppens 20' såsom visas i Fig 2.Correspondingly, the fluid flow is directed through the passage 17 to the right of the second channel 16 'in the direction of the second outlet 13', first when the edge portion 21 of the left, valve body 20 is arranged downstream of the right, edge portion 21 ', second of the valve body 20 'as shown in Fig. 2.
Således styrs fluidströmningen från inloppet 12 till beroende på ventilkropparnas 20, 20' kantpartiers 21, 21' genom passagen 17 och respektive kanal 16, 16' utloppen 13 eller 13' läge i förhållande till varandra.Thus, the fluid flow from the inlet 12 is controlled to, depending on the edge portions 21, 21 'of the valve bodies 20, 20' through the passage 17 and the respective channels 16, 16 ', the outlets 13 or 13' relative to each other.
I figurerna är ventilkropparna 20 och 20' anordnade vridbart kring respektive fasta geometriska vridaxlar 30, 30', och således är riktade vinkelrätt mot fluidströmningens vilka är vinkelräta mot ventilkropparnas vridplan riktning genom ventilhuset 11. I denna utföringsform är är ventilkropparna 20, 20' 36, 36' axlar 31, vridbara med hjälp av nållager kring respektive fysiska, 31'.In the figures, the valve bodies 20 and 20 'are arranged rotatably about respective fixed geometric axes of rotation 30, 30', and thus are directed perpendicular to the fluid flow which are perpendicular to the plane of rotation of the valve bodies through the valve housing 11. In this embodiment the valve bodies 20, 20 '36, 36 'shafts 31, rotatable by means of needle bearings about respective physical, 31'.
När fluidströmmen passerar mellan ventilkropparnas 21', övergår fluidströmmen delvis i en stràle cirkulärcylindriska 20, 20 passagedefinierande kantpartier 21, dvs genom passagen 17, eller i mer turbulent strömning. Härvid omvandlas det tryck som fluiden åstadkommer uppströms passagen 17 del- vis till rörelseenergi hos strålen, och således uppkommer en trycksänkning. Diffusorn, som bildas av respektive 10 20 25 30 35 511 266 ventilkropps andra parti 22, 22' och ventilhusets respek- 15', strålens rörelseenergi till ett tryck hos fluiden vid 13'. över ventilen relativt låg. tive väggparti 15, har då verkan att åter omvandla respektive utlopp 13, Således blir tryckförlusten I Pig 3 visas ventilen enligt den första utförings- formen i ett tredje, huvudsakligen stängt läge. I detta stängda läge är den första ventilkroppens 20 eggparti 21 och den andra ventilkroppens 20' eggparti 21' anordnade nära intill varandra och blockerar således nämnda pass- age. På så sätt hindras fluidströmmen att passera genom ventilen i det stängda läget. Detta utesluter emellertid inte att en begränsad läckström kan föreligga även i det stängda läget, eftersom det av praktiska skäl är svårt och riskfyllt att arrangera ventilkropparna så att egg- partierna bringas i kontakt med varandra och fullständigt stänger nämnda passage.When the fluid flow passes between the valve bodies 21 ', the fluid flow partly passes into a jet of circular-cylindrical 20, passage defining edge portions 21, i.e. through the passage 17, or into more turbulent flow. In this case, the pressure which the fluid creates upstream of the passage 17 is partly converted into kinetic energy of the jet, and thus a pressure drop occurs. The diffuser formed by the second portion 22, 22 'of the valve body, respectively, and the respective 15' of the valve body, the kinetic energy of the jet to a pressure of the fluid at 13 '. over the valve relatively low. tive wall portion 15, then has the effect of re-converting the respective outlet 13, Thus the pressure loss In Fig. 3, the valve according to the first embodiment is shown in a third, substantially closed position. In this closed position, the edge portion 21 of the first valve body 20 and the edge portion 21 'of the second valve body 20' are arranged close to each other and thus block said passage. In this way, the fluid flow is prevented from passing through the valve in the closed position. However, this does not exclude that a limited leakage current may exist even in the closed position, since for practical reasons it is difficult and risky to arrange the valve bodies so that the edge portions are brought into contact with each other and completely close said passage.
Kombinationen av att föra samman ventilkropparnas kantpartier nära intill varandra i det stängda läget och att utforma kanalerna med diffusorform åstadkommer en anordning som har liten energiförbrukning i nolläget men likväl har låg tryckförlust.The combination of bringing the edge portions of the valve bodies close together in the closed position and designing the channels with a diffuser shape provides a device which has little energy consumption in the zero position but still has a low pressure loss.
En effekt av att vridkropparna 20, 20' är anordnade så att de i det stängda läget är näst intill i kontakt med varandra, är att den kontinuerligt ökande eller min- skande avlänkningen av stràlen, tiernas 21, 21' förskjutning i förhållande till varandra, I stället erhålles ett s k bistabilt bete- vilken beror av kantpar- går förlorad. ende, i vilket fluidströmmen i de öppna lägena avlänkas antingen helt åt vänster eller helt åt höger. Detta beror huvudsakligen på en kombination av pässagens 17 geomet- riska utformning och inverkan av coandäeffekten på fluid- strömmen intill respektive kant- och kanalpartiyta 21, 22, 21', 22'.An effect of the rotating bodies 20, 20 'being arranged so that in the closed position they are almost in contact with each other, is that the continuously increasing or decreasing deflection of the beams, the displacement of the tens 21, 21' relative to each other, Instead, a so-called bistable behavior is obtained - which is due to edge pairs being lost. in which the fluid flow in the open positions is deflected either completely to the left or completely to the right. This is mainly due to a combination of the geometric design of the pass saw 17 and the effect of the coanda effect on the fluid flow adjacent to the respective edge and channel portion surface 21, 22, 21 ', 22'.
Såsom visas i Fig 1 till 3 manövreras respektive ventilkropp 20, 20' elektrisk stav 50, av en magnetostriktiv eller piezo- 50'. Stavarrangemangen för de båda 15 20 25 30 35 10 511 266 ventilkropparna är vanligtvis identiska, och för enkel- hets skull kommer därför enbart den ena ventilkroppens manövrering att beskrivas nedan.As shown in Figs. 1 to 3, the respective valve body 20, 20 'electric rod 50, is operated by a magnetostrictive or piezo 50'. The rod arrangements for the two valve bodies are usually identical, and for the sake of simplicity only the operation of one valve body will therefore be described below.
I figurerna är staven 50 en magnetostriktiv stav vars längdutvidgning således styrs av ett elektromagne- tiskt fält som alstras av en elektromagnetisk spole 65, vilken i sin tur matas med spänning från en spännings- källa/styrenhet 60. Den elektromagnetiska spolen 65 och den magnetostriktiva staven 50 är anordnade i ett hus 18 i anslutning till ventilhuset ll.In the figures, the rod 50 is a magnetostrictive rod whose longitudinal expansion is thus controlled by an electromagnetic field generated by an electromagnetic coil 65, which in turn is supplied with voltage from a voltage source / control unit 60. The electromagnetic coil 65 and the magnetostrictive rod 50 are arranged in a housing 18 adjacent to the valve housing 11.
Eftersom denna typ av stavar är mycket känsliga för böjbelastningar, är staven 30 ledbart fäst vid huset 18 och vid en länkarm 55 med hjälp av någon form av huvud- sakligen friktionsfria, ledade anslutningar, vilka i figurerna exemplifieras i form av ledkulor 51 och 52.Since this type of rods is very sensitive to bending loads, the rod 30 is hingedly attached to the housing 18 and to a link arm 55 by means of some form of substantially frictionless, articulated connections, which in the figures are exemplified in the form of hinge balls 51 and 52.
Länkarmen 55 överför stavens 50 längdutvidgning eller längdändring till ventilkroppen 20 utan någon form av utväxling. Såsom visas i figurerna är den magnetostrik- tiva staven 50 och länkarmen 55 anordnade axiellt i linje med varandra och sträcker sig lankarmen 55 genom en öppning i ventilhuset.The link arm 55 transmits the length extension or length change of the rod 50 to the valve body 20 without any form of gearing. As shown in the figures, the magnetostrictive rod 50 and the link arm 55 are arranged axially in line with each other and the link arm 55 extends through an opening in the valve housing.
Enligt utföringsformen ovan åstadkommes manövrering av ventilkroppen 20 genom att nämnda styrorgan 60 alstrar ett magnetiskt fält som orsakar en längdförändring hos staven 50. Stavens 50 längdutvidgning åstadkommer en linjärt verkande kraft som via länkarmen 55 bringas att verka på ventilkroppen 20 via en ledkula 53 i en angreppspunkt 25 på ventilkroppen 20.According to the above embodiment, actuation of the valve body 20 is effected by said guide means 60 generating a magnetic field which causes a change in length of the rod 50. The longitudinal expansion of the rod 50 provides a linearly acting force which is actuated on the valve body 20 via a hinge ball 53. 25 on the valve body 20.
Såsom framgår av Pig 2 är ventilkroppen 20 och staven/länkarmen 50, 55 utformade så att det vinkelräta avståndet a mellan kraftens riktning och vridaxeln 30 är litet i förhållande till avståndet A mellan vridaxeln 30 och vridkroppens 20 passagedefinierande kantparti 21.As shown in Fig. 2, the valve body 20 and the rod / link arm 50, 55 are designed so that the perpendicular distance a between the direction of the force and the axis of rotation 30 is small in relation to the distance A between the axis of rotation 30 and the passage defining edge portion 21 of the body 20.
Detta innebär att stavens 50 längdförändring är liten i förhållande till den av ventilkroppens vridrörelse àstadkomna förflyttningen av ventilkroppens 20 första parti 21. Det inses att ett litet avstånd a innebär att 10 15 20 25 30 35 11 511 266 den linjära kraftpàverkan bibehålls i väsentlig utsträckning.This means that the change in length of the rod 50 is small in relation to the movement of the first part 21 of the valve body 20 brought about by the rotational movement of the valve body. It is understood that a small distance a means that the linear force influence is maintained to a significant extent.
Exempelvis har utväxlingen i de prototyper som hit- tils utvecklats av uppfinnarna typiskt varit mellan 1:5 och 1:20, dvs en längdförändring hos den magnetostriktiva staven på 0,1 mm har gett en periferirörelse hos ventil- kroppens 20 första parti 21 på mellan 0,5 och 2 mm.For example, the gear ratio in the prototypes developed so far by the inventors has typically been between 1: 5 and 1:20, i.e. a change in length of the magnetostrictive rod of 0.1 mm has given a circumferential movement of the first portion 21 of the valve body 20 of between 0.5 and 2 mm.
Ventilhuset innefattar dessutom en eller flera tät- 41, 40' och 41' pektive ventilkropps 20, 20' cirkulärt utformade bakdel ningar 40, som är anordnade mellan res- och ventilhuset 11 och som hindrar fluidströmmen från att strömma annan väg genom ventilen än genom nämnda passage 17 mellan ventilkropparna 20, 20' och vidare genom res- pektive kanal 16, 16'. Här inses att ventilen företrädes- vis även innefattar tätningar mellan ventilhuset och de ytor hos ventilkropparna som är planparallella med det snitt som visas i figurerna.The valve housing further comprises one or more sealing 41, 40 'and 40' respective valve body 20, 20 'respective valve bodies 20, which are arranged between the travel and valve housing 11 and which prevent the fluid flow from flowing other way through the valve than through said passage 17 between the valve bodies 20, 20 'and further through the respective channel 16, 16'. Here it is understood that the valve preferably also comprises seals between the valve housing and the surfaces of the valve bodies which are plane-parallel with the section shown in the figures.
En del magnetostriktiva eller piezoelektriska mate- rial uppvisar spröda egenskaper, vilket speciellt är ett problem vid höga frekvenser då accelerationskrafterna som verkar på stavarna vid sådana tillämpningar är speciellt höga. Beroende på materialval föredras därför att respek- tive stav 50, 50* är förspänd. Förspänningen kan antingen åstadkommas mekaniskt, med olika typer av fjädrar, och/- eller hydrauliskt.Some magnetostrictive or piezoelectric materials exhibit brittle properties, which is especially a problem at high frequencies as the acceleration forces acting on the rods in such applications are particularly high. Depending on the choice of material, it is therefore preferred that the respective rods 50, 50 * are prestressed. The pretension can be achieved either mechanically, with different types of springs, and / or hydraulically.
I utföringsformen som visas i Fig 1 till 3 innefatt- ar ventilen 10 med fördel respektive torsionsfjädrar (ej visade) som verkar vridande på respektive axel 31, 31' i syfte att vrida ventilkroppen 20 medurs och ventilkroppen 20' moturs i figuren, varigenom respektive ventilkropp 20, 20' pressas mot respektive länkarm 55, 55' som i sin tur överför denna tryckbelastning på respektive stav 50, 50'.In the embodiment shown in Figs. 1 to 3, the valve 10 advantageously comprises torsion springs (not shown) which act on the respective shaft 31, 31 'for the purpose of rotating the valve body 20 clockwise and the valve body 20' counterclockwise in the figure, whereby the respective valve body 20, 20 'are pressed against the respective link arm 55, 55' which in turn transmits this pressure load on the respective rod 50, 50 '.
Enligt denna utföringsform àstadkommes även hydrau- lisk förspänning av de magnetostriktiva stavarna 50, 55 genom att ventilhuset ll och ett parti 23, 23' av respek- tive ventilkropps 20, 20' omkrets är utformade så att ett 12 511 266 10 15 20 25 30 35 avstånd B mellan respektive vridaxel 30, 30' och respek- tive ventilkropps första eggparti 21, 21' är större än ett avstånd b mellan respektive vridaxel 30, 30' och res- 41', Fluid- trycket från inloppet 12 verkar då på nämnda partier 23, pektive tätning 41, såsom framgår av Fig 3. 23' mellan nämnda första partier 21, 21' och nämnda tät- ningar 41, 41'. Avståndsskillnaden får till följd att det tryck som verkar på partierna 23, 23' sammantaget åstad- kommer ett moment som vill vrida ventilkroppen 20 medurs och ventilkroppen 20' moturs i figuren. Detta vridmoment verkar via respektive ventilkropp på länkarmarna 55, 55' som i sin tur överför denna tryckbelastning på den mag- netostriktiva staven, varigenom ovan nämnda förspänning av respektive stav 50, 50' åstadkommes av fluidtrycket och ventilhusets och ventilkropparnas utformning i sig.According to this embodiment, hydraulic biasing of the magnetostrictive rods 50, 55 is also provided in that the valve housing 11 and a portion 23, 23 'of the circumference of the respective valve body 20, 20' are designed so that a 12 511 266 10 15 20 25 30 Distance B between the respective pivot shaft 30, 30 'and the first edge portion 21, 21' of the respective valve body is greater than a distance b between the respective pivot shaft 30, 30 'and the rest 41'. The fluid pressure from the inlet 12 then acts on the portions 23, respective seal 41, as shown in Fig. 3. 23 'between said first portions 21, 21' and said seals 41, 41 '. The difference in distance results in the pressure acting on the portions 23, 23 'together producing a moment which wants to turn the valve body 20 clockwise and the valve body 20' counterclockwise in the figure. This torque acts via the respective valve body on the link arms 55, 55 'which in turn transmit this pressure load to the magnetostrictive rod, whereby the above-mentioned biasing of the respective rod 50, 50' is produced by the fluid pressure and the design of the valve housing and valve bodies.
I Fig 4 visas en ytterligare utföringsform av före- liggande uppfinning, varvid utloppen 13, 13' från ven- tilen 1O i Fig 1 till 3 är kopplade till en arbetsslinga 70, 70' kan vara en cylinderkolv eller en huvudslid hos ett i vilken ett arbetsorgan 80, vilket exempelvis servoventilarrangemang såsom visas i figuren, är anordnat att påverkas och företrädesvis förflyttas av trycket från fluidströmningen genom ventilen.Fig. 4 shows a further embodiment of the present invention, wherein the outlets 13, 13 'from the valve 10 in Figs. 1 to 3 are connected to a working loop 70, 70' may be a cylinder piston or a main slide of one in which a working means 80, which for example servo valve arrangement as shown in the figure, is arranged to be actuated and preferably moved by the pressure from the fluid flow through the valve.
Vidare innefattar arrangemanget i Fig 4 en eller flera detektorer 61 som företrädesvis är anordnade ned- ströms ventilerna och då helst i närheten av huvudsliden.Furthermore, the arrangement in Fig. 4 comprises one or more detectors 61 which are preferably arranged downstream of the valves and then preferably in the vicinity of the main slide.
Detektorn 61 kan vara en trycksensor eller en mekanisk detektor som känner av trycket nedströms ventilerna eller huvudslidens läge och som matar denna information till styrenheten 60”. Detta åstadkommer den återkoppling till styrenheten som ofta är nödvändig för korrekt styrning och manövrering av ventilarrangemanget.The detector 61 may be a pressure sensor or a mechanical detector which senses the pressure downstream of the valves or the position of the main slide and which supplies this information to the control unit 60 '. This provides the feedback to the control unit that is often necessary for correct control and operation of the valve arrangement.
I utföringsformen Fig 4 innefattar ventilhuset 11 hos ventilen i Fig 1 till 3 ett tredje utlopp eller en returanslutning 14 som är anordnad mellan ventilhusets 11 partier 15 och l5', dvs mellan kanalernas 16 och 16' övre mynningar, omedelbart rakt nedströms passagen 17. 10 15 20 25 30 35 13 511 266 När ventilkropparna hos ventilen i Pig 4 bringas till ett sådant läge som visas i Fig 1, strömmar fluiden från inloppet 12 via passagen 17 och den första kanalen 16 till utloppet 13 och vidare till arbetsslingepartiet 70 och bringar huvudsliden 80 att förflyttas åt höger i figuren. Fluid som befinner sig i arbetsslingepartiet 70' på höger sida om huvudsliden 80 pressas då av denna mot utloppet 13' och vidare via den andra kanalen 16' till returanslutningen 14.In the embodiment Fig. 4, the valve housing 11 of the valve in Figs. 1 to 3 comprises a third outlet or a return connection 14 which is arranged between the portions 15 and 15 'of the valve housing 11, i.e. between the upper mouths of the channels 16 and 16', immediately directly downstream of the passage 17. When the valve bodies of the valve in Fig. 4 are brought to a position as shown in Fig. 1, the fluid flows from the inlet 12 via the passage 17 and the first channel 16 to the outlet 13 and further to the working loop portion 70 and brings the main slide 80 to be moved to the right in the figure. Fluid located in the working loop portion 70 'on the right side of the main slide 80 is then pressed by it against the outlet 13' and further via the second channel 16 'to the return connection 14.
På motsvarande sätt strömmar fluiden från inloppet 11 via passagen 17 och den första kanalen 16' till ut- loppet 13' och arbetsslingepartiet 70', när ventilkropp- arna hos ventilen i Pig 4 bringas till det läge som visas i Fig 2. Fluidströmmen pressar då huvudsliden 80 åt vän- ster i figur 4, och fluid i arbetsslingepartiet 70 på vänster sida om huvudsliden 80 pressas av huvudsliden mot utloppet 13 via den första kanalen 16 till returanslut- ningen 14.Correspondingly, the fluid flows from the inlet 11 via the passage 17 and the first channel 16 'to the outlet 13' and the working loop portion 70 ', when the valve bodies of the valve in Fig. 4 are brought to the position shown in Fig. 2. The fluid flow is then pressed the main slide 80 to the left in Figure 4, and fluid in the working loop portion 70 on the left side of the main slide 80 is pressed by the main slide towards the outlet 13 via the first channel 16 to the return connection 14.
Genom det ovan nämnda bistabila beteendet förhindras att någon betydande del av fluidströmmen i nàgot läge strömmar direkt från passagen 17 till returanslutningen 14.The above-mentioned bistable behavior prevents any significant part of the fluid flow in any position from flowing directly from the passage 17 to the return connection 14.
När fluidströmmen genom ventilen i Pig 4 strömmar från passagen till den första kanalen 16, åstadkommer fluidströmmen en av strömmen beroende ejektorverkan vid returanslutningens 14 och den andra kanalens 16' övre mynning. Denna ejektorverkan åstadkommer en sugande verkan som dels förhindrar att någon del av fluidström- ningen från passagen 17 av misstag strömmar till kanalen 16' eller till returanslutningen 14, dels hjälper till att suga fluid från arbetslingepartiet 70' på höger sida till returanslutningen 14 eller in i fluidströmningen till om huvudsliden 80 via utloppet 13' och kanalen 16' kanalen 16. Huvudslidens förflyttning till höger i Fig 4 underlättas därmed, eftersom den relativt lägre tryck- satta fluiden till höger om huvudsliden 80 undanträngs lättare. 14 511 266 10 15 20 25 30 35 På motsvarande sätt åstadkommer fluidströmmen från inloppet 11 genom passagen 17 till den andra kanalen 16' i ventilkroppsläget i Fig 2 en av fluidströmmen beroende ejektorverkan vid returanslutningens 14 och den första kanalens 16 övre mynningar. Denna ejektorverkan åstad- kommer då en sugande verkan som hjälper till att suga fluiden från arbetsslingepartiet 70 på vänster sida om nuvudsliden 80 via det första utloppet 13 och den första kanalen 16 till returanslutningen 14 eller in i fluid- strömningen från passagen 17 till den andra kanalen 16', varigenom huvudslidens 80 förflyttning till vänster i figuren underlättas.When the fluid flow through the valve in Pig 4 flows from the passage to the first channel 16, the fluid flow produces an ejector-dependent ejector action at the upper mouth of the return connection 14 and the second channel 16 '. This ejector effect provides a suction effect which partly prevents some part of the fluid flow from the passage 17 from accidentally flowing to the channel 16 'or to the return connection 14, and partly helps to suck fluid from the working loop portion 70' on the right side to the return connection 14 or into the fluid flow to about the main slide 80 via the outlet 13 'and the channel 16' to the channel 16. The movement of the main slide to the right in Fig. 4 is thereby facilitated, since the relatively lower pressurized fluid to the right of the main slide 80 is more easily displaced. Correspondingly, the fluid flow from the inlet 11 through the passage 17 to the second channel 16 'in the valve body position in Fig. 2 provides an ejector effect dependent on the fluid flow at the upper mouths of the return connection 14 and the first channel 16. This ejector action then produces a suction action which helps to suck the fluid from the working loop portion 70 on the left side of the new slide 80 via the first outlet 13 and the first channel 16 to the return connection 14 or into the fluid flow from the passage 17 to the second channel 16 ', thereby facilitating the movement of the main slide 80 to the left in the figure.
I Fig 5 visas ventilen i Fig 4 i ett annat ventil- kroppsläge, i vilket utvidgning av kanalens 16' area åstadkommes genom att båda ventilkropparnas eggpartier 20, 21 samtidigt förflyttas motströms men olika långt.Fig. 5 shows the valve in Fig. 4 in a different valve body position, in which widening of the area of the channel 16 'is effected by the edge portions 20, 21 of both valve bodies being moved countercurrently but at different distances at the same time.
Eftersom den första ventilkroppens 20 eggparti 21 är anordnat uppströms i förhållande till den andra ventil- kroppens 20' eggparti 21', kommer fluiden huvudsakligen att strömma från passagen 17 till den första kanalen 16.Since the edge portion 21 of the first valve body 20 is arranged upstream of the edge portion 21 'of the second valve body 20', the fluid will mainly flow from the passage 17 to the first channel 16.
Den samtidiga, men något kortare förflyttningen av den andra ventilkroppens 20' eggparti 21' motströms ökar emellertid returströmningskanälens 16' area, så att returfluidströmningen från arbetsslingepartiet 70' till returanslutningen 14 underlättas ytterligare.However, the simultaneous but somewhat shorter movement of the edge portion 21 'of the second valve body 20' upstream increases the area of the return flow channel 16 ', so that the return fluid flow from the working loop portion 70' to the return connection 14 is further facilitated.
I Pig 6 visas ytterligare en utföringsform av en ventil enligt uppfinningen. Ventilen skiljer sig från den som visas i de tidigare figurerna i två avseenden.Fig. 6 shows a further embodiment of a valve according to the invention. The valve differs from the one shown in the previous figures in two respects.
Ventilkropparna 20, 20' i Pig 6 är utformade med genom- gående bortskurna partier 27, 27'. Dessa hålrum är ut- formade i syfte att dels minska ventilkropparnas trög- hetsmassa, dels minska ventilkropparnas friktion mot ventilhuset för att därigenom underlätta vridning av ventilkropparna. Självfallet är detta särdrag ej begränsat till utföringsformen i Fig 6, utan kan med fördel tillämpas pà övriga utföringsformer. Vidare 10 15 20 25 30 35 15 511266 innefattar ventilen i Fig 6 en alternativ utformning av länkarmarnas 55 påverkan på respektive ventilkropp.The valve bodies 20, 20 'in Pig 6 are formed with continuous cut-away portions 27, 27'. These cavities are designed in order to reduce the inertial mass of the valve bodies and to reduce the friction of the valve bodies against the valve housing in order to thereby facilitate rotation of the valve bodies. Of course, this feature is not limited to the embodiment in Fig. 6, but can be advantageously applied to other embodiments. Furthermore, the valve in Fig. 6 comprises an alternative design of the influence of the link arms 55 on the respective valve body.
I Fig 6 är ventilkroppen 20 vridbar kring en axel 32 som har ett bortskuret parti som definierar en plan glid- yta som ligger an mot en motsvarande plan glidyta hos en kil 33. ventilkroppen 20 i ett kilurtag i denna i anslutning till Kilen 33 är vridbart anordnad i förhållande till axeln 32. Kilen 33 är vridbar i förhållande till ventil- kroppen 20 och förskjutbar i förhållande till axeln 32 utmed dennas plana yta.In Fig. 6, the valve body 20 is rotatable about a shaft 32 having a cut-away portion defining a flat sliding surface which abuts a corresponding flat sliding surface of a wedge 33. the valve body 20 in a wedge recess therein adjacent to the wedge 33 is rotatable arranged in relation to the shaft 32. The wedge 33 is rotatable in relation to the valve body 20 and displaceable in relation to the shaft 32 along its flat surface.
I denna utföringsform åstadkommer stavens 50 längd- förändring en kraft som via länkarmen 55 bringas att med glidbart ingrepp verka på kilens 33 cirkulärt välvda sida, varvid glidrörelse hos kilen 33 i förhållande till axeln 32 bringar axeln 32 och ventilkroppen 20 att vrida sig på önskat sätt kring den geometriska vridaxeln 30 i ventilhuset ll.In this embodiment, the change in length of the rod 50 causes a force which is caused via the link arm 55 to act with slidable engagement on the circularly curved side of the wedge 33, whereby sliding movement of the wedge 33 relative to the shaft 32 causes the shaft 32 and the valve body 20 to rotate as desired. around the geometric axis of rotation 30 in the valve housing 11.
Ett snitt längs linjen II-II i Fig 6 som ytterligare förklarar kilens 33 funktion kommer att beskrivas senare med hänvisning till Fig 8B.A section along the line II-II in Fig. 6 which further explains the function of the wedge 33 will be described later with reference to Fig. 8B.
Av figurerna framgår att den geometriska vridaxeln 30 även i denna utföringsform är huvudsakligen vinkelrä: mot strömningsriktningen genom ventilen.It can be seen from the figures that the geometric axis of rotation 30 also in this embodiment is substantially perpendicular to the direction of flow through the valve.
Med hjälp av kilkonstruktion i Pig 6 säkerställes att avståndet a bibehålls konstant under hela vridrörel- sen, vilket således förhindrar att länkarmen 55 förskjuts i sidled under vridrörelsen. Sådan sidledsförskjutning av länkarmen 55 skulle medföra att utväxlingen ändras under vridrörelsen och ge upphov till vissa konstruktions- svårigheter.By means of wedge construction in Pig 6 it is ensured that the distance a is maintained constant during the entire rotational movement, which thus prevents the link arm 55 from being displaced laterally during the rotational movement. Such lateral displacement of the link arm 55 would cause the gear ratio to change during the rotational movement and give rise to certain design difficulties.
I Fig 7A och 7B visas schematisk ett förstorat snitt genom de centrala axelpartierna hos ventilkroppen 20 i Fig 6 i två lägen. För att ge en bättre förståelse av kilens 33 rörelse i föhållande till vridaxeln 32 och ventilkroppen 20, är den lägesändring som visas i figurerna något överdriven. 5 l0 l5 20 25 30 35 16 511266 Ventilkroppen i Fig 7A och 7B är vridbar kring den fysiska vridaxel 32 som enligt ovan har ett bortskuret parti som definierar en plan glidyta som glidbart ligger an mot motsvarande yta hos kilen 33. Kilen 33 är anordnad i ett urtag i ventilkroppen 20 i anslutning till vrid- axeln 31. Som nämns ovan är kilen 33 vridbar i förhåll- ande till ventilkroppen 20 och förskjutbar i förhållande till axeln 32 utmed dennas yta.Figs. 7A and 7B schematically show an enlarged section through the central shaft portions of the valve body 20 in Fig. 6 in two positions. To provide a better understanding of the movement of the wedge 33 relative to the pivot shaft 32 and the valve body 20, the position change shown in the figures is slightly exaggerated. The valve body in Figs. 7A and 7B is rotatable about the physical axis of rotation 32 which, as above, has a cut-away portion defining a planar sliding surface which slidably abuts the corresponding surface of the wedge 33. The wedge 33 is arranged in a recess in the valve body 20 adjacent to the axis of rotation 31. As mentioned above, the wedge 33 is rotatable relative to the valve body 20 and displaceable relative to the shaft 32 along its surface.
I Fig 8A visas ett snitt längs linjen I-I i Fig 3.Fig. 8A shows a section along the line I-I in Fig. 3.
Eftersom ovan nämnda kil 33 saknas i denna utföringsform och axeln 31 är en ”hel” cirkulärcylindrisk axel, är ventilkroppen 20 här vridbar i ventilhuset ll kring den cylindriska axeln 3l med hjälp av nållagret 36. Den cirkulärcylindriska axeln 31 är i sin tur är ansluten till ventilhuset ll.Since the above-mentioned wedge 33 is missing in this embodiment and the shaft 31 is a "whole" circular-cylindrical shaft, the valve body 20 is here rotatable in the valve housing 11 around the cylindrical shaft 31 by means of the needle bearing 36. The circular-cylindrical shaft 31 is in turn connected to the valve body ll.
I Fig 8B visas ett snitt längs linjen II-II i Fig 6.Fig. 8B shows a section along the line II-II in Fig. 6.
Eftersom arrangemanget som utgörs av ventilkroppen 20, axeln 32 och kilen 33 skall vara vridbart i förhållande till den geometriska vridaxeln 30 i ventilhuset ll, sträcker sig axeln 32 in i ventilhuset ll och är vridbart ansluten 36. inbördes glidbart eller vridbart anordnade i till ventilhuset ll via lager, såsom nållager axeln 32 och kilen 33 är dessutom förhållande Ventilkroppen 20, till varandra.Since the arrangement consisting of the valve body 20, the shaft 32 and the wedge 33 is to be rotatable relative to the geometric axis of rotation 30 in the valve housing 11, the shaft 32 extends into the valve housing 11 and is rotatably connected 36. mutually slidably or rotatably arranged in to the valve housing 11 via bearings, such as needle bearings, the shaft 32 and the wedge 33 are also the relationship of the valve body 20, to each other.
Fackmannen inom teknikområdet inser att de särdrag som i denna beskrivning presenterats i anslutning till specifika utföringsformer ej är begränsade till respek- tive utföringsformer, utan att dessa kan kombineras fördelaktigt på olika sätt beroende på tillämpningsområde och önskat funktionssätt hos ventilen. Även om ventilkroppen enligt de olika utföringsfor- merna är vridbar kring en bestämd geometrisk axel så inses att vridrörelsen kan bestå av en kombinerad vrid- och translationsrörelse, varvid vridaxeln förflyttas momentant under translationsrörelsen i förhållande till ventilkroppen eller ventilhuset. 10 15 17 511 266 Även om ventilkropparna passagedefinierande partier häri har beskrivits såsom ”kant~ eller eggpartier”, så inses att dessa ej nödvändigtvis måste bilda skarpa kanter, utan även mer avrundade, konvexa ventilkropps- partier kan utnyttjas för àstadkommande av uppfinningen. Även om de häri beskrivna utföringsformerna visar ett magnetostriktivt element som styrs av ett magnetfält som alstras av en spole, så inses att motsvarande manöv- rering àstadkommes med ett piezoelektriskt element som styrs av på elementet applicerad spänning eller ett på lämpligt sätt alstrat elektriskt fält. Även om det i de olika utföringsformerna talas om ett första och ett andra öppet läge så inses att det första och det andra öppna läget kan innefatta flera lä- gen med olika öppningsgrad som i olika utstrackningar hindrar eller medger fluidströmning genom ventilen.Those skilled in the art will appreciate that the features presented in this specification in connection with specific embodiments are not limited to respective embodiments, but that these may be advantageously combined in various ways depending on the field of application and desired mode of operation of the valve. Although the valve body according to the various embodiments is rotatable about a certain geometric axis, it will be appreciated that the rotational movement may consist of a combined rotational and translational movement, the rotary shaft being momentarily moved during the translational movement relative to the valve body or valve housing. Although the passage body defining portions of the valve bodies have been described herein as "edge or edge portions", it will be appreciated that these do not necessarily have to form sharp edges, but also more rounded, convex valve body portions may be used to practice the invention. Although the embodiments described herein show a magnetostrictive element controlled by a magnetic field generated by a coil, it will be appreciated that corresponding operation is provided with a piezoelectric element controlled by voltage applied to the element or a suitably generated electric field. Although in the different embodiments there is talk of a first and a second open position, it will be appreciated that the first and the second open position may comprise several positions with different degrees of opening which to different extents prevent or allow fluid flow through the valve.
Claims (17)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9800128A SE511266C2 (en) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | Valve for controlling a fluid flow and valve arrangement with such a valve |
| AU23038/99A AU2303899A (en) | 1998-01-20 | 1999-01-08 | Valve |
| PCT/SE1999/000016 WO1999036720A1 (en) | 1998-01-20 | 1999-01-08 | Valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9800128A SE511266C2 (en) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | Valve for controlling a fluid flow and valve arrangement with such a valve |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9800128D0 SE9800128D0 (en) | 1998-01-20 |
| SE9800128L SE9800128L (en) | 1999-07-21 |
| SE511266C2 true SE511266C2 (en) | 1999-09-06 |
Family
ID=20409907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9800128A SE511266C2 (en) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | Valve for controlling a fluid flow and valve arrangement with such a valve |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2303899A (en) |
| SE (1) | SE511266C2 (en) |
| WO (1) | WO1999036720A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7290565B2 (en) * | 2004-12-02 | 2007-11-06 | Hr Textron, Inc. | Methods and apparatus for splitting and directing a pressurized fluid jet within a servovalve |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE346143B (en) * | 1970-12-03 | 1972-06-26 | Volvo Flygmotor Ab | |
| CA1007570A (en) * | 1972-06-12 | 1977-03-29 | Karl S. Nystrom | Flow device having flexible flow control means |
-
1998
- 1998-01-20 SE SE9800128A patent/SE511266C2/en not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-01-08 WO PCT/SE1999/000016 patent/WO1999036720A1/en active Application Filing
- 1999-01-08 AU AU23038/99A patent/AU2303899A/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE9800128L (en) | 1999-07-21 |
| AU2303899A (en) | 1999-08-02 |
| WO1999036720A1 (en) | 1999-07-22 |
| SE9800128D0 (en) | 1998-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6367250B1 (en) | Shape memory alloy actuator | |
| US5380151A (en) | Axially opening cylindrical bleed valve | |
| US7802432B2 (en) | Multiple vane variable geometry nozzle | |
| AU2012212466A2 (en) | Mesofluidic controlled robotic or prosthetic finger | |
| SE449911B (en) | CONTROLLABLE SLIDE VALVE | |
| SE511266C2 (en) | Valve for controlling a fluid flow and valve arrangement with such a valve | |
| US3919923A (en) | Fluid flow control valve | |
| US20170211716A1 (en) | Fluidic control valve with small displacement actuators | |
| US3614913A (en) | Pneumatic operating means for a valve | |
| CN105465079B (en) | A kind of brake oil circuit control | |
| US20190301628A1 (en) | Fluidic control valve with small displacement actuators | |
| US20120199769A1 (en) | Mesofluidic two stage digital valve | |
| CN100406750C (en) | Servo valve of piezoelectric ceramic | |
| US20210270385A1 (en) | Servo valve | |
| US10071236B2 (en) | Total isolation diverter valve | |
| US11193510B2 (en) | Hydraulic stage | |
| RU2288376C1 (en) | Pneumatic drive for locking-adjusting accessories; electric-pneumatic control unit, jet engine, feedback device and switch unit | |
| WO1999036719A1 (en) | Valve | |
| CN102261483B (en) | Hydraulic slide valve employing spiral valve port | |
| US8562281B2 (en) | Actuator | |
| EP3430240B1 (en) | Turbine arrangement | |
| US20230287859A1 (en) | Energy Recovery Valve System with Lateral Flow Valve for Controlling the Fluid Flow in a Duct | |
| GB2125936A (en) | Distributing valve | |
| FI128136B (en) | Arrangement with oscillating cylinder | |
| CN113236818A (en) | Low-energy-consumption high-frequency-response control valve and control method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 9800128-2 Format of ref document f/p: F |