專利名稱：帶有壓力平衡式提升閥的先導操作閥的制作方法
帶有壓力平衡式提升閥的先導操作閥
駄領域
本發(fā)明涉及先導操作TO閥，尤其是涉朋P些與M先導節(jié)流口補償壓差變 化的機M^置相結合的閥。 背景脈
許多機械具有Mffi執(zhí)行機構操作的可移動構件，例如缸和活塞結構，該 結構ililTO閥控制。按照慣例，^ffi閥通過機Wt作員AX控制。目前的一 種趨勢是不采用手動操作的纟軀閥而采用電動控制和應用電磁閥。這幾制簡
化了、艦探測(plumbing)，因為控制閥不必誕操作員隨設置，而是可以靠 近待控制的致動器體。在技術上的這種變化也便于利用計鄉(xiāng)控制M功能。
力條到致動器的加壓、鵬流體的頓可以 :—系歹吡例電磁閥控制，例如
在美國專利號5，878，647中的描述。電離制的先導閥是A^周知的用于控制液 壓流1^荒量并且4OT電磁線圈在一個方向移動銜鐵以開啟閥。銜鐵作用在先導 閥元件上，i^f^制3I31^閥提升閥中的先導通道的流，量。開啟先導 Mit釋放在控制室中的壓力，從而允許主閥提升閥離開閥座，該動作在閥的入 口和出口之間形成了一條M^各。閥開啟的大小直接與應用于電磁線圈的電流幅 值有關，因此會^對液壓流條魏行比例控制。當去掉電纖圈上的電流時， 銜鐵或者另外的閥構件禾,彈簧偏壓以關閉閥。
當操作者希望移動機械的組件時，操作輸入設備以產生電信號，該信號應
用于對應各自的mE執(zhí)行機構的系列電磁閥，舉例來說，與^W組件連接的缸
—活塞組合。 一個電磁閥打開衝共加壓流體到活塞一側的缸內腔，以及另一個 電磁閥打開以允許魏的流體從相對的缸內腔排出到儲液器，赫油箱。S31 改變電磁閥打開的禾號，可以改變箭LA至陏關的缸內腔的速率，從而按比例地 以不同的速度移動活塞。
有關常規(guī)的電磁操作的先導閥的缺陷是由于閥上形成的ffiM產生的影響導 致的。腿隨著施加在由來自閥的艦流條作的機械組件上的載荷力的變化 而變化。載荷力和供纟舒合閥的流體壓力的變化影響閥上的壓差。在關閉狀態(tài)，
壓差可以產生開啟閥所需要的力以產生戶M望的流MKttl率。因此，壓差的 變化以操作者要求的方式影響操作閥所必需的電流幅值。
因此，希望的是設計一種電鵬作閥彩l和由閥上的不同壓差產生的影響。

發(fā)明內容
一種先導操作^軀閥，其具有主體，駐體帶有第一端口、第二端口禾啦 于戶，端口之間的閥座。主提升闊有選擇地嚙合閥座以控制流體從一個端口流 動到另一個端口?？刂剖蚁薅ㄔ谥黧w之內，位于主提升閥遠離閥座的一側。在
主提升閥中的開 lili共了位于第一端口和控制室之間的流體鵬。
設有一個補償由于在第一和第二端口的壓力變化而影響的主提升閥的操作 的機構。該機構包括先導活塞，先導活塞可移動的接納^i提升閥的開孔中， 并且在其中具有先導通道。盤簧相對于主提升閥偏壓先導活塞。先導閥元件被
操作來開啟和關閉先導通道，這反ffl^控制主提升閥相對于閥座的移動?！?br> 的是，先導閥元件在先導SiiitA控制室的開口嚙合先導閥座。
在控制室和先導室之間的壓差變化改變先導閥座相對于主提升閥的位置。 健的變化抵消了由于在兩個端口的壓力變化弓胞的對閥操作的影響。


圖1是依照本發(fā)明的電^作的、ffi閥橫剖面視圖。
參見圖l，電TO作的液壓閥10包括圓筒形閥體14，戶，閥體14安裝在閥塊 12的開孔11中。閥塊12中的第一管路13和第二管路15在開孔11中開口。閥體14 具有縱向的第一 U6，第一孔16在一端帶有第一端口或者入口，并且與第一管 路13超雖。第二端口或者出口20形成在閥體14的一側，并且與第二管路15M。 閥座22在第一和第二端口18和20之間形成在第一孔16中。盡管本發(fā)明正在描述 是有關單向閥的范圍，該閥控制流體絲一端口流動至(燥二端口，但是，此具 有新穎性的基本原理也可以與雙向閥結合。
主提升閥24在閥體第一孔16中滑動，并且與閥座22嚙合和脫離，以有選擇
ite制^m—和第二端口18和20之間的液壓流體的流動。出于這個目的，主提 升閥24的突出部分21具有截頭圓錐體表面23，在閥的關閉狀態(tài)下該表面23, 著閥敏2。開 L26位于主提升閥24的中心，并且在遠離閥座22的主提升閥一側 上A傻制室28向內延伸。第一控制Sii25將開 L26的內側纟驗接到第二端口20。
帶有控制節(jié)流口29的第二控制Sit27提供了在第一端口18和控制室28之間M; 主提升閥24的流體il^各。
、鵬閥10包括壓力補償機構30，其抵消由于閥上的腿變化產生的影響。 壓力補償機構30包括先導活塞31 ，先導活塞3l可滑動的接納^提升閥24的開 孑L26中，從而限定了先導室33，第一控制3I3I25在其中開口。先導Sil36在控 制室和主提升閥開子L26的內部之間貫穿先導活塞31延伸。先導活塞3 l面)(ffi制 室28的一端上具有擴大的頭部32，而一對成圓錐形微的盤簧34和35 (盤簧34 和35通常稱為貝氏墊圈(Belleville washere)〉，其圍繞先導活塞以偏壓頭部32 使其遠離主提升閥24。兩個盤簧34和35是面對面地堆疊的，與單一盤簧相比， 其排列方向降低了彈簧剛性。然而，單一盤簧或者帶有多于兩個盤簧的堆疊也 是可以{頓的。先導活塞31的相對側暴露于控制敦8和第二端口20的壓力下。 如艘描述的，控制敦8中的壓力大于第二端口20中的壓九這勢必推動活塞 31進一^SA主提升閥24中并且壓縮盤熟4。
主提升閥24的移動M3iE動，制，例如包括電磁線圈39、銜鐵42和桿狀 先導閥元fH4的電M動器38。銜鐵42穿過閥體14設置在第一孔16內部，艦 第一或者調整彈簧45朝向主提升閥24偏壓，該調 簧45施加的力可以 螺 旋iSA至lJ第一孔16的暴露端的調節(jié)!t體41改變。電磁線圈39圍繞閥體14設置并 且固定到閥體14上。響^M5包加在電磁線圈39的電流產生的電磁場，銜鐵42 在第一孔16內部遠離主提升閥24滑動。
先導閥元^44可滑動地接納在位于管狀銜鐵42中的第二 L46中。第二彈簧 48嚙合固定至恍導閥元件上的扣環(huán)51，第二彈簧48/Am二孔46向夕卜偏壓先導閥 元#44，由此，在電磁致動器38不帶電的狀態(tài)下，帶有圓錐頂52的鄰近^tA 先導fflit36。圓錐頂52在先導閥座54嚙合主提升閥，在那兒形成有通向控制室 28的先導M3t36。當闊10處于如圖戶際的關閉狀態(tài)時，先導閥元#44的遠端43 從銜鐵42的鄰近的彩瑞凹陷錢二 L46的內部。先導閥元件的遠端43具有一開 孔，拉銷47壓入配合在其中。拉銷47具有外頭部，該外頭部與保持在銜鐵42的 ^和第一彈賛45之間的墊圈49嚙合。在墊圈49和先導閥元^44的鄰近端之間 產生有間氛其^C位于先導閥元件另一端的第二彈簧48的力，f跌導閥元件 在銜鐵42和第二彈簧45內部向上滑動。如)1^^述的，第一彈簧45具有比第二 彈簧48顯著地大的彈簧剛性，因此施加于先導閥元#44頂端的力在銜鐵42壓縮
第一彈簧之前產生滑動動作。
在電磁彰9不帶電的狀態(tài)下，第一彈簧45促使銜鐵42朝向主提升閥24，而 第二彈簧48促使在銜，卜側的先導閥元件44也朝向主提升閥。該綜合作用導致 先導閥元件的圓錐頂52關閉先導鵬6，并且堵塞控制敦8和第二端口棘出 口20之間的流體魏。因此，壓力!鼓寸閉在控制敦8的內部，從而抵抗傾向于 移動主提升閥24離開主閥座22并打開液壓閥1 O的力。
給電M動器38通電肖嫩比例控制第一和第二端口 18和20之間的mE流體 的流量。施加到電磁線圈39的電流產生磁場，其吸引銜鐵42向Jd4A到電磁致 動器38，其動作以向上拉拽拉銷47和先導閥元件44。該動作拉動先導閥元#44， 使^離主提升閥24，從而開啟至控制室28的先導S3t36。當先導M開啟到 預定大小時，如Mi提升閥的靜壓力區(qū)域確定的預定大小，主提升閥跟隨先 導閥元件離開閥座22。在開啟狀態(tài)，主提升閥24移動SA到一位置，在該位置， 先導閥元件的頂端52aA并且關閉主提升閥中的先導M36 。電流幅值確定先 導閥元#44^提升閥24^4的距離，由此也確定了主提升閥所能移動離開閥 座22的距離。因此，電流幅值控制閥開啟的禾號，并且相iM鵬制了鄉(xiāng)Sl閥lO 的流術荒量。
在第一端口18的壓力M:第二控帝iMit27傳遞至啦制塾8，因此在第一端
口和控制室的壓力7jc平是相等的。^二端口2o的壓力M:第一控制iM25傳
遞到先導室33 。因此兩個端口的這些壓力作用在先導活塞31的相對側上。
在端口18和20的壓力波動改變了液壓閥10上的壓差，這可以影響用于根據 需要操作閥所需要的電流幅值。在本閥10中，壓差對主提升閥24的影響M先 導閥座54在先導活塞的移動補償。響應提升閥上的壓差變化，盤簧34使得先導 閥座54相對于主提升閥24移動。戶欣移動有效地改魏導閥座54的軸向tM以 補償壓差變4W先導閥的影響。該動作補償在先導閥元#44上的、艦不平衡， 并且調節(jié)彈簧力達到致動器力平衡。
上面的描M要提出了本發(fā)明的，實施例。盡管可以給出一，注來在本 發(fā)明的范圍內進行各種各樣的替換，但是，可以預料，本領域技術人員可以類 ^i也實liM本發(fā)明實施例公開的內容中顯而易見的其他替換方案。因此，本發(fā) 明的保護范圍應該限定在下列的權利要求中，而不是限定在，公開的非限制 性的實施例中。
權利要求
1. 一種先導操作液壓閥，包括主體，該主體帶有第一端口、第二端口和位于所述第一和第二端口之間的閥座；主提升閥，其有選擇地嚙合閥座以控制第一端口和第二端口之間的流體流量，并且限定了控制室，其中，控制室中的壓力控制主提升閥的動作，該主提升閥具有與第二端口和控制室流體連通的開孔；先導活塞，其可移動的接納在主提升閥的所述開孔中，并且具有貫穿其中的先導通道；第一盤簧，其相對于主提升閥偏壓先導活塞；先導閥元件，其操作用以開啟和關閉先導通道；和致動器，其可操作地耦合，以移動先導閥元件。
2. 根據權利要求1所述的先導操作液壓閥，其特征在于，第一盤簧偏壓先導活塞，使其遠離主提升閥并jjaA控制室。
3. 根據權利要求1戶脫的先導操作艦閥，其特征在于，第二盤簧,隨著第 一盤簧以偏壓先導活塞。
4. 根據權利要求1戶脫的先導操作艦閥，其特征在于，主提升閥進一步包括控制M，戶;f^制Mii劍維于第1口和控制室之間的流體M。
5.根據權利要求4戶脫的先導操作、鵬閥，辦征在于，進一步包括在控制通道中的固定節(jié)流孔。
6.根據權利要求1戶服的先導操作TO閥，其特征在于，控制室形鵬遠離 閥座的主提升閥一側。
7.根據權利要求1戶腿的先導操作、鵬閥，其特征在于，致動器包括銜鐵，^i體的內部移動，并且在其中具有一孔，所述先導閥元件可滑 動的接納在該孔中；第一彈簧，其相對于主體偏壓銜鐵；和第二彈簧，其相對于銜^i壓先導閥元件。
8.根據權禾腰求7戶腿的先導操作艦閥，其特征在于，第二彈簧的彈簧剛 度比第一彈簧小。
9. 根據權利要求7戶滿的先導操作艦閥，其特征在于，先導閥元件與先導 活塞的嚙合促使第二彈簧屈服并且允許先導閥元件在銜鐵內，動。
10. 根據權利要求7戶艦的先導操作艦閥，^tt征在于，致動器進一步包 括電磁線圈，所述電磁線圈產生促使銜鐵移動的電磁場。
11. 一種先導操作ffi閥，包括主體，駐條有第一孔，第一端口和第二端口開口至lj戶誠第一孔內，并 且具有在第一孔的第一端口和第二端口之間的閥座；在第一孔內部的主提升閥，其有選掛也嚙合閥座以控制第一端口和第1 口之間的流術荒量，并且在遠離閥座的主提升閥一側形成了控制室，駐提升 閥具有一開孔，所述開孔,了第一端口和控制室之間的流體通珞；帶有貫穿其中的先導通道的先導活塞，該先導活 納@提升閥的所述 開孔中，控制室和先導室位于先導活塞的相對側，其中控制室和先導室之間的 壓差傾向于產生先導活塞在開孔內部的移動；第一盤簧，其相對于主提升閥偏壓先導活塞；先導閥元件，其操作用以開啟和關閉先導通道；和致動器，其可操作i鵬禹合，以移動先導閥元件。
12. 根據權利要求11所述的先導操作液壓閥，其特征在于，先導閥座在3iA 控制室的先導M的開口處形成在先導活塞中。
13. 根據權利要求12戶腿的先導操作艦閥，其特征在于，來自第一盤簧 的力和控制室與先導室之間的壓差改變先導閥座相對于主提升閥的健。
14.根據權利要求ll戶服的先導操作mE閥，其特征在于，第一盤簧偏壓先 導活塞，使其遠離主提升閥并JgJtA控制室。
15. 根據權利要求ll戶脫的先導操作艦閥，其特征在于，第二盤簧麟 著第一盤簧，以偏壓先導活塞。
16. 根據權禾腰求11戶服的先導操作鵬閥，其特征在于，主提升閥進一步包括控制M，戶;M^制通^^，于第一端口和控制室之間的流體a^。
17. 根據權利要求ll所述的先導操作液壓閥，其特征在于，致動器包括 銜鐵，M主體的內部移動，并且在其中具有第二孔，戶，先導閥元件可滑動地接納在戶，第二孔中；第一彈簧，其相對于主體偏壓銜鐵；和第二彈簧，其相對于銜鐵偏壓先導閥元件。
18. 根據權利要求17所述的先導操作液壓閥，其特征在于，第二彈簧的彈 簧剛性比第一彈簧小。
19. 根據權利要求17戶腿的先導操作^J1閥，其特征在于，先導閥元件與 先導活塞的嚙合促使第二彈簧屈服并且允許先導閥元件在銜鐵內部滑動。
20. 根據權利要求17戶艦的先導操作TO閥，其特征在于，致動器進一步 包括電磁線圈，所述電磁線圈產生促使銜鐵移動的電磁場。
全文摘要
一種先導操作閥，其具有響應主提升閥一側的控制室中的壓力，有選擇地控制第一和第二端口之間的流體流量的主提升閥。該主提升閥具有在控制室和第一端口之間延伸的開孔。先導活塞在該開孔的內部滑動，該先導活塞具有帶有先導節(jié)流口的先導通道和相對于主提升閥偏壓該先導活塞的第一盤簧。先導閥元件有選擇地嚙合先導節(jié)流口以開啟和關閉先導通道，從而控制主提升閥的動作。來自第一盤簧的力和控制室與先導室之間的壓差改變先導閥座相對于主提升閥的位置。位置的變化補償了由于兩個端口的壓力變化對閥操作的影響。
文檔編號F15B13/044GK101387311SQ20071017014
公開日2009年3月18日 申請日期2007年9月12日 優(yōu)先權日2007年9月12日
發(fā)明者D·B·史蒂芬森, R·C·休斯, R·S·杰克遜, X·楊 申請人:胡斯可國際股份有限公司