TWI782483B - 數位比例壓力控制器 - Google Patents

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Abstract

一種閥門組件，具有多個填充閥及多個排放閥，該等填充閥允許流體從流體入口流入內部流路以及以增加從流體出口輸出的流體的壓力，該等排放閥允許流體從內部流路流到排出口，以減小從流體出口輸出的流體的壓力。該閥組門件包括控制器，配置為接收包括從流體出口輸出的流體的期望壓力的命令信號，並配置為接收來自壓力感測器且指示從流體出口輸出的流體的實際壓力信號，基於命令信號與指示實際壓力的信號的比較，控制器配置為選擇性地打開和關閉每個填充閥和每個排放閥，直到實際壓力等於期望壓力為止。本發明能克服習知技術的至少一缺點。

Description

數位比例壓力控制器
本發明涉及一種數位比例壓力控制器，用於例如一流體閥門。
本段落提供與本發明有關的背景資訊，該背景資訊不一定是現有技術。比例壓力控制器通常包括多個內部的主閥，該等內部的主閥被移動以允許將加壓流體排放到一壓力控制裝置中。這種比例壓力控制器在該壓力控制裝置處對加壓流體的操作壓力進行調節。通常使用多個電磁閥操作器來重新定位多個主閥。這種配置增加了該比例壓力控制器的重量和費用，並且需要大量電流來重新定位該等主閥。
已知的比例壓力控制器通常也容易受到系統壓力下沖或過沖的影響。由於該等主閥的品質和操作時間，控制該等主閥以減少或停止加壓流體流向該壓力控制裝置的信號可能會過早或過晚，從而避免未達到或超過所需的操作壓力。當發生這種情況時，如該控制器“搜尋(hunts)”所需的操作壓力時，操作電磁執行器的控制系統將開始快速打開和關閉序列。這種迅速的操作稱為“馬達划船(motor-boating)”，增加了該比例壓力控制器的磨損並增加了運營成本。
已知的多個比例壓力控制器通常包括一入口、一出口以及一排出口。通常，在通過該比例壓力控制器後，將高壓流體供應到該入口，該流體通過該出口離開該壓力控制裝置，並且多餘的流體壓力通過排出口從該比例壓力控制器中排出。與已知的比例壓力控制器相關的另一個問題是，即使在期望出口壓力為零的情況下，也難以在該比例壓力控制器的出口實現零壓力。無法在比例壓力控制器的出口處產生零壓力，可能會對壓力控制裝置的操作和/或性能產生負面影響。
此外，有時流體可能會從壓力操作裝置回流到出口，並重新進入比例壓力控制器。從立場來看這是不希望的，因為流體的回流可能被污染或變髒，這可能會對比例壓力控制器的壓力感測器產生負面影響。
本段落提供本發明的總體概述，而不是全部範圍或所有特徵的全面公開。
本發明提供一種閥門組件，該閥門組件具有多個填充閥及多個排放閥，該等填充閥允許一流體從一流體入口流入一內部流路，以增加從一流體出口輸出的流體的一壓力，該等排放閥允許該流體從該內部流路流至該排出口，以降低從該流體出口輸出的流體的該壓力。該閥門組件包含一控制器，該控制器配置為接收一命令信號以及配置為接收來自壓力感測器的一信號，該命令信號包含從該流體出口輸出的流體的一期望壓力，該信號表示從該流體出口輸出的流體的該實際壓力，其中基於該命令信號與表示該實際壓力的該信號的比較，該控制器配置為選擇性地打開和關閉每個填充閥和每個排放閥，直到該實際壓力等於該期望壓力為止。
根據本文提供的描述，其他應用領域將變得顯而易見。概述中的描述和具體示例僅主要在用於說明的目的，並且不意圖限制本發明的範圍。
現在將參考附圖更全面地描述示例的多個實施例。
圖1示意性地顯示說明了根據本發明原理的閥門組件10。該閥門組件10包括一殼體12，該殼體12具有一流體入口14、一流體出口16以及一排出口18。該閥門組件10包括多個填充閥20，該等填充閥20與該流體入口14以及該流體出口16連通。該閥門組件10還包括多個排放閥22，該等排放閥22與該排出口18連通。一內部流路或次級流路21是該殼體12內的一系列的多個開放路徑，用以將該等填充閥20，該等排放閥22和該流體出口16互連。一控制器24與一壓力感測器26、每個填充閥20和每個排放閥22通信，以動態地控制流過該閥門組件10的流體，並動態地控制該閥門組件10的該流體出口16處的流體的壓力。該壓力感測器26與次級流路21連通，該次級流路21與該流體出口16連通，以產生指示該次級流路21以及流體出口16內的壓力的信號。在顯示說明的示例實施例中，該閥門組件10配置為對空氣加壓並限制空氣的流動。然而，應當理解的是，該閥門組件10可以配置為對本領域技術人員已知的任何流體加壓和限制，包括氣體和液體。
如圖2所示，控制器24包括一輸入端23，該輸入端23被配置為從使用該閥門組件10的系統(未繪示)的另一控制器或電路25接收電壓、電流或數位輸入(以下稱為“命令信號”)。例如，在其中使用閥門組件10的系統可以是致動器系統。通常，該命令信號是指示要從閥門組件10通過該流體出口16輸出的期望壓力的信號。該輸入端23也可以配置為從電源(未繪示)接收電力，該電源用於為控制器24和閥門組件10供電。
在接收到該命令信號之後，該輸入端23將該命令信號傳送到一信號微分電路27。信號微分電路27配置為將命令信號與從一壓力感測器26接收的表示該流體出口16處的壓力的信號進行比較。根據控制器接收到的命令信號與壓力感測器26輸出的週期性壓力信號之間的比較，該控制器24配置為動態地控制每個填充閥20和每個排放閥22，以控制從該流體出口16輸出流體的壓力，這將在後面更詳細地描述。控制器24還可包括一感測器校正電路29，該感測器校正電路29從該壓力感測器26接收壓力信號，並將該壓力信號校正為已知的感測器輸出與已知的壓力標準，然後，將校正後的信號傳送到信號微分電路27，接著在信號微分電路27中將校正後的信號與命令信號進行比較。還應該理解的是，控制器24可以配置為向系統的操作者輸出回饋信號，該回饋信號可以是電壓、電流或表示閥門組件10正在輸出壓力的數位信號，或表示閥門組件10正在輸出命令信號的壓力的數位信號。
儘管在圖2中將該壓力感測器26顯示說明為控制器24的一部分，應當理解的是，如圖1所示，該壓力感測器26可以與控制器24分離。此外，該壓力感測器26可以是產生表示壓力的信號的任何類型的壓力感測器。具體地，在不脫離本發明範圍的情況下，由該壓力感測器26產生的信號可以是電壓，電流或數位信號。
該等填充閥20和該等排放閥22中的每個可以是直接操作的電磁閥、電磁先導操作閥或本領域技術人員已知的任何其他類型的電動閥。為了打開及關閉閥，該控制器24可以與閥驅動器電路28集成在一起，該閥驅動器電路28配置為基於從信號微分電路27接收的輸入而獨立地向每個填充閥20每個排放閥22施加電壓。選擇地，該閥驅動器電路28可以與該控制器24分離，並且與該控制器24通信。無論如何，基於由該壓力感測器26檢測到的壓力，該控制器24配置為表示該閥驅動器電路28向該等填充閥20和/或該等排放閥22施加電壓，以打開該等填充閥20和/或該等排放閥22。
在顯示說明的實施例中，該等填充閥20包括一高流量填充閥20a和一低流量填充閥20b。與該低流量填充閥20b相比，該高流量填充閥20a通常構造成允許更多的流體流過。與該低流量填充閥20b相比，具有更大孔尺寸的該高流量填充閥20a可以使流過該高流量填充閥20a的流體流量更大，或者該高流量填充閥20a比該低流量填充閥20b大。類似地，該等排放閥22包括一高流量排放閥22a和一低流量排放閥22b。 與該低流量排放閥22b相比，該高流量排放閥22a通常構造成允許更多的流體從中流過。與低流量排放閥22b相比，節流孔尺寸更大的高流量排放閥22a可以使流過該高流量排放閥22a的流體流量更大，或者該高流量排放閥22a比該低流量排放閥22b大。
圖1顯示說明當每個填充閥20和每個排放閥22關閉時(即，流體出口16處的壓力為零，或流體出口16處的壓力處於命令信號指示的壓力)。現在參考圖3至圖6，將描述在升高的壓力下加壓，並從該閥門組件10輸出流體的方法。圖3顯示說明一種配置，其中該閥門組件10被通電啟動，以快速地對閥門組件10加壓並且從該流體出口16輸出的流體。
具體地，當該閥門組件10要從例如零的壓力快速加壓到例如30磅/平方英寸(psi)的壓力時，該控制器24指示該閥驅動器電路28向兩個填充閥20施加電壓。當每個填充閥20通電時，允許流體從該流體入口14流動，並通過每個填充閥20進入次級流路21，並從該流體出口16輸出。當允許流體從該流體入口14通過每個填充閥20流到該次級流路21並流到該流體出口16時，該壓力感測器26監視壓力。當壓力接近期望壓力(例如30psi)時，該控制器24指示該閥驅動器電路28停止給該高流量填充閥20a通電(圖4)。因為該低流量填充閥20b仍被通電，所以仍然允許流體從該流體入口14通過該低流量填充閥20b流向該流體出口16，這使得該閥門組件10能夠緩慢達到期望壓力(例如30psi)，從而達到從該流體出口16輸出。以這種方式，防止或至少基本上最小化了過沖的機會(即，允許壓力大於期望壓力)。一旦該控制器24從該壓力感測器26接收到該流體出口16處的壓力已經達到期望壓力的信號，該控制器24就指示該閥驅動器電路28停止給該低流量填充閥20b通電。
如果在使該等填充閥20斷電之後，由該壓力感測器26檢測到的該流體出口16處的壓力超過(即大於)期望壓力(例如，30psi)，則該控制器24配置為指示該閥驅動器電路28使該低流量排放閥22b通電(圖5)，從而允許流體通過該排出口18緩慢流出該閥門組件10。因為僅該低流量排放閥22b被通電，所以該流體出口16處的壓力被允許緩慢地降低到該期望壓力。一旦該控制器24從該壓力感測器26接收到該流體出口16處的壓力已經達到期望壓力的信號，該控制器24就指示該閥驅動器電路28停止給該低流量排放閥22b通電。替代地，如果該壓力感測器26由於使用該低流量排放閥22b而檢測到該流體出口16處的壓力已經降低到期望壓力以下，該控制器24可以指示該閥驅動器電路28重新給該低流量填充閥20a通電，以允許該流體出口16處的壓力再次逐漸增加到該期望壓力(圖4)。
圖6顯示說明可能需要將該流體出口16處的壓力快速降低至例如零壓力的情況。在這種情況下，該控制器24可以指示該閥驅動器電路28致動每個排放閥22，以迅速允許流體通過每個排放閥22和每個排出口18而離開該閥門組件10。儘管在圖6中將每個排放閥22顯示說明為通電以快速降低該流體出口16處的壓力。應當理解的是，僅該高流量排放閥22a可以用於減小該流體出口16處的壓力。
儘管可以使用圖6的配置將該流體出口16的壓力快速降低到零，但應該理解的是，當該流體出口16的壓力較高時(例如，30psi)，可以使用圖6的配置，以及包括該閥門組件10的系統僅需要以顯著降低的壓力(例如，15psi)的壓力輸出流體。在這種情況下，兩個排放閥22或僅該高流量排放閥22a可被通電，以快速降低該流體出口16處的壓力。當該壓力感測器26監測壓力的降低時，該高流量排放閥22a可被斷電，以將壓力的降低減慢至目標壓力(例如15psi)，這僅允許該低流量排放閥22b使流體通過該排出口18而離開該閥門組件10(圖5)。如果由該壓力感測器26檢測到的該流體出口16處的壓力低於(即小於)目標壓力(例如15psi)，則該低流量排放閥22b可以被斷電，並且該低流量填充閥20b可以被重新通電(圖4)，以允許該流體出口16處的壓力達到目標壓力。
根據上述實施例，可以動態地控制從該閥門組件10輸出的壓力和流體。換句話說，通過連續使用該壓力感測器26來檢測該流體出口16處的壓力，可以控制每個填充閥20和每個排放閥22以增加該流體出口16處的壓力，降低該流體出口16處的壓力或維持該流體出口16處的壓力。而且，由於使用該低流量填充閥20b和該低流量排放閥22b，該流體出口16處的壓力可以被更嚴格地控制，以實質上最小化期望壓力或目標壓力已經過高或過低的情況。另外，如果僅需要在該流體出口16處小的壓力變化，則可以使用該低流量填充閥20b和該低流量排放閥22b之一或兩者來實現該期望壓力的小的變化。此外，應當理解的是，通過使用該等填充閥20和該等排放閥22，如果該等填充閥20和/或該等排放閥22其中之一發生故障，則該閥門組件10仍然可操作，儘管能力降低。
儘管圖1以及圖3至圖6所示的實施例使用的是多個填充閥20和多個排放閥22，在每組閥中都包括一個高流量閥20a和22a以及一個低流量閥20b和22b，而且本發明不應當限於此。就這一點而言，該等填充閥20可以包括更多數量的多個高流量填充閥20a和/或多個低流量填充閥20b，並且該等排放閥22可以包括更多數量的多個高流量排放閥22a和/或多個低流量排放閥22b。
例如，參考圖7至圖14，顯示說明一實施例，其中該閥門組件10包括多個填充閥20，該等填充閥20包括一高流量填充閥20a、一低流量填充閥20b、一較低流量填充閥20c以及一最低流量填充閥20d。該閥門組件10還包括多個排放閥22，其中該閥門組件10包括一高流量排放閥22a、一低流量排放閥22b以及一較低流量排放閥22c。填充閥20的任何組合和排放閥22的任何組合都可以考慮。例如，可以省略任何填充閥20a-20d，而有利於另一個高流量填充閥20a、另一個低流量填充閥20b、另一個較低流量填充閥20c或另一個最低流量填充閥20d。類似地，可以省略任何排放閥22a-22c，而有利於另一個高流量排放閥22a、另一個低流量排放閥22b或另一個較低流量填充閥20c。另外，應當理解的是，該等排放閥22還可以另外包括一最低流量排放閥，該最低流量排放閥類似於該最低流量填充閥20d。
與圖1和圖3至圖6所示的實施例相似，圖7至圖14所示的閥門組件10包括一殼體12，該殼體具有一流體入口14、一流體出口16、一排出口18以及次級流路21。而且，該閥門組件10包括如圖2所示的一控制器24以及一壓力感測器26。儘管在圖7至圖14中將該壓力感測器26顯示說明為與該控制器24分開，但應理解的是，該壓力感測器26可以是該控制器24的一部分，如圖2所示。無論如何，基於由該壓力感測器26檢測到的壓力，該控制器24配置為指示該閥驅動器電路28獨立地施加電壓給每個填充閥20和每個排放閥22，分別打開和關閉所需的閥20和/或22，從而精確地控制可以從該流體出口16輸出流體的壓力。
另外，儘管不是必需的，該殼體12可包括僅與該小流量排放閥22c連通的輔助排出口30。當該閥門組件10在應用中用於對一個或多個致動器加壓時，使用輔助排氣30可能是有利的，並且當壓力為零時，來自致動器的髒汙或污染的流體(例如空氣)可能通過該流體出口16重新進入該閥門組件10。在這些情況下，重要的是將該壓力感測器26與這種髒汙或污染的流體隔離。
如圖7所示，當該等排放閥22a和22b未通電時，任何通過該流體出口16重新進入該閥門組件10的流體，將由該排放閥22a和22b直接引導至該排出口18。以這種方式，該壓力感測器26與可通過該流體出口16重新進入該閥門組件10，並將髒汙或受污染的流體隔離。此外，可以看到的是，在未對低流量排放閥22通電的情況下，該低流量排放閥22c與輔助排出口30直接連通，這允許次級流路21內的流體通過該低流量排放閥22離開該閥門組件10，並且從該輔助排出口30流出，以將壓力完全降低至0psi。一旦該壓力感測器26確定該次級流路21內的壓力已經減小到零，而且髒汙或污染的空氣重新進入該閥門組件10的風險已經結束，該等排放閥22a和22b可被重新通電，以通過該等排放閥22a和22b中的每個將次級流路21重新連接到該流體出口16。
具體地，當該流體出口16處的壓力從例如零壓力迅速增加到例如30psi的壓力時，該控制器24指示該閥驅動器電路28向該等填充閥20a-20d和該等排放閥22a-22c中的每個施加電壓。當每個填充閥20a-20d通電時，允許流體從該流體入口14流動，並通過每個填充閥20a-20d進入該閥門組件10。此外，在對每個排放閥22a-22c通電時，該排放閥22a和22b將被致動以與該流體出口16而不是該排出口18連通，並且該排放閥22c將被致動以停止與該輔助排出口30連通。
該壓力感測器26監視該流體出口16處的壓力。當壓力接近期望壓力(例如30psi)時，該控制器24指示該閥驅動器電路28停止給該高流量填充閥20a通電(圖9)。由於其餘的多個填充閥20b-20d仍處於通電狀態，因此仍允許流體從該流體入口14通過該等填充閥20b-20d流向該流體出口16，這使該閥門組件10能夠更緩慢地達到該期望壓力(例如，30psi) 。隨著壓力繼續接近該期望壓力，該控制器24指示該閥驅動器電路28停止給該低流量填充閥20b通電(圖10)。然而，由於剩餘的多個填充閥20c和20d仍被通電，因此流體仍被允許從該流體入口14通過多個填充閥20c和20d流到該流體出口16，這使得該閥門組件10能夠甚至更緩慢地達到該期望壓力。隨著壓力繼續接近該期望壓力，該控制器24指示該閥驅動器電路28停止給低流量填充閥20c通電(圖11)。然而，由於剩餘的多個填充閥20d仍被通電，因此流體仍被允許從該流體入口14通過該填充閥20d流向該流體出口16，這使得該閥門組件10能夠更緩慢地達到該期望壓力。然後，一旦壓力最終達到該期望壓力，該控制器24就指示該閥驅動電路28停止給該最低流量的填充閥20d通電(圖12)。以這種方式，防止或至少基本上最小化了過沖的機會(即，允許壓力大於該期望壓力)。
另一方面，如果由該壓力感測器26檢測到的該流體出口16處的壓力已超出(即大於)該期望壓力(例如，30psi)，則該控制器24可以指示該閥驅動器電路28使該較低流量排放閥22c斷電(圖13)，從而允許流體通過輔助排出口30緩慢地離開該閥門組件10。因為僅該較低流量排放閥22c被斷電，所以流體出口16的壓力允許緩慢地降低到該期望壓力。一旦該控制器24從該壓力感測器26接收到該流體出口16的壓力已達到該期望壓力的信號，該控制器24就指示該閥驅動器電路28啟動該低流量排放閥22c(圖12)。替代地，如果該壓力感測器26由於使用該較低流量排放閥22c而檢測到該流體出口16的壓力已經降低到低於該期望壓力，則該控制器24可以指示該閥驅動器電路28重新給該最低流量填充閥20d供能，以允許該流體出口16的壓力再次逐漸增加到該期望壓力(圖11)。
如圖12顯示說明需要迅速降低該流體出口16的壓力的情況。在這種情況下，該控制器24可以指示該閥驅動器電路28，使每個排放閥22b、22c斷電，以迅速允許流體通過每個排放閥22b、22c以及該排出口18、30而離開閥門組件10(圖14)。儘管在圖14中僅將該排放閥22b、22c斷電以快速降低該流體出口16的壓力，應當理解的是，在不脫離本發明範圍的情況下，所有排放閥22a-22c可被斷電以降低該流體出口16的壓力。
儘管圖14的配置可用於快速降低該流體出口16處的壓力，還應當理解的是，當該流體出口16的壓力相對較高(例如，30psi)時，可以使用圖14的配置，而且包括該閥門組件10的系統僅需要以顯著降低的壓力(例如，15psi)的壓力輸出流體。在這種情況下，該排放閥22b、22c或僅該低流量排放閥22b可被斷電，以穩定地減小該流體出口16的壓力。當該壓力感測器26監測壓力的降低時，該低流量排放閥22b可被通電以朝著目標壓力(例如，15psi)減緩壓力的降低，這僅允許該較低流量排放閥22c讓流體通過該輔助出口30離開該閥門組件10(圖13)。如果該壓力感測器26檢測到的該流體出口16的壓力低於(即小於)目標壓力(例如15 psi)，該較低流量排放閥22b可以被通電，該最低流量填充閥20d可以被重新通電(圖11)，以使壓力達到目標壓力。
根據上述實施例，可以動態地控制從該閥門組件10輸出的壓力和流體。換句話說，通過連續使用該壓力感測器26來檢測該流體出口16的壓力，可以控制每個填充閥20和每個排放閥22，以增加從該流體出口16輸出的壓力，降低從該流體出口16輸出的壓力，或維持從該流體出口16輸出的壓力。此外，由於使用該填充閥20b-20d以及該排放閥22b和22c，可以更嚴格地控制從該流體出口16輸出的壓力，以基本上最小化該期望壓力或目標壓力已經過高或過低的情況。另外，如果僅需要很小的壓力變化，則可以使用該填充閥20b-20d以及該排放閥22b和22c來實現該期望壓力的小變化。此外，應當理解的是，通過使用該等填充閥20和該等排放閥22，如果該等填充閥20和/或該等排放閥22之一發生故障，則述閥門組件10儘管能力降低仍然可操作。
在每個上述實施例中，應當理解的是，該控制器24可以嵌入有定制軟體，該定制軟體被配置為操縱多個填充閥20和多個排放閥22，使得可以針對將使用該閥門組件10的每個特定應用，來定制該閥門組件10的性能特徵。該軟體具有內置的讀/寫功能，還可以根據特定的應用程式特徵學習和進行更改，從而可以在特定的應用程式中優化閥門組件的性能。
更具體地說，由於該軟體具有讀/寫功能，因此該軟體能夠自學有關特定應用所需或必需的各種參數，例如需要輸出的流體工作量、任何洩漏、需要流體輸出的速度、致動執行器所需的分離力以及執行器的摩擦特性，以優化達到所需壓力所需的時間，並最大程度地減小過沖和下沖。該軟體還能夠監視工作體積的變化，從而可以針對每個命令目標壓力繼續優化該閥門組件10的動力學。
現在參考圖15至圖18，顯示說明併入有圖7至圖14所示的閥回路的示例性閥門組件10。該閥門組件10包括殼體12、流體入口14、流體出口16，排出口18，次級流路21以及輔助排出口30。如圖16最佳所示，該閥門組件10還包括多個填充閥20a至20d、多個排放閥22a至22c以及控制器24。在圖16中，經由螺栓34將該填充閥20a和20b以及該排放閥22a和22b附接到該殼體12的殼體32已經被移除，以揭示該填充閥20a，20b和該排放閥22a，22b的結構。該填充閥20a、20b以及該排放閥22a、22b是由先導閥36驅動的電磁先導閥。
該填充閥20a和20b各自包括限定一對閥構件40的活塞38。用於該填充閥20a和20b的殼體32限定了一個閥孔42(圖17和18)，該閥孔包括用於該閥構件40的閥座44a。當活塞38由該先導閥36致動時，該閥構件40將遠離該閥座44a移動，以允許流過該填充閥20a、20b以對閥門組件10加壓。
該排放閥22a和22b還各自包括限定一對閥構件40a和40b的活塞38。用於該排放閥22a和22b的殼體32限定該閥孔42，該閥孔42包括分別用於閥構件40a和40b的一對閥座44b和44c。該排放閥22a和22b包括一對閥構件40a、40b和一對閥座44b、44c，因為如上該，該排放閥22a、22b在未通電時與該排出口18連通，並在通電時建立次級流路21與該流體出口16的連接。當活塞38由先導閥36致動(即被通電)時，該閥構件40b將遠離閥座44c移動，並且該閥構件40c將與該閥座44b接合以防止流至該排出18，並允許流經該排放閥22a、22b而增壓該流體出口16。
該填充閥20c、20d和該排放閥22c是電磁致動閥。每個填充閥20c、20d和該排出閥22c均包括閥杆46，該閥杆46限定了位於該殼體12中形成的閥孔50內的閥構件48。該閥孔50與通道(未繪示)連通，在該填充閥20c、20d的情況下，該通道與該流體入口14和該流體出口16連通。該排放閥22c的閥孔50與次級流路21和輔助排出口30連通。當該填充閥20c、20d中的每一個被通電時，該閥構件48將解除阻塞該流體入口14，並且允許與該次級流路21的該流體出口16連通。當該填充閥22c被通電時被阻塞。
為了說明和描述的目的，已經提供了實施例的前述描述。主要不是在窮盡或限制本發明。特定實施例的各個元件或特徵通常不限於特定實施例，而是在適用的情況下是可互換的，並且即使未具體示出或描述也可以在選定的實施例中使用。同樣也可以有許多方式變化。這樣的變化不應被認為是背離本發明，並且所有這樣的修改主要被包括在本發明的範圍內。
10:閥門組件 12:殼體 14:流體入口 16:流體出口 18:排出口 20:填充閥 20a:高流量填充閥 20b:低流量填充閥 20c:較低流量填充閥 21:次級流路 22:排放閥 22a:高流量排放閥 22b:低流量排放閥 22c:較低流量排放閥 23:輸入端 24:控制器 25:電路 26:壓力感測器 27:信號微分電路 28:閥驅動器電路 29:感測器校正電路 30:輔助排出口 32:殼體 46:閥杆 48:閥構件 50:閥孔
本文描述的附圖僅用於所選實施例的說明性目的，而不是所有可能的實現方式，並且無意于限制本發明的範圍。 圖1是根據本發明原理示例性的閥門組件的示意圖。 圖2是示例的閥門組件的控制器的示意圖。 圖3是當閥門組件用於快速加壓流體時的閥門組件的示意圖。 圖4是當閥門組件用於緩慢加壓流體時的閥門組件的示意圖。 圖5是當閥門組件用於緩慢地使流體減壓時的閥門組件的示意圖。 圖6是當閥門組件用於快速減壓流體時的閥門組件的示意圖。 圖7是根據本發明原理另一示例性的閥門組件的示意圖。 圖8是當閥門組件用於快速加壓流體時的閥門組件的示意圖。 圖9是當閥門組件用於快速加壓流體時的閥門組件的示意圖，但與圖8相比速度較慢。 圖10是當閥門組件用於緩慢加壓流體時的閥門組件的示意圖。 圖11是當閥門組件用於緩慢加壓流體時的閥門組件的示意圖，但與圖10相比速度較慢。 圖12是當流體壓力處於期望壓力時的閥門組件的示意圖。 圖13是當閥門組件用於緩慢地使流體減壓時的閥門組件的示意圖。 圖14是當閥門組件用於減壓流體時的閥門組件的示意圖，但與圖13相比，其發生率更高。 圖15是具有圖7-14中所示的示意性構造的閥門組件的立體圖。 圖16是圖14所示的閥門組件的立體圖，其中閥門殼體和閥門殼體的各個部分均已移除。 圖17是圖15所示的閥門組件的剖視圖。 圖18是圖15所示的閥門組件的剖視圖。 通過附圖的多個視圖，相應的附圖標記指示相應的部分。
10:閥門組件
12:殼體
14:流體入口
16:流體出口
18:排出口
20:填充閥
20a:高流量填充閥
20b:低流量填充閥
21:次級流路
22:排放閥
22a:高流量排放閥
22b:低流量排放閥
23:輸入端
24:控制器
25:電路
26:壓力感測器

Claims (20)

  1. 一種閥門組件，包括：一殼體，具有一流體入口、一流體出口及一排出口；多個填充閥，每個填充閥與該流體入口及該流體出口連通；多個排放閥，每個排放閥與該填充閥、該排出口以及該流體出口連通；一壓力感測器，配置為產生一信號，該信號表示該殼體內的一流體壓力；及一控制器，配置為基於由該控制器接收的一命令信號，選擇性地打開及關閉每個填充閥及每個排放閥，其中該命令信號包含與表示該流體壓力的信號相比從該流體出口輸出的一期望壓力；其中為了在該期望壓力下從該閥門組件加壓並輸出一流體，該控制器配置為選擇性地打開及關閉該等填充閥和該等排放閥，直到達到該期望壓力為止；當該等排放閥關閉時，允許該流體從該流體出口通過該等排放閥中的每一個流至該排出口。
  2. 如請求項1所述之閥門組件，其中為了降低從該流體出口輸出流體的一壓力，該控制器配置為選擇性地打開及關閉該等排放閥中的數個，以允許該流體通過該排出口離開該閥門組件。
  3. 如請求項1所述之閥門組件，其中在該流體的加壓期間，該等填充閥被打開且該等排放閥被關閉。
  4. 如請求項3所述之閥門組件，其中當該流體接近該期望壓力時，該控制器配置為關閉一些填充閥，並將另一些填充閥保持在一打開 位置，直到達到該期望壓力為止。
  5. 如請求項4所述之閥門組件，其中當該流體加壓到該期望壓力時，如果該壓力感測器產生一信號，該信號表示該流體壓力大於該期望壓力，該控制器配置為關閉該等填充閥並打開至少一個排放閥，以降低該流體壓力，直到達到該期望壓力為止。
  6. 如請求項1所述之閥門組件，其中該控制器包含一閥驅動器電路，該閥驅動器電路與每個填充閥及每個排放閥連接通信，該閥驅動器電路配置為向每個填充閥及每個排放閥施加電壓，以打開和關閉每個填充閥和每個排放閥。
  7. 如請求項6所述之閥門組件，其中每個填充閥和每個排放閥都是電磁閥或先導電磁閥。
  8. 如請求項1所述之閥門組件，其中該等填充閥至少包含一第一填充閥及一第二填充閥，與該第二填充閥相比，該第一填充閥允許更多的流體流過。
  9. 如請求項8所述之閥門組件，其中當該流體接近該期望壓力時，該控制器配置為在關閉該第二填充閥之前先關閉該第一填充閥。
  10. 如請求項1所述之閥門組件，其中該等排放閥至少包含一第一排放閥及一第二排放閥，與該第二排放閥相比，該第一排放閥允許更多的流體流過。
  11. 如請求項10所述之閥門組件，其中當該流體加壓到該期望壓力時，如果該壓力感測器產生一信號，該信號表示該流體壓力大於該期望壓力，該控制器配置為關閉該等填充閥並打開該第一排放閥及該第二排放閥中的至少一個，以降低該流體壓力，直到達到該期望壓力為止。
  12. 如請求項10所述之閥門組件，其中該閥門組件還包含一 第三排放閥，該第三排放閥與一第二排出口連通。
  13. 如請求項10所述之閥門組件，其中當該第一排放閥和該第二排放閥打開時，允許該流體通過該第一排放閥和該第二排放閥流至該流體出口。
  14. 如請求項1所述之閥門組件，其中當將該閥門組件中的壓力從該期望壓力降低至一目標壓力時，該控制器配置為打開該等排放閥。
  15. 如請求項14所述之閥門組件，其中當該流體接近該目標壓力時，該控制器配置為關閉該第一排放閥並將該第二排放閥保持在一打開位置，直到達到該目標壓力為止。
  16. 如請求項15所述之閥門組件，其中當該流體壓力降低到該目標壓力時，如果該壓力感測器產生一信號，該信號表示該流體壓力小於該目標壓力，則該控制器配置為關閉該第二排放閥並至少打開該第二填充閥，以將該壓力升高到該目標壓力。
  17. 一種閥門組件，包括：一殼體，具有一流體入口、一流體出口、一排出口及一內部流路，該內部流路連接至該流體出口；多個填充閥，允許一流體從該流體入口流入該內部流路，以增加從該流體出口輸出的流體的一壓力；多個排放閥，允許該流體從該內部流路流至該排出口，以降低從該流體出口輸出的流體的該壓力，當該等排放閥關閉時，該等排放閥允許該流體從該流體出口流至該排出口；一壓力感測器，與該內部流路連通，該壓力感測器配置為產生一信號，該信號表示從該流體出口輸出的流體的一實際壓力；及一控制器，配置為接收一命令信號以及配置為接收一信號，該命令信號包含 從該流體出口輸出的流體的一期望壓力，該信號表示從該流體出口輸出的流體的該實際壓力；其中基於該命令信號與表示該實際壓力的該信號的比較，該控制器配置為選擇性地打開和關閉每個填充閥和每個排放閥，直到該實際壓力等於該期望壓力為止。
  18. 如請求項17所述之閥門組件，其中如果該實際壓力小於該期望壓力，則該控制器配置為選擇性地打開該等填充閥的數個，以增加該實際壓力。
  19. 如請求項17所述之閥門組件，其中如果該實際壓力大於該期望壓力，則該控制器配置為選擇性地打開該等排放閥的數個，以降低該實際壓力。
  20. 如請求項17所述之閥門組件，其中至少一些該排放閥配置為防止該內部流路接收來自該流體出口的流體的回流。
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