專利名稱：閥門組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子致動(dòng)的閥門組件的領(lǐng)域，這些閥門組件用于調(diào)節(jié)在一個(gè)歧管與一個(gè)流體工作機(jī)器的工作室之間的流體連通。
背景技術(shù)：
流體工作機(jī)器包括流體從動(dòng)機(jī)器和/或流體驅(qū)動(dòng)機(jī)器，如泵、馬達(dá)、以及可以在不同的運(yùn)行模式下或者用作一個(gè)泵或者用作一個(gè)馬達(dá)的機(jī)器。雖然本發(fā)明將通過引用該流體為一種液體的(如，一種通常不可壓縮的液壓液)應(yīng)用進(jìn)行展示，但該流體還能夠可替代地是一種氣體。當(dāng)流體工作機(jī)器作為泵來運(yùn)行時(shí)，一個(gè)低壓歧管典型地用作流體的一個(gè)總來源處 (net source)而一個(gè)高壓歧管典型地用作流體的一個(gè)總匯集處(net sink)。當(dāng)流體工作機(jī)器作為一個(gè)馬達(dá)來運(yùn)行時(shí)，一個(gè)高壓歧管典型地用作流體的總來源處而一個(gè)低壓歧管典型地用作流體的總匯集處。在本說明書以及所附的這些權(quán)利要求之中，術(shù)語“高壓歧管”以及“低壓歧管”是指具有更高和更低壓力的彼此相對(duì)的這些歧管。在這些高壓和低壓歧管之間的壓力差、以及在這些高壓和低壓歧管中壓力的絕對(duì)值將取決于該應(yīng)用。例如，在被優(yōu)化用于高功率泵送應(yīng)用的情況下的一個(gè)泵的壓力差可能高于被優(yōu)化用來精確地確定流體的凈位移量的情況下的一個(gè)泵的壓力差；例如，用于分配測(cè)定量的流體(例如，一種液體燃料)的泵，該泵在這些高壓和低壓歧管之間可能僅存在一個(gè)最小的壓力差。一個(gè)流體工作機(jī)器可以具有一個(gè)以上的低壓歧管。已知這些流體工作機(jī)器包括多個(gè)周期性地變化容積的工作室，其中通過這些工作室進(jìn)行的流體的位移是由這些電子可控制的閥在逐周期的基礎(chǔ)上，按照同工作室容積的多個(gè)周期的定相關(guān)系調(diào)節(jié)的，以便確定通過該機(jī)器進(jìn)行的流體凈通過量(net throughput) 0 例如，EP 0 361 927披露了一種方法，該方法按照同工作室容積的多個(gè)周期的定相關(guān)系，通過打開和/或關(guān)閉多個(gè)電子可控制的提升閥來控制通過一個(gè)多室泵進(jìn)行的流體凈通過量， 以便調(diào)節(jié)該泵的這些單獨(dú)的工作室與一個(gè)低壓歧管之間的流體連通。其結(jié)果是，這些單獨(dú)的腔室是可以由一個(gè)控制器在逐周期的基礎(chǔ)上來選擇的，以便或者將流體移位一個(gè)預(yù)定的固定容積或者進(jìn)行一個(gè)空轉(zhuǎn)周期而沒有進(jìn)行流體的凈位移量，由此使得該泵的凈通過量能夠與要求動(dòng)態(tài)地相匹配。EP 0 494 236發(fā)展了這一原理并且包括了多個(gè)電子可控制的提升閥，這些閥調(diào)節(jié)多個(gè)單獨(dú)的工作室與一個(gè)高壓歧管之間的流體連通，由此促進(jìn)提供在交變的運(yùn)行模式下或者用作泵或者用作馬達(dá)的一種流體工作機(jī)器。EP 1 537 333介紹了部分周期的可能性，允許多個(gè)單獨(dú)的工作室的多個(gè)單獨(dú)的周期將多個(gè)不同的流體容積中的任何一個(gè)進(jìn)行移位從而更好地與要求相匹配。這種類型的流體工作機(jī)器要求快速地打開和關(guān)閉電子可控制的閥，這些閥能夠調(diào)節(jié)從該低壓歧管(而在某些實(shí)施方案中是該高壓歧管)流入和流出一個(gè)工作室的流體。本發(fā)明的某些方面的目的在于提供改進(jìn)閥門組件，這些組件適合用于調(diào)節(jié)流體流入和流出這種類型的流體工作機(jī)器的工作室。然而，本發(fā)明的這些閥門組件可應(yīng)用于其他類型的流體工作機(jī)器。
這些閥門組件可以引起的一個(gè)技術(shù)問題涉及要求將面座閥在流體流過閥門的同時(shí)保持開放，而這些閥門組件包括多個(gè)電子方式可致動(dòng)的面座閥(如提升閥)來用于調(diào)節(jié)進(jìn)入流體工作機(jī)器的工作室的流體供應(yīng)。伯努利(Bernoulli)效應(yīng)(與壓降相關(guān)的動(dòng)能) 以及由于流體流過這種面座閥閥門構(gòu)件(例如，提升閥頭)所引起的表面摩擦可以在面座閥閥門構(gòu)件上施加一個(gè)相當(dāng)大的力。因此，可能需要繼續(xù)給該電磁體提供相當(dāng)大的動(dòng)力以使面座閥保持開放，或者這種效應(yīng)可能限制經(jīng)過該閥門的最大流速。因此，本發(fā)明著手解決以下問題，即在流體經(jīng)過這些閥門從一個(gè)低壓或高壓歧管流到流體工作機(jī)器的工作室、或者沿相反的方向流動(dòng)的同時(shí)將電子方式可致動(dòng)的面座閥保持開放。本發(fā)明的某些實(shí)施方案還著手解決以下問題，即對(duì)抗一個(gè)壓力差來打開一個(gè)面座閥(如，一個(gè)提升閥)以便調(diào)節(jié)從一個(gè)高壓歧管到流體工作機(jī)器的一個(gè)工作室的流體供應(yīng)。這在技術(shù)上是困難的，因?yàn)樵诿孀y中，流體壓力作用在座入?yún)^(qū)域上以產(chǎn)生一個(gè)大的閉合力。因此，困難的是提供一種用于調(diào)節(jié)從一個(gè)高壓歧管到流體工作機(jī)器的一個(gè)工作室的流體供應(yīng)的面座閥，該面座閥能夠?qū)挂粋€(gè)相當(dāng)大的壓力差而打開并且它還能夠快速(理想地是在幾毫秒之內(nèi))打開而同時(shí)使能量消耗減為最小。GB 2,430, 246 (Stein)披露了一種閥門組件，該閥門組件適合用于調(diào)節(jié)從一個(gè)高壓歧管至流體工作機(jī)器的一個(gè)工作室的流體供應(yīng)。這種閥門組件包括一個(gè)初級(jí)閥門、一個(gè)次級(jí)閥門、一個(gè)電磁體以及一個(gè)電樞(被稱為運(yùn)動(dòng)桿)。該初級(jí)閥門包括一個(gè)面座初級(jí)閥門構(gòu)件以及一個(gè)初級(jí)閥門座。這個(gè)次級(jí)閥門與初級(jí)閥門是一體的并且包括一個(gè)次級(jí)閥門構(gòu)件，該次級(jí)閥門構(gòu)件可在一個(gè)密封位置與一個(gè)開放位置之間移動(dòng)，在該次級(jí)閥門構(gòu)件中提供一個(gè)經(jīng)過該次級(jí)閥門的路徑用于流體在該初級(jí)閥門構(gòu)件的相反側(cè)之間流動(dòng)以減少跨越該初級(jí)閥門構(gòu)件的壓力差。因此，次級(jí)閥門具有比初級(jí)閥門小得多的表面積，次級(jí)閥門即便在初級(jí)閥門構(gòu)件兩側(cè)存在一個(gè)相當(dāng)大的壓力差時(shí)仍可以被打開。該工作室有效地是一個(gè)閉合的容積，并且這樣流體可以流過該次級(jí)閥門以便使該初級(jí)閥門構(gòu)件每一側(cè)上的壓力相等，由此促進(jìn)該初級(jí)閥門的打開。在GB 2, 430, 246中披露的閥門組件中，該面座閥是通過一個(gè)彈簧來保持打開的。 在實(shí)踐中，對(duì)于這種彈簧極端困難的是提供足夠的力來對(duì)抗伯努利效應(yīng)以及表面摩擦力而使閥門保持打開。因此，本發(fā)明的某些實(shí)施方案目的是提供一種閥門組件，該閥門組件不僅能夠在明顯存在伯努利效應(yīng)以及表面摩擦力的情況下保持打開，而且還能夠?qū)挂粋€(gè)明顯的壓力差快速地打開同時(shí)最大限度地減少能量消耗。發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第一方面，在此提供一種用于調(diào)節(jié)流體從流體歧管到流體工作機(jī)器的工作室的供應(yīng)的閥門組件，該閥門組件包括一個(gè)初級(jí)閥門、一個(gè)電磁體以及一個(gè)電樞，該初級(jí)閥門包括一個(gè)面座初級(jí)閥門構(gòu)件以及一個(gè)初級(jí)閥門座并且具有一個(gè)開放位置以及一個(gè)密封位置，在該開放位置中該初級(jí)閥門構(gòu)件從該初級(jí)閥門座上間隔開，在該密封位置中該初級(jí)閥門構(gòu)件與該初級(jí)閥門座處于密封接觸，其中該電樞可沿著在一個(gè)第一位置與一個(gè)第二位置之間延伸的一條路徑滑動(dòng)，并且其中當(dāng)該電樞是處于該第一位置時(shí)該初級(jí)閥門構(gòu)件被偏置朝向該密封位置，并且其中當(dāng)該電樞是處于該第二位置時(shí)該初級(jí)閥門構(gòu)件被偏轉(zhuǎn)朝向該開放位置，其特征在于，該初級(jí)閥門構(gòu)件包括一個(gè)鐵磁性構(gòu)件并且該閥門組件進(jìn)一步包括一個(gè)磁路，該磁路被適配為當(dāng)該初級(jí)閥門打開時(shí)引導(dǎo)磁通量通過該鐵磁性構(gòu)件
5以便由此將該初級(jí)閥門構(gòu)件保持在該開放位置。因此，當(dāng)該初級(jí)閥門打開并且電流被提供到該電磁體上時(shí)，該初級(jí)閥門構(gòu)件以一個(gè)最小的磁性勢(shì)能定位，從而對(duì)抗由于流體經(jīng)過該初級(jí)閥門構(gòu)件、經(jīng)過該閥門座的流動(dòng)所引起的作用于該初級(jí)閥門構(gòu)件上的伯努利效應(yīng)以及表面摩擦力。該閥門組件因此在預(yù)期使用一種相對(duì)高速的流體流動(dòng)的流體工作機(jī)器中是特別有用的。例如，該閥門組件可以用于調(diào)節(jié)從一個(gè)高壓流體歧管到一個(gè)流體工作馬達(dá)(如，單獨(dú)地用作一臺(tái)馬達(dá)或者以交替運(yùn)行模式用作一個(gè)泵或馬達(dá)的一個(gè)流體工作機(jī)器)的工作室的流體供應(yīng)。盡管如此，該閥門組件對(duì)于調(diào)節(jié)從一個(gè)低壓歧管到流體工作馬達(dá)的工作室的流體供應(yīng)同樣可以是有用的。該初級(jí)閥門構(gòu)件可以包括兩個(gè)鐵磁性構(gòu)件以及一個(gè)或多個(gè)非鐵磁性閥門構(gòu)件部分。然而，該初級(jí)閥門構(gòu)件可以全部由鐵磁性構(gòu)件組成。因?yàn)楫?dāng)電樞處于第二位置時(shí)，初級(jí)閥門構(gòu)件優(yōu)選地被一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件偏置朝向開放位置，該初級(jí)閥門構(gòu)件將被推到一個(gè)完全打開的狀態(tài)，與如果它被偏置到一個(gè)關(guān)閉的位置上相比，這種狀態(tài)提供了更小的流經(jīng)該閥門的阻力。優(yōu)選地，當(dāng)該電樞處于第一位置時(shí)該初級(jí)閥門構(gòu)件被偏置到該密封位置而當(dāng)該電樞處于第二位置時(shí)該初級(jí)閥門構(gòu)件被一個(gè)或多個(gè)彈性構(gòu)件偏置到該關(guān)閉位置。電樞典型地相對(duì)于該初級(jí)閥門構(gòu)件是可移動(dòng)的。因此，當(dāng)該初級(jí)閥門打開時(shí)通過引導(dǎo)磁通量通過鐵磁性構(gòu)件而可以避免由于來自流體流動(dòng)的多個(gè)力作用在初級(jí)閥門構(gòu)件上而引起該初級(jí)閥門構(gòu)件關(guān)閉，沒有電樞的伴隨性運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地，該初級(jí)閥門構(gòu)件包括一個(gè)密封區(qū)域，該密封區(qū)域與初級(jí)閥門座產(chǎn)生密封接觸并且該磁路被配置為當(dāng)初級(jí)閥門打開時(shí)引導(dǎo)磁通量通過該密封區(qū)域。因此，該保持力被集中在最需要之處。該電磁體典型地是可運(yùn)行的，從而在使用中吸引該電樞以便由此打開該初級(jí)閥門。典型地，該第二位置比第一位置更接近電磁體。當(dāng)初級(jí)閥門處于開放位置時(shí)，這個(gè)磁路優(yōu)選地將來自所述電磁體的磁通量弓I導(dǎo)通過鐵磁性構(gòu)件，以便在該電磁體被接合的同時(shí)由此保持該初級(jí)閥門構(gòu)件。因此，當(dāng)向該電磁體提供電流時(shí)，它既可用于打開該初級(jí)閥門也可將該初級(jí)閥門構(gòu)件保持在開放位置中?？商娲兀谠摯怕分锌梢蕴峁┮粋€(gè)第二電磁體以提供一個(gè)磁場(chǎng)來保持該初級(jí)閥門構(gòu)件。優(yōu)選地，該磁路被適配為當(dāng)初級(jí)閥門構(gòu)件是處于開放位置并且當(dāng)初級(jí)閥門構(gòu)件是處于密封位置時(shí)均引導(dǎo)磁通量通過該鐵磁性構(gòu)件，其中該磁路被適配為當(dāng)初級(jí)閥門構(gòu)件是處于開放位置時(shí)引導(dǎo)一個(gè)更高密度的磁通量通過該鐵磁性構(gòu)件。因此，該磁路可以起到增加電磁體與電樞之間的吸引力以便打開初級(jí)閥門的作用、并且還提供了良好的磁性勢(shì)能以便將初級(jí)閥門構(gòu)件保持在開放位置。優(yōu)選地，該磁路包括被安排為并聯(lián)的、傳導(dǎo)磁通量的第一和第二磁路部分，其中該第一磁路部分被配置為至少在初級(jí)閥門是處于密封位置并且電樞是處于第一位置時(shí)傳導(dǎo)磁通量通過電樞，并且該第二磁路部分被配置為至少在該初級(jí)閥門是處于開放位置并且電樞是處于第二位置時(shí)傳導(dǎo)磁通量通過該鐵磁性構(gòu)件。優(yōu)選地，該第一磁路部分被配置為當(dāng)電樞是處于第一位置時(shí)并且當(dāng)電樞是處于第二位置時(shí)均傳導(dǎo)磁通量通過電樞。第二磁路部分可以被配置為當(dāng)該初級(jí)閥門構(gòu)件是處于開放位置并且當(dāng)該初級(jí)閥門構(gòu)件是處于密封位置時(shí)均傳導(dǎo)磁通量通過該鐵磁性構(gòu)件。
該第一磁路部分優(yōu)選地包括一個(gè)通量橋，這個(gè)通量橋被安排為至少在電樞是處于第一位置時(shí)并且同樣典型是當(dāng)電樞是處于第二位置時(shí)引導(dǎo)磁通量通過電樞。典型地，該電樞被適配為沿該第一與第二位置之間的一條軸線滑動(dòng)。例如，這個(gè)通量橋可以包括多個(gè)徑向地向內(nèi)延伸的磁路構(gòu)件，這些磁路構(gòu)件被大致規(guī)則地安排到所述軸線上以便引導(dǎo)磁通量通過電樞。電樞可以包括一個(gè)磁性可穿透材料的鄰近該通量橋的外周凸緣，經(jīng)過該外周凸緣當(dāng)電樞是處于第一位置、第二位置或者在該第一與第二位置之間時(shí)可以形成一個(gè)磁路。典型地，該磁路包括一個(gè)鐵磁性體部分并且電樞在第一位置間隔開該鐵磁性體部分而在第二位置接觸該鐵磁性體部分。優(yōu)選地，該第二磁路部分被安排為使得當(dāng)初級(jí)閥門構(gòu)件是處于開放位置時(shí)，鐵磁性材料的一個(gè)連續(xù)的本體直接在該鐵磁性構(gòu)件與該鐵磁性體部分之間延伸。它可以是這樣的情況，即在開放位置，該鐵磁性構(gòu)件接觸該電樞同時(shí)該電樞接觸該鐵磁性體部分。它可以是這樣的情況，即在開放位置，該鐵磁性構(gòu)件直接接觸該本體部分。該鐵磁性構(gòu)件可以包括一個(gè)朝向該本體部分延伸的凸起并且在初級(jí)閥門構(gòu)件是處于開放位置時(shí)接觸該本體部分。該本體部分可以包括一個(gè)朝向該鐵磁性構(gòu)件延伸的凸起并且當(dāng)初級(jí)閥門構(gòu)件是處于開放位置時(shí)接觸該初級(jí)閥門構(gòu)件。優(yōu)選地，該磁路被形成和安排為使得第一磁路部分的磁阻與第二磁路部分的磁阻之比在電樞是處于第二位置并且初級(jí)閥門構(gòu)件是處于開放位置時(shí)高于在電樞是處于第一位置并且初級(jí)閥門構(gòu)件是處于密封位置時(shí)。優(yōu)選地，當(dāng)電樞是處于第二位置時(shí)，通量橋與電樞(它可以是一種滑動(dòng)接觸或一個(gè)小的空隙)之間的界面的磁阻是較高的。例如，該通量橋以及電樞可以重疊，其中重疊的表面積在該電樞處于第一位置時(shí)大于在該電樞處于第二位置時(shí)。當(dāng)初級(jí)閥門構(gòu)件打開時(shí)，這增加了被引導(dǎo)經(jīng)過該初級(jí)閥門構(gòu)件的磁通量的比例，從而使初級(jí)閥門構(gòu)件保持打開。在某些實(shí)施方案中，這種安排通過在該鐵磁性構(gòu)件與該電樞或本體部分之間提供一個(gè)吸引力而協(xié)助該初級(jí)閥門構(gòu)件的打開或者保持打開。優(yōu)選地，該第一磁路部分與電樞被配置為使得該第一磁路部分的磁阻在該電樞處于第二位置時(shí)要大于處于第一位置時(shí)，以便由此在該電樞處于第二位置并且該初級(jí)閥門構(gòu)件處于開放位置時(shí)增加被引導(dǎo)通過該鐵磁性構(gòu)件的磁通量。該第二磁路部分可以被配置為當(dāng)初級(jí)閥門構(gòu)件是處于開放位置并且當(dāng)初級(jí)閥門構(gòu)件是處于密封位置時(shí)均傳導(dǎo)磁通量通過該鐵磁性構(gòu)件。當(dāng)電樞處于該第一位置并且初級(jí)閥門構(gòu)件處于密封位置時(shí)，鐵磁性構(gòu)件可以接觸電樞。在這種安排中，磁通量將優(yōu)選地被弓I 導(dǎo)通過該通量橋以及該電樞而不通過該鐵磁性構(gòu)件，從而協(xié)助電樞從第一位置的運(yùn)動(dòng)而沒有該初級(jí)閥門構(gòu)件的即時(shí)運(yùn)動(dòng)。典型地，初級(jí)閥門構(gòu)件與電樞是同軸的。優(yōu)選地，該閥門組件包括一個(gè)被安排為將該初級(jí)閥門構(gòu)件偏置離開該初級(jí)閥門座的彈性構(gòu)件、以及一個(gè)被安排為偏置該電樞以接觸該初級(jí)閥門構(gòu)件的彈性構(gòu)件，這樣這些合力將該初級(jí)閥門偏置朝向該密封位置。在“初級(jí)閥門”、“初級(jí)閥門構(gòu)件”以及相關(guān)的術(shù)語中的形容詞“初級(jí)”是為了清楚起見而作為標(biāo)簽使用的而并非旨在隱含存在一個(gè)次級(jí)閥門。盡管如此，在某些實(shí)施方案中， 該閥門組件可以進(jìn)一步包括一個(gè)連接到電樞上的次級(jí)閥門，該次級(jí)閥門包括在一個(gè)密封位置與一個(gè)開放位置之間可移動(dòng)的一個(gè)次級(jí)閥門構(gòu)件，其中當(dāng)該電樞處于該第一位置時(shí)該次級(jí)閥門構(gòu)件被偏置到該密封位置，并且當(dāng)該電樞處于該第二位置時(shí)該次級(jí)閥門構(gòu)件被偏置朝向該開放位置。在這種情況中，在電樞與次級(jí)閥門構(gòu)件之間的連接優(yōu)選地被配置為能夠使該電樞從該第一位置朝向該第二位置移動(dòng)而沒有該次級(jí)閥門構(gòu)件的一種相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，但經(jīng)過該電樞與該次級(jí)閥門構(gòu)件之間的連接施加一個(gè)力以引起該次級(jí)閥門構(gòu)件移動(dòng)并且由此打開該次級(jí)閥門，同時(shí)該電樞處于沿所述路徑在該第一位置與該第二位置之間的一個(gè)位置處。該次級(jí)閥門構(gòu)件被安排為提供一個(gè)路徑，該路徑用于流體在處于開放位置的初級(jí)閥門構(gòu)件的相反側(cè)之間流動(dòng)，這樣在使用中，當(dāng)跨越初級(jí)閥門構(gòu)件上存在一個(gè)壓力差(它施加一個(gè)力從而維持初級(jí)閥門構(gòu)件與初級(jí)閥門座的密封接觸)時(shí)，打開該次級(jí)閥門構(gòu)件能夠使壓力在初級(jí)閥門構(gòu)件的每一側(cè)上得到平衡以促使該初級(jí)閥門開放。因此，該閥門組件可以是用于調(diào)節(jié)從一個(gè)高壓歧管到流體工作機(jī)器的一個(gè)工作室的流體供應(yīng)的閥門組件，該閥門組件進(jìn)一步包括一個(gè)次級(jí)閥門，該次級(jí)閥門包括在一個(gè)密封位置與一個(gè)開放位置之間可移動(dòng)的一個(gè)次級(jí)閥門構(gòu)件，在該次級(jí)閥門構(gòu)件中提供了一個(gè)經(jīng)過該次級(jí)閥門用于在初級(jí)閥門構(gòu)件的相反側(cè)之間的流體流動(dòng)路徑，以減少跨越該初級(jí)閥門構(gòu)件的壓力差，其中該電樞被連接到該次級(jí)閥門構(gòu)件上并且該第二位置比第一位置更接近于電磁體，其中在該第一位置中該次級(jí)閥門被偏置朝向該密封位置，而在該第二位置中該次級(jí)閥門被偏置朝向開放位置，其中該電樞與該次級(jí)閥門構(gòu)件之間的連接被配置為能夠使該電樞從該第一位置朝向該第二位置移動(dòng)而沒有該次級(jí)閥門構(gòu)件的一種相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，但經(jīng)過該電樞與該次級(jí)閥門構(gòu)件之間的連接施加一個(gè)力以便引起該次級(jí)閥門構(gòu)件移動(dòng)并且以便由此打開該次級(jí)閥門，同時(shí)該電樞處于沿所述路徑在該第一位置與該第二位置之間的一個(gè)位置上。與在GB 2，430，246披露的閥門安排相對(duì)比，當(dāng)力經(jīng)過該電樞與次級(jí)閥門構(gòu)件之間的連接引起該次級(jí)閥門構(gòu)件移動(dòng)并且由此打開該次級(jí)閥門時(shí)，該電樞沿從該第一位置到該第二位置的路徑的部分道路并且由此更接近電磁體。當(dāng)電樞朝電磁體行進(jìn)時(shí)，由電磁體引起的作用在電樞上的吸引力應(yīng)當(dāng)增加。因此，在電樞開始移動(dòng)時(shí)，經(jīng)過電樞與次級(jí)閥門構(gòu)件之間的連接由電樞可以施加到次級(jí)閥門構(gòu)件上的力要大于在如GB2，430，246中披露的電樞是處于其距電磁體的最遠(yuǎn)點(diǎn)的閥門的情況。與如果電樞被固定地連接到次級(jí)閥門構(gòu)件上相比，這可以使初級(jí)閥門能夠更快速地、更可靠地、在更高的壓力下、或者具有較小的功率消耗打開。因此，提供了一種閥門組件，在該閥門組件中，一個(gè)相對(duì)高的打開力可以施加在次級(jí)閥門構(gòu)件上而一個(gè)相對(duì)高的力可以提供用來將初級(jí)閥門構(gòu)件保持在開放位置中。優(yōu)選地，次級(jí)閥門構(gòu)件是一種面座閥并且該次級(jí)閥門構(gòu)件進(jìn)一步包括一個(gè)次級(jí)閥門座，以便與次級(jí)閥門構(gòu)件的可密封的合作。該次級(jí)閥門被典型地定向在與初級(jí)閥門相同的方向上，這樣，在一個(gè)流體工作機(jī)器中采用該閥門組件以致存在一個(gè)流體壓力差時(shí)，該壓力差施加一個(gè)力而將初級(jí)閥門構(gòu)件與初級(jí)閥門座保持密封接觸，一個(gè)同樣程度的力將次級(jí)閥門構(gòu)件與次級(jí)閥門座保持密封接觸。本發(fā)明在該次級(jí)閥門是一個(gè)面座閥的情況下具有特殊的益處，因?yàn)榭梢砸笠粋€(gè)實(shí)質(zhì)性的力來對(duì)抗一個(gè)壓力差從而打開一個(gè)面座次級(jí)閥門。 優(yōu)選地，次級(jí)閥門座的截面小于初級(jí)閥門座的截面的10%，并且更優(yōu)選地是小于其截面的 5%，這樣由于入口與出口之間的壓力差所引起的使次級(jí)閥門保持關(guān)閉的力實(shí)質(zhì)性地小于保持該初級(jí)閥門關(guān)閉的對(duì)應(yīng)的力。優(yōu)選地，該次級(jí)閥門延伸經(jīng)過初級(jí)閥門構(gòu)件以便在次級(jí)閥門處于打開時(shí)使流體能
8夠流過該初級(jí)閥門構(gòu)件，以減小初級(jí)閥門構(gòu)件的相反側(cè)之間的壓力差。因此，次級(jí)閥門座可以與初級(jí)閥門構(gòu)件是一體的。該初級(jí)閥門構(gòu)件與該次級(jí)閥門構(gòu)件可以是同軸的并且優(yōu)選地在使用中沿同軸路徑移動(dòng)。優(yōu)選地，該電樞與該次級(jí)閥門構(gòu)件之間的連接包括一個(gè)彈性構(gòu)件(次級(jí)彈性構(gòu)件)，該彈性構(gòu)件是可運(yùn)行的以便在該電樞沿著從該第一位置朝向該第二位置的路徑上行進(jìn)時(shí)存儲(chǔ)彈性能量。這提供了一種能夠使該電樞從該第一位置移動(dòng)而沒有該次級(jí)閥門構(gòu)件開始移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，并且能夠使作用在該次級(jí)閥門構(gòu)件上的力增加直到在使用中它超過了對(duì)抗一個(gè)壓力差來打開該次級(jí)閥門構(gòu)件所要求的力。優(yōu)選地，當(dāng)該電樞從該第一位置朝該第二位置移動(dòng)時(shí)，經(jīng)過該連接施加在該次級(jí)閥門構(gòu)件上的力單調(diào)地增大，至少直到該次級(jí)閥門構(gòu)件開始移動(dòng)。這個(gè)電樞可以在一條從第一位置朝第二位置延伸的直線上直接朝向該電磁體移動(dòng)。該電樞與該次級(jí)閥門構(gòu)件之間的連接可以包括一個(gè)限制距離機(jī)構(gòu)(或者由其組成)，該限制距離機(jī)構(gòu)是可接合的以限制在該電樞與該次級(jí)閥門構(gòu)件的密封部分之間的最大距離并且以便由此將該電樞的運(yùn)動(dòng)與該次級(jí)閥門沿在該第一位置與該第二位置之間的路徑的一部分的運(yùn)動(dòng)連接起來。在這種情況中，該電樞可以從該第一位置朝該第二位置移動(dòng)而沒有該次級(jí)閥門構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，然而，該電樞將達(dá)到在該第一位置與該第二位置之間的一個(gè)位置，在這里該限制距離機(jī)構(gòu)接合并且必須將該電樞的進(jìn)一步的動(dòng)作與該次級(jí)閥門構(gòu)件的伴隨性運(yùn)動(dòng)相連。該電樞與該第二閥門構(gòu)件之間的連接可以包括所述限制距離機(jī)構(gòu)以及所述次級(jí)彈性構(gòu)件中的任何一個(gè)或二者。優(yōu)選地，該閥門組件包括一個(gè)實(shí)質(zhì)上剛性的棒，該剛性棒延伸經(jīng)過電樞內(nèi)的一個(gè)孔，在使用中該剛性棒在朝向該工作室定位的電樞的一個(gè)第一側(cè)上被固定地連接到該次級(jí)閥門構(gòu)件上并且通過該電樞的相反的第二側(cè)上的一個(gè)彈性構(gòu)件連接到該電樞上，這樣在使用中當(dāng)該電樞沿該路徑從該第一位置行進(jìn)時(shí)，該電樞圍繞實(shí)質(zhì)上剛性的棒延伸并且沿其滑動(dòng)。優(yōu)選地，該實(shí)質(zhì)上剛性的棒進(jìn)一步包括在該電樞的第二側(cè)上的一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在該第一位置與該第二位置之間的所述位置處與該電樞接合，這樣使該電樞在該第一位置與該第二位置之間的所述位置處將該次級(jí)閥門拖曳打開。在這種情況中，所述結(jié)構(gòu)以及與所述結(jié)構(gòu)接合的電樞的表面可以一起形成該限制距離機(jī)構(gòu)。可以由一個(gè)限制距離機(jī)構(gòu)連接該電樞與該初級(jí)閥門構(gòu)件，該限制距離機(jī)構(gòu)是可接合的以限制該電樞與該初級(jí)閥門構(gòu)件之間的最大距離，以便由此將該電樞的運(yùn)動(dòng)與該初級(jí)閥門構(gòu)件沿在該第一位置與該第二位置之間的路徑的一部分的運(yùn)動(dòng)相連接。例如，該電樞可以包括一種初級(jí)閥門構(gòu)件接合結(jié)構(gòu)，以便在該電樞處于該第一位置與該第二位置之間時(shí)與該初級(jí)閥門接合并且將其打開。該電樞可以是可運(yùn)行的以便在打開該閥門的操作過程中當(dāng)該電樞從該第一位置移動(dòng)到該第二位置時(shí)首先與該次級(jí)閥門接合并且然后與該初級(jí)閥門構(gòu)件接合，以便在該初級(jí)閥門構(gòu)件開始移動(dòng)之前拖動(dòng)該次級(jí)閥門打開并且然后使該初級(jí)閥門構(gòu)件從該初級(jí)閥門座上離開。典型地，至少一個(gè)彈性構(gòu)件(包括所述次級(jí)彈性構(gòu)件)一起在該電樞上施加一個(gè)偏置力以使該電樞偏置朝向該第一位置。同樣優(yōu)選地，當(dāng)電樞從該第一位置朝該第二位置移動(dòng)時(shí)所述偏置力增加，其中由于在該電磁體與該電樞之間的距離減少，至少在該電樞是位于該第一位置與該次級(jí)閥門構(gòu)件開始移動(dòng)的位置之間的地方，偏置力隨著距離的增加是小于在使用中由電磁體在電樞上可施加的力的增加。該閥門組件可以包括一個(gè)初級(jí)彈性構(gòu)件，該初級(jí)彈性構(gòu)件將初級(jí)閥門構(gòu)件偏置朝向與初級(jí)閥門座密封接觸。優(yōu)選地，初級(jí)彈性構(gòu)件將電樞偏置朝向該第一位置并且當(dāng)該電樞處于該第一位置時(shí)該電樞與該初級(jí)閥門構(gòu)件接合，從而在該第一位置中，該初級(jí)彈性構(gòu)件將該電樞偏置與該初級(jí)閥門構(gòu)件發(fā)生接觸并且由此偏置該初級(jí)閥門構(gòu)件與該初級(jí)閥門座發(fā)生密封接觸。有利的是，在閥門組件中，一個(gè)彈性構(gòu)件(例如，所述初級(jí)彈性構(gòu)件)直接作用于電樞上(例如，參見閥門本體上以及電樞上的)以推動(dòng)電樞與初級(jí)閥門構(gòu)件相接合并且推動(dòng)初級(jí)閥門構(gòu)件朝向與初級(jí)閥門座密封接觸，因?yàn)楫?dāng)電樞不再被電磁體保持在第二位置中時(shí)它們就立即開始關(guān)閉。因此，可以將它們快速關(guān)閉。因?yàn)樵诖蜷_過程中直接作用在電樞上的彈性構(gòu)件中所存儲(chǔ)的能量被用在關(guān)閉過程中，所以它們還可以是在能量上有效率的。在此，閥門組件包括一個(gè)次級(jí)彈性構(gòu)件，它于電樞以及次級(jí)閥門構(gòu)件參比(例如， 參比一個(gè)實(shí)質(zhì)上剛性的棒，該棒與次級(jí)閥門構(gòu)件是一體的或者被附接到其上并且它延伸經(jīng)過電樞中的一個(gè)孔)，并且一個(gè)初級(jí)彈性構(gòu)件與閥體并且與電樞參比，該初級(jí)和次級(jí)彈性構(gòu)件可以是同心的彈簧，其中該初級(jí)彈性構(gòu)件圍繞次級(jí)彈性構(gòu)件延伸。這種安排協(xié)助提供一種緊湊的閥門組件并且能夠使閥門的軸向延伸程度最小化。優(yōu)選地，次級(jí)閥門例如被一個(gè)彈性構(gòu)件偏置進(jìn)入關(guān)閉的位置。因此，當(dāng)該次級(jí)閥門是一個(gè)面座閥時(shí)，該次級(jí)閥門構(gòu)件可以例如被一個(gè)彈性構(gòu)件偏置而與次級(jí)閥門座發(fā)生密封接觸。優(yōu)選地提供一個(gè)彈性構(gòu)件，該彈性構(gòu)件將初級(jí)閥門構(gòu)件偏置從該初級(jí)閥門座上間隔開。所述彈性構(gòu)件可以例如是由該閥門組件的電樞或本體所參比的。優(yōu)選地，所述彈性構(gòu)件被安排為使得一旦次級(jí)閥門打開，由所述彈性構(gòu)件施加的力增加。然而，當(dāng)該電樞處于該第一位置時(shí)，所述彈性構(gòu)件應(yīng)該施加比該初級(jí)彈性構(gòu)件更小的偏置力，這樣當(dāng)該電樞處于該第一位置時(shí)，該初級(jí)閥門構(gòu)件上的凈偏置力將該初級(jí)閥門構(gòu)件偏置而與該初級(jí)閥門座發(fā)生密封接觸?？梢蕴峁┮粋€(gè)第三級(jí)彈性構(gòu)件，該第三級(jí)彈性構(gòu)件具有一個(gè)被固定到次級(jí)閥門構(gòu)件上的第一端以及一個(gè)被固定到初級(jí)閥門構(gòu)件上的第二端。因此，該第三級(jí)彈性構(gòu)件可以起的作用是既將次級(jí)閥門偏置進(jìn)入關(guān)閉的位置并且還將初級(jí)閥門構(gòu)件偏置從該初級(jí)閥門座上間隔開。當(dāng)該電樞處于該第一位置時(shí)，該第三級(jí)彈性構(gòu)件施加的偏置力應(yīng)該小于該初級(jí)彈性構(gòu)件施加的偏置力，這樣當(dāng)電樞處于該第一位置、并且該次級(jí)閥門被關(guān)閉時(shí)，該初級(jí)閥門構(gòu)件上的凈偏置力將該初級(jí)閥門構(gòu)件偏置而與該初級(jí)閥門座發(fā)生密封接觸。當(dāng)該次級(jí)閥門首先打開時(shí)第三級(jí)彈性構(gòu)件典型地被壓縮、或者進(jìn)一步被壓縮，并且因此提供一個(gè)額外的力將該初級(jí)閥門構(gòu)件偏置從該初級(jí)閥門座上間隔開。優(yōu)選地，與該次級(jí)閥門構(gòu)件參比的一個(gè)彈性構(gòu)件(例如，所述第三級(jí)彈性構(gòu)件)可以位于該初級(jí)閥門構(gòu)件內(nèi)的一個(gè)凹陷中，例如，在一個(gè)孔之內(nèi)，該孔定義了經(jīng)過該次級(jí)閥門的所述路徑的一部分。因此，所述彈性構(gòu)件可以保護(hù)初級(jí)閥門構(gòu)件免受高的流體流動(dòng)。當(dāng)電樞與初級(jí)閥門構(gòu)件接觸時(shí)，該彈性構(gòu)件可以被完全定位在初級(jí)閥門構(gòu)件中的一個(gè)凹陷之內(nèi)。優(yōu)選地，至少當(dāng)次級(jí)閥門處于開放位置時(shí)，所述彈性構(gòu)件是可運(yùn)行的以便推動(dòng)初級(jí)閥門構(gòu)件從初級(jí)閥門座上下來。電樞可以通過電樞與次級(jí)閥門構(gòu)件之間的連接(例如，通過次級(jí)彈性構(gòu)件以及第三級(jí)彈性構(gòu)件)而連接到初級(jí)閥門上?？赡艿那闆r是，初級(jí)閥門被主導(dǎo)地或者單獨(dú)地被在初級(jí)閥門構(gòu)件與次級(jí)閥門構(gòu)件之間所參比的一個(gè)彈性構(gòu)件偏置打開。取而代之，如果初級(jí)閥門被一個(gè)在閥體與初級(jí)閥門構(gòu)件之間所參比的彈性構(gòu)件偏置打開，這將提供一個(gè)用來在閥門的關(guān)閉、放慢關(guān)閉過程中所要求克服的力，并且增加了任何進(jìn)行關(guān)閉的彈性構(gòu)件所要求的力并且由此增加了在打開時(shí)壓縮所述進(jìn)行關(guān)閉的彈性構(gòu)件而消耗的能量。優(yōu)選地，該電樞在該電樞與該次級(jí)閥門構(gòu)件之間的連接上的定位是可運(yùn)行的以便使該次級(jí)閥門構(gòu)件移動(dòng)大于從該第一位置到該第二位置的距離的50%，或者更優(yōu)選地大于 75%。優(yōu)選地，一旦該次級(jí)閥門構(gòu)件開始移動(dòng)，與該電樞沿著從該第一位置到該第二位置的路徑的剩余行程相比，該次級(jí)閥門構(gòu)件移動(dòng)的距離更大。典型地，當(dāng)該電樞處于該第二位置時(shí)，特別是在該初級(jí)閥門打開時(shí)，該次級(jí)閥門是被關(guān)閉的或者是可以關(guān)閉的。該次級(jí)閥門應(yīng)該典型地打開，以便能夠使該初級(jí)閥門打開，盡管可能不是必須在一旦該初級(jí)閥門已經(jīng)打開時(shí)使該次級(jí)閥門保持打開。優(yōu)選地，由于要求移位液壓流體，該閥門組件的內(nèi)部被配置為減少該電樞從該第一位置移動(dòng)的限制。優(yōu)選地，該電樞的移動(dòng)不是顯著地受經(jīng)過一個(gè)節(jié)流閥(例如，一個(gè)孔的大小被確定為在使用中引起一個(gè)跨越該電樞的明顯壓力差)的液壓流體流動(dòng)的限制。這減少了限制電樞移動(dòng)的力，從而使閥門的打開和/或關(guān)閉放慢。當(dāng)次級(jí)閥門從密封位置移動(dòng)而進(jìn)入開放位置時(shí)，該次級(jí)閥門構(gòu)件典型地移動(dòng)進(jìn)入一個(gè)次級(jí)閥門構(gòu)件接收體積之中。該次級(jí)閥門構(gòu)件接收體積在使用中典型地充滿液壓流體，該液壓流體通過該次級(jí)閥門構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)而被移位。與這些壓力平衡閥門相對(duì)比，該電樞從該第一位置的移動(dòng)典型地對(duì)于該次級(jí)閥門構(gòu)件接收體積中的液壓流體的壓力不具有任何作用或者使其增加。這是有利的，因?yàn)橐蕾囋撾姌械倪\(yùn)動(dòng)來降低該次級(jí)閥門構(gòu)件接收體積內(nèi)的壓力可以使該閥門的打開放慢并且尤其使其關(guān)閉放慢。優(yōu)選地，液壓流體進(jìn)入和離開次級(jí)閥門構(gòu)件接收體積的流動(dòng)是不被節(jié)流的。因此，該閥門可以快速地關(guān)閉而沒有將液壓流體進(jìn)入該次級(jí)閥門構(gòu)件接收體積中的流動(dòng)減慢的節(jié)流性流動(dòng)。本發(fā)明在一個(gè)第二方面延伸到一個(gè)流體工作機(jī)器，該流體工作機(jī)器包括一個(gè)周期性變化容積的工作室、一個(gè)高壓歧管以及一個(gè)低壓歧管、以及根據(jù)本發(fā)明的第一方面的一個(gè)閥門組件，該閥門組件調(diào)節(jié)流體從高壓歧管或低壓歧管到工作室的供應(yīng)。當(dāng)次級(jí)閥門打開時(shí)，流體可以從對(duì)應(yīng)的歧管經(jīng)過次級(jí)閥門而流到工作室。因?yàn)楣ぷ魇沂且粋€(gè)關(guān)閉的室(雖然是周期性變化容積的室)，該工作室內(nèi)的壓力可以與對(duì)應(yīng)的歧管內(nèi)的壓力相平衡，以減少跨越該初級(jí)閥門構(gòu)件的壓力差并且能夠?qū)⒃摮跫?jí)閥門打開。優(yōu)選地，跨越初級(jí)閥門構(gòu)件的壓力差是主要通過工作室內(nèi)的壓力來減小的，該工作室內(nèi)的壓力在次級(jí)閥門構(gòu)件被移動(dòng)到開放位置之后、在初級(jí)閥門構(gòu)件從初級(jí)閥門座上離開之前，由于流體流過該次級(jí)閥門而朝著與對(duì)應(yīng)的歧管內(nèi)的壓力平衡而改變。優(yōu)選地，跨越該主閥門構(gòu)件的壓力差不是主要通過在閥門組件內(nèi)提供一個(gè)與初級(jí)閥門構(gòu)件相連通的室來減少的， 該室內(nèi)的壓力被減少為低于對(duì)應(yīng)的歧管內(nèi)的壓力以便能夠使該初級(jí)閥門構(gòu)件打開。
該流體工作機(jī)器可以進(jìn)一步包括一個(gè)控制器，該控制器是可運(yùn)行的以便按照同工作室容積的多個(gè)周期定相的關(guān)系來主動(dòng)地控制所述閥門組件、以及可任選的一個(gè)或多個(gè)其他閥門，以便在逐周期的基礎(chǔ)上確定通過這個(gè)或每個(gè)工作室進(jìn)行的流體的凈位移量，由此確定該工作機(jī)器或一組或多組所述工作室進(jìn)行的流體的平均時(shí)間凈位移量。優(yōu)選地，該高壓歧管與該低壓歧管之間的壓力差以及經(jīng)過該閥門組件的流體的通過量是這樣的，即假如該初級(jí)閥門組件不包括一個(gè)鐵磁性構(gòu)件，那么因?yàn)樵谥辽倌承┻\(yùn)行條件下，該初級(jí)閥門將由于伯努利效應(yīng)和/或由于流過該初級(jí)閥頭的流體所引起的表面摩擦而過快地關(guān)閉從而該流體工作機(jī)器將不能正確地起作用。該流體工作馬達(dá)可以僅作為一臺(tái)電動(dòng)機(jī)、或者僅作為一個(gè)泵來起作用。可替代地， 該流體工作機(jī)器可以在多種替代運(yùn)行模式中作為一個(gè)馬達(dá)或一個(gè)泵來起作用。


現(xiàn)在將參照以下附圖展示本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案，在附圖中圖IA是閥門被關(guān)閉時(shí)并且在電流通過該電磁體之前經(jīng)過一個(gè)對(duì)稱的閥門組件的部分截面；圖IB是響應(yīng)于電流通過該電磁體所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在電樞已經(jīng)從該第一位置朝第二位置移動(dòng)之后經(jīng)過圖IA的閥門組件的部分截面；圖IC是在次級(jí)閥門構(gòu)件已經(jīng)從其閥門座中移動(dòng)從而打開該次級(jí)閥門之后經(jīng)過圖 IA的閥門組件的部分截面；圖ID是在初級(jí)閥門構(gòu)件已經(jīng)從初級(jí)閥門座中移動(dòng)從而打開該初級(jí)閥門并且電樞已經(jīng)達(dá)到該第二位置之后經(jīng)過圖IA的閥門組件的部分截面；圖2是該電樞的作用在圖IA的閥門組件內(nèi)的剛性棒以及次級(jí)閥門構(gòu)件上(在一個(gè)向內(nèi)的方向上作用的多個(gè)力具有正值)的多種力的位置變化的一個(gè)簡(jiǎn)圖；并且圖3是結(jié)合了圖IA的閥門組件的一個(gè)流體工作機(jī)器的示意圖。示例性實(shí)施方案的詳細(xì)說明參見圖IA至圖1D，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)閥門組件1具有一個(gè)由磁性可穿透的材料制成的環(huán)狀閥門殼體2，該閥門殼體包括一個(gè)同樣由磁性可穿透的材料制成的本體部分4。一個(gè)高磁阻材料的環(huán)30將該閥門殼體與該本體部分分離。一個(gè)電磁體6是在該閥門殼體內(nèi)圍繞該本體部分形成的。一個(gè)環(huán)狀提升罩8從該閥門殼體延伸并且包括一個(gè)初級(jí)提升閥頭 10，該閥頭是作為初級(jí)閥門構(gòu)件起作用的。環(huán)狀提升罩是由一種磁性可穿透的材料制成并且初級(jí)提升閥頭是由一種鐵磁性材料(如鋼)制成，并且因此作為鐵磁性構(gòu)件而起作用。一個(gè)閥門座12(作為該初級(jí)閥門座起作用)是由一個(gè)圍繞該提升罩的內(nèi)部延伸的斜切的過渡部分形成的。在關(guān)閉的位置中，該初級(jí)提升閥頭與初級(jí)閥門座相配合以形成一種密封。該電樞以及初級(jí)提升閥被配置為使得電樞的外表面62可以接觸該初級(jí)提升閥頭的內(nèi)表面64 以便例如在閥門關(guān)閉時(shí)在電流通過該電磁體之前在這兩個(gè)部分之間施加一個(gè)力。該初級(jí)提升閥頭包括一個(gè)位于該初級(jí)提升閥頭的中心軸線上的孔14。該孔在該初級(jí)提升閥頭的本體內(nèi)延伸至位于一個(gè)閥頭室18內(nèi)的一個(gè)另外的斜切的過渡部分16上，該過渡部分還作為一個(gè)閥門座(次級(jí)閥門座)而起作用，當(dāng)該閥門組件被完全關(guān)閉時(shí)，一個(gè)次級(jí)閥門構(gòu)件20被偏置到該過渡部分上以形成一種密封。該孔通過該閥頭室、以及流體通道24中的一個(gè)或多個(gè)而與該環(huán)狀提升罩內(nèi)的一個(gè)內(nèi)部室22相連通。這些流體通道具有足夠的截面積以避免相當(dāng)大地限制流體的流動(dòng)。因此，當(dāng)次級(jí)閥門構(gòu)件不是與次級(jí)閥門座處于密封接觸時(shí)，提供一個(gè)用于流體在該閥門的出口 26與內(nèi)部室22之間流動(dòng)的路徑。然而，這個(gè)路徑在該次級(jí)閥門構(gòu)件與次級(jí)閥門座處于密封接觸時(shí)被封鎖。該內(nèi)部室與徑向通道觀中的一個(gè)或多個(gè)處于流體連通，這些徑向通道延伸經(jīng)過該提升罩并且作為該閥門組件的多個(gè)入口起作用。這些徑向通道在一個(gè)位置處延伸進(jìn)入該內(nèi)部室，這個(gè)位置是在該初級(jí)提升閥打開時(shí)該初級(jí)提升閥頭的周邊的位置以及該初級(jí)提升閥頭與該初級(jí)提升閥門座處于密封接觸時(shí)該初級(jí)提升閥頭的周邊的位置的中間。因此，當(dāng)初級(jí)提升閥打開時(shí)(不考慮該次級(jí)閥門是否打開)提供了一個(gè)用于流體直接從這些入口流入該出口的路徑。然而，當(dāng)初級(jí)提升閥關(guān)閉時(shí)，圍繞該初級(jí)提升閥頭的周邊沒有提供流體直接從這些入口流至該出口的任何路徑。一個(gè)磁路是部分地由高磁阻材料的一個(gè)環(huán)30形成的，該環(huán)圍繞該本體部分的周邊定位。該磁路還包括一個(gè)通量橋32，該通量橋從該閥門殼體徑向地向內(nèi)延伸并且接觸一個(gè)電樞34，該電樞從圖IA中所展示的一個(gè)第一位置可滑動(dòng)到圖IB中所展示的一個(gè)第二位置。該電樞具有一個(gè)外周凸緣36，該外周凸緣比電樞的中心部分厚，并且該外周凸緣與該通量橋處于滑動(dòng)接觸并且被配置為以便保持與通量橋的接觸(或者可替代地，保持非常接近)，同時(shí)電樞處于第一位置與第二位置之間的任何位置上。該通量橋包括一個(gè)或多個(gè)通孔 38，流體可以流經(jīng)這些通孔以便能夠使電樞在該第一位置與第二位置之間移動(dòng)。該環(huán)狀閥門殼體、本體部分以及通量橋一起形成了一個(gè)第一磁路部分。一個(gè)第二磁路部分是由該環(huán)狀閥門殼體、本體部分以及環(huán)狀提升罩形成，該環(huán)狀提升罩同樣是由一種磁性可穿透的材料(如鋼)制成，并且與通量橋接觸。該電樞具有在其中穿過的一個(gè)中心孔40。一個(gè)剛性棒42延伸經(jīng)過該電樞的中心孔、以及該初級(jí)提升閥頭內(nèi)的室。該剛性棒具有一個(gè)形成次級(jí)閥門構(gòu)件20的第一端、以及在該閥體部分之內(nèi)位于一個(gè)凹陷46內(nèi)的一個(gè)相反的第二端44。該閥門組件包括三個(gè)彈簧。主彈簧48 (作為初級(jí)彈性構(gòu)件起作用)圍繞該剛性棒從該本體部分的凹陷內(nèi)的一個(gè)過渡部分50延伸至該電樞的一個(gè)內(nèi)表面52并且在整個(gè)操作中是處于壓縮的。一個(gè)加壓彈簧M(作為次級(jí)彈性構(gòu)件起作用)圍繞該剛性棒從電樞的內(nèi)表面延伸并且位于該剛性棒的第二端的一個(gè)外周凸緣56上。該外周凸緣還具有一個(gè)外表面66，電樞的內(nèi)表面可以反作用在該外表面上，這樣電樞的內(nèi)表面以及外周凸緣的外表面由此形成了一個(gè)限制距離的機(jī)構(gòu)。一個(gè)導(dǎo)向彈簧58 (作為第三級(jí)彈性構(gòu)件起作用)在一個(gè)朝向該剛性棒的第一端定位的徑向外向延伸的外周凸緣60與圍繞該初級(jí)提升閥頭之內(nèi)的室的內(nèi)部徑向地向內(nèi)延伸的凸緣之間延伸。當(dāng)該閥門組件處于圖IA所展示的完全關(guān)閉的狀態(tài)時(shí)該導(dǎo)向彈簧是相對(duì)松馳的，但當(dāng)次級(jí)閥門已經(jīng)打開而初級(jí)閥門未被打開(圖IC所展示的)時(shí)該導(dǎo)向彈簧處于壓縮中。該初級(jí)閥門構(gòu)件、該次級(jí)閥門構(gòu)件、該剛性棒、以及該主要的、負(fù)載以及導(dǎo)向彈簧中的每一個(gè)都是同軸的。該主彈簧與該加壓彈簧是同心的并且圍繞其延伸。在一個(gè)實(shí)例應(yīng)用中，該閥門組件位于一個(gè)流體工作機(jī)器之內(nèi)，其中該入口連接到一個(gè)高壓歧管上、并且該出口被附接到一個(gè)周期可變?nèi)莘e的工作室上。該電磁體被連接到一個(gè)電流源上，該電流源在一個(gè)控制器的控制之下是可切換的以便能夠在需要時(shí)對(duì)該電磁體提供電流。當(dāng)沒有對(duì)該電磁體提供電流時(shí)，閥門采用了圖IA所展示的一個(gè)關(guān)閉的位置。該主彈簧在一個(gè)向外的方向上提供一個(gè)偏置力并且這樣該電樞在一個(gè)向外的方向上被偏置，通過跨越外表面62以及內(nèi)表面64的接觸從而將該初級(jí)提升閥頭按壓下與該初級(jí)閥門座發(fā)生密封接觸。該加壓彈簧被放松并且在剛性棒上在向內(nèi)的方向上(即，朝向圖IA的頂部)僅施加一個(gè)小的力。該導(dǎo)向彈簧在剛性棒上在向外的方向上施加一個(gè)相反的并且典型更高的力。例如，該加壓彈簧可以具有一個(gè)ION的預(yù)載荷并且導(dǎo)向彈簧可以具有一個(gè)15N的預(yù)載荷。這樣，由于該加壓彈簧以及導(dǎo)向彈簧內(nèi)的預(yù)載荷的結(jié)果，該剛性棒上的凈力將該剛性棒偏置，并且由此該次級(jí)閥門構(gòu)件向外而與該次級(jí)閥門座發(fā)生密封接觸。初級(jí)閥門和次級(jí)閥門是通過閥門組件的內(nèi)室與該出口之間的壓力差而同樣被保持在關(guān)閉的位置中的。因此， 在圖IA所展示的關(guān)閉的位置中，該閥門組件被關(guān)閉并且不存在流體從高壓閥經(jīng)過入口流到該出口并且進(jìn)入工作室的任何路徑。當(dāng)對(duì)該電磁體提供電流時(shí)，形成一個(gè)磁路，從而引導(dǎo)磁通量穿過電樞。電磁體在電樞上施加一個(gè)吸引力并且經(jīng)過該電磁體的電流被選擇為使作用在電樞上的力是足夠用來將電樞從該第一位置移動(dòng)到該第二位置。在一個(gè)典型的應(yīng)用中，如果電樞被固定地連接到該次級(jí)閥門構(gòu)件上，則該吸引力將不足以用來移動(dòng)電樞。然而，根據(jù)本發(fā)明，這種彈性連接允許電樞移動(dòng)而最初沒有該次級(jí)閥門構(gòu)件的移動(dòng)。因此，有可能通過使用一個(gè)比先前需要的情況更小的初始吸引力來避免不必要的功率消耗。當(dāng)電樞從第一位置移動(dòng)到第二位置時(shí)，電樞與本體部分之間的空隙減小而電樞上的力增加。圖2是電樞沿一條路徑從一個(gè)第一位置100行進(jìn)至一個(gè)第二位置102時(shí)關(guān)于力的變化的一個(gè)圖表，該第二位置比第一位置更接近于電磁體。該路徑直接從第一位置延伸至第二位置、直著朝向環(huán)狀的電磁體的中心軸線。由于該初級(jí)閥門以及該次級(jí)閥門通過這些偏置力以及壓力差而保持關(guān)閉、保持在位，所以來自導(dǎo)向彈簧104的力(它在向內(nèi)的方向上作用在初級(jí)提升閥頭上并且在向外的方向上(在圖示中是負(fù)的)作用在該剛性棒上以及一體的次級(jí)閥門構(gòu)件上)在電樞開始移動(dòng)時(shí)是恒定的。由于加壓彈簧變短，來自加壓彈簧106 的力(它在向外的方向上作用在電樞上并且在向內(nèi)的方向上(在圖示中是正的)作用在該剛性棒上并且因此作用在次級(jí)閥門構(gòu)件上)在電樞開始移動(dòng)時(shí)單調(diào)地增加，而沒有剛性棒的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電樞從第一位置移動(dòng)到第二位置時(shí)，來自主彈簧108的力(它在向外的方向上作用在電樞上)同樣單調(diào)地增加。其結(jié)果是在閥門組件的入口與出口之間的壓力差保持恒定同時(shí)次級(jí)閥門保持關(guān)閉并且一個(gè)恒定的力110在向外的方向上作用在次級(jí)閥門構(gòu)件上(并且由此作用在剛性棒上，在圖示中是負(fù)的)。次級(jí)閥門上的總的合力被示作線112并且可見在第一位置100處該總的合力起初明顯地大于可以由電磁體在相反的方向(向內(nèi)，打開)上施加的總力114。然而，總力114 比電樞上來自加壓彈簧討的打開力106以及來自導(dǎo)向彈簧58的導(dǎo)向力104的凈力大，從而允許電樞移動(dòng)離開第一位置100。當(dāng)該電樞從該第一位置朝向該開放位置移動(dòng)時(shí)，該電樞上由加壓彈簧施加的打開力線性地增加而電磁體施加在該電樞上的總力隨多個(gè)二階分量而增加并且當(dāng)該電樞達(dá)到第一與第二位置之間的一個(gè)開放位置101時(shí)超過用來打開該次級(jí)閥門構(gòu)件所需的合力。該開放位置的定位將根據(jù)入口與出口之間的壓力差而改變。圖 IB展示了電樞達(dá)到開放位置時(shí)該閥門組件的配置。
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在圖2的實(shí)例中，在剛性棒上來自加壓彈簧和導(dǎo)向彈簧組合所產(chǎn)生的凈力本身不足以對(duì)抗由跨越初級(jí)閥門構(gòu)件的壓力差所導(dǎo)致的這些流體力110來移動(dòng)該剛性棒。有可能的是在低的壓力差時(shí)，凈力將是足夠高的并且剛性棒將向內(nèi)移動(dòng)，從而使該次級(jí)閥門構(gòu)件移動(dòng)而脫離與次級(jí)閥門座的密封接觸，并且如圖IC所展示的將次級(jí)閥門打開。然而，在具有充分高的壓力差的應(yīng)用中，電樞的內(nèi)表面52在打開點(diǎn)101處接觸外周凸緣沈的外表面66。因此，電樞與次級(jí)閥門構(gòu)件之間的最大距離受到限制并且由電樞施加到剛性棒上的打開力106存在一個(gè)突然的增加116。作用于剛性棒上的這些力現(xiàn)在足以使剛性棒向內(nèi)移動(dòng)，從而移動(dòng)該次級(jí)閥門構(gòu)件脫離與該次級(jí)閥門座的密封接觸，并且如圖IC所展示的將次級(jí)閥門打開?？梢?，由加壓彈簧結(jié)合了電樞以及外周凸緣的對(duì)應(yīng)的內(nèi)表面以及外表面的接觸所施加的力遠(yuǎn)大于電樞在開放位置101中將能夠提供的力。然而，因?yàn)樵趫D2所展示的實(shí)例中該電樞已經(jīng)幾乎移動(dòng)到該關(guān)閉位置，所以可以獲得一個(gè)比在其他情況下高得多的打開力。一旦該次級(jí)閥門打開，它提供一個(gè)相對(duì)小的截面路徑用于流體從閥門組件的內(nèi)部室經(jīng)過次級(jí)閥門座以及初級(jí)提升閥頭內(nèi)的中心孔而流到出口。該出口被連接到一個(gè)工作室上，該工作室實(shí)際上是一個(gè)關(guān)閉的容積，這是因?yàn)榇蜷_過程發(fā)生如此快以致工作室容積的任何改變都是可忽略的。因此，當(dāng)高壓流體經(jīng)過該次級(jí)閥門而提供給工作室時(shí)，由于出口處壓力增加所以該入口處以及該出口處的壓力開始平衡。當(dāng)壓力差下降時(shí)，用來移動(dòng)該剛性棒所要求的總的力開始下降118。當(dāng)剛性棒開始相對(duì)于初級(jí)提升閥頭移動(dòng)時(shí)，加壓彈簧內(nèi)的力開始下降116，并且當(dāng)剛性棒相對(duì)于初級(jí)提升閥頭移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)向彈簧內(nèi)的力開始增加 120，由此減少了導(dǎo)向彈簧的長(zhǎng)度。該剛性棒將穩(wěn)定在來自導(dǎo)向彈簧的力與來自加壓彈簧的力相等的一個(gè)位置中。一旦該次級(jí)閥門打開，在初級(jí)提升閥構(gòu)件兩側(cè)上的壓力差快速下降，并且由于通過該剛性棒以及導(dǎo)向彈簧所傳輸?shù)倪@些力，而可以將初級(jí)閥門構(gòu)件輕易地從初級(jí)閥門座上移下并且被移位到圖ID所展示的位置上。流體可以因此從入口自由地流到出口。當(dāng)閥門組件處于開放位置時(shí)，該次級(jí)閥門將典型地保持打開，雖然這并非必不可少的。當(dāng)由導(dǎo)向彈簧施加的凈力現(xiàn)在超過由加壓彈簧施加的凈力時(shí)，只要電樞被保持在第二位置中，則初級(jí)閥門將被偏置打開，由此去除了否則將起作用而將初級(jí)閥門關(guān)閉的主彈簧的力。由于主彈簧的作用，主閥門將再次關(guān)閉，并且當(dāng)流經(jīng)電磁體的電流被斷開時(shí)，由于導(dǎo)向彈簧的預(yù)載荷力比加壓彈簧上的高，所以次級(jí)閥門將再次關(guān)閉當(dāng)主彈簧直接作用于直接抵靠在主閥門構(gòu)件上的電樞上時(shí)，一旦流經(jīng)電磁體的電流被斷開，則初級(jí)提升閥頭開始朝初級(jí)閥門座快速移動(dòng)。因?yàn)樗桥c伴隨移動(dòng)的次級(jí)閥門進(jìn)行參比的，打開該初級(jí)閥門的導(dǎo)向彈簧在關(guān)閉過程中沒有相當(dāng)大的壓縮，從而確保主彈簧的全部的力都是可供用來使關(guān)閉加速。在所展示的閥門安排中，在此形成了一個(gè)磁路，該磁路包括一個(gè)第一磁路部分以及一個(gè)第二磁路部分，該第一磁路部分延伸經(jīng)過通量橋以及電樞，該第二磁路部分延伸經(jīng)過提升罩以及初級(jí)提升閥頭。該第一磁路部分與第二磁路部分是并聯(lián)的。當(dāng)該閥門組件處于圖IA所展示的位置并且首先對(duì)電磁體提供電流時(shí)，磁通量主要是經(jīng)過環(huán)狀閥門殼體、通量橋以及電樞、并且在電樞與本體部分之間的空間的兩側(cè)上傳導(dǎo)的。當(dāng)?shù)谝淮怕凡糠值拇抛鑼?shí)質(zhì)性地低于第二磁路部分的磁阻時(shí)，經(jīng)過該提升罩以及該初級(jí)提升閥頭的通量密度是相對(duì)較低的。
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電樞被吸引到本體部分上并且開始朝本體部分移動(dòng)。圍繞該電樞的外周凸緣被安排為使得不僅在電樞是處于第一位置時(shí)而且通過電樞的第一部分的運(yùn)動(dòng)使通量橋在通量橋的整個(gè)截面面積上幾乎接觸該電樞。電樞移動(dòng)離開了在最初不可能移動(dòng)的初級(jí)提升閥頭，并且第二磁路部分的磁阻仍進(jìn)一步增加。一旦電樞達(dá)到第二位置，在次級(jí)閥門已經(jīng)打開之后，電樞接觸該本體部分并且在該本體部分上保持在位同時(shí)一個(gè)電流繼續(xù)流經(jīng)該電磁體。然而，外周凸緣被安排在第二位置中，該外周凸緣與通量橋之間的重疊明顯小于該通量橋的整個(gè)截面面積。這增加了通量橋與電樞之間的接合處的磁阻。在一個(gè)短的時(shí)間之后，次級(jí)閥門構(gòu)件與電樞接觸，該電樞自身與本體部分保持接觸。雖然經(jīng)過該電磁體繼續(xù)供給電流，但一個(gè)磁路是通過該電磁體、提升罩、初級(jí)提升閥頭以及電樞來完成的。因此，在該開放位置中，初級(jí)提升閥頭被磁性地吸引到電樞上，并且經(jīng)受一個(gè)力，這個(gè)力對(duì)抗作用在初級(jí)提升閥頭上的伯努利力(Bernoulli forces)，這些伯努利力是因流體從該入口、經(jīng)過初級(jí)提升閥頭的外周至該出口并且然后到下降一個(gè)壓力梯度的工作室上的快速流動(dòng)所引起的。因此，該初級(jí)提升閥頭分是借助該磁路而保持開放。這種機(jī)構(gòu)是由通量橋與電樞之間的結(jié)合處的增加的磁阻來協(xié)助的，這種結(jié)合處引導(dǎo)磁通量通過該提升罩以及該初級(jí)提升閥頭(作為第二磁路部分起作用)?？v使經(jīng)過該通量橋以及電樞至該本體部分的路徑的總的磁阻在電樞處于第二位置時(shí)低于處于第一位置時(shí)，但因?yàn)殡姌信c該本體部分處于直接接觸，當(dāng)電樞處于該第二位置并且該初級(jí)閥門提升閥頭被保持打開時(shí)經(jīng)過通量橋以及電樞至該本體部分的路徑的磁阻高于經(jīng)過該初級(jí)閥門提升閥頭的路徑的磁阻。因此，被指引通過該初級(jí)閥門提升閥頭的磁通量的比例將比在其他情況下更高，從而使可供使用的保持力增加。一旦到該電磁體的電流被切斷，則磁場(chǎng)衰退并且該初級(jí)提升閥頭在向外的方向上移動(dòng)以便與該初級(jí)閥門座密封地接觸。在多個(gè)替代的實(shí)施方案中，該初級(jí)閥門提升閥頭在開放位置可以直接地接觸該本體部分。該初級(jí)閥門提升閥頭或本體部分可以包括一個(gè)用來協(xié)助這種直接接觸的凸起。在多個(gè)替代實(shí)施方案中，對(duì)應(yīng)的磁路可以用來使多個(gè)閥門組件的該閥門構(gòu)件保持打開，這些閥門組件不包括次級(jí)閥門。盡管在本示例性實(shí)施方案中初級(jí)閥門提升閥頭是完全由鐵磁性材料制成，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到該初級(jí)閥門構(gòu)件可以同時(shí)包括一個(gè)鐵磁性區(qū)域以及一個(gè)非鐵磁性區(qū)域。在此披露的閥門安排具有優(yōu)于GB 2，430，M6的閥門安排的顯著優(yōu)點(diǎn)。電樞能夠在次級(jí)閥門打開之前移動(dòng)接近該電磁體以便能夠在該次級(jí)閥門上提供最大的打開力，但次級(jí)閥門能夠具有與一旦它開始移動(dòng)之前的相同的行程，并且因此在工作室內(nèi)的壓力平衡時(shí)經(jīng)受一個(gè)流體壓力的減小的力，該次級(jí)閥門是通過被壓縮的次級(jí)彈簧的作用而完全打開。 同樣，該電磁體能夠?qū)Τ跫?jí)閥門施加吸引的磁力以使它保持打開，直接應(yīng)用它而不是僅通過一個(gè)被延伸的彈簧的動(dòng)作并且因此僅能夠提供一個(gè)弱的保持力。這些優(yōu)點(diǎn)意味著可以提供一個(gè)消耗較小功率的閥門并且該閥門可以對(duì)抗更大的壓力差而打開。圖3是總體上表示為200、結(jié)合了作為一個(gè)高壓閥的所展示的閥門組件202的一個(gè)流體工作機(jī)器的示意圖，該閥門組件調(diào)節(jié)在一個(gè)高壓歧管204與一個(gè)工作室206之間的液壓流體的流動(dòng)。這個(gè)工作室是由一個(gè)汽缸208的內(nèi)部以及一個(gè)活塞210限定的，該活塞被一個(gè)合適的機(jī)械連桿214機(jī)械地連接到一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的曲軸212上，并且該活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)以周期性地改變?cè)摴ぷ魇业娜莘e。一個(gè)低壓閥門216調(diào)節(jié)在一個(gè)低壓歧管218與工作室之間的液壓流體的流動(dòng)。本實(shí)例的流體工作機(jī)器包括多個(gè)工作室，這些工作室被機(jī)械地與同一個(gè)曲軸的旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)，并且具有多個(gè)適當(dāng)?shù)南辔徊?。一個(gè)軸位置和速度傳感器220確定該軸的瞬時(shí)角位置和旋轉(zhuǎn)速度，并且將軸位置和速度信號(hào)傳送到一個(gè)控制器222上，這能夠使一個(gè)控制器確定每個(gè)單獨(dú)的工作室的這些周期的瞬時(shí)相位。該控制器典型地是在使用中執(zhí)行一個(gè)存儲(chǔ)程序的一個(gè)微處理器或微控制器。該低壓閥門是電子方式可致動(dòng)的，并且該高壓以及低壓閥門的打開和/或關(guān)閉是在該控制器的有效控制之下的。本實(shí)例的流體工作機(jī)器是在多種可替代的運(yùn)行模式中或者作為一個(gè)泵或者一個(gè)馬達(dá)可運(yùn)行的起作用的。當(dāng)作為泵運(yùn)行時(shí)，低壓流體是從低壓歧管中接收的并且經(jīng)過高壓閥輸出到高壓歧管。軸動(dòng)力因此被轉(zhuǎn)換成流體動(dòng)力。當(dāng)作為泵運(yùn)行時(shí)，高壓流體是從該高壓歧管接收的，并且經(jīng)過該低壓閥輸出到該低壓歧管。流體動(dòng)力因此被轉(zhuǎn)換成軸動(dòng)力?？刂破髡{(diào)節(jié)該低壓閥門以及高壓閥門的打開和/或關(guān)閉是根據(jù)逐個(gè)周期按照工作室容積的多個(gè)周期的定相關(guān)系來確定通過每個(gè)工作室的流體的位移以便確定通過該機(jī)器的流體的凈通過量。因此，該流體工作機(jī)器是根據(jù)在EP 0361 927、EP 0 494 236、以及 EP 1 537 333中披露的這些原理來運(yùn)行的，這些專利的內(nèi)容通過該引用結(jié)合在此。本發(fā)明的閥門組件結(jié)合這種類型的流體工作機(jī)器而具有特別的益處，因?yàn)樵摿黧w工作機(jī)器可以抵抗一個(gè)壓力差快速地(在幾毫秒之內(nèi))打開而沒有過多的能量消耗。此外， 當(dāng)閥門組件可以通過該磁路安排而保持打開時(shí)，一個(gè)實(shí)質(zhì)性容積的流體可以在一個(gè)短的時(shí)間上流經(jīng)該閥門組件而沒有拖曳關(guān)閉該閥門組件。這種閥門組件可以或者作為一個(gè)低壓閥門或者一個(gè)高壓閥門是有用的。在此披露的本發(fā)明的范圍之中可以做出另外的修改和變體。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)節(jié)從流體歧管到流體工作機(jī)器的工作室的流體供應(yīng)的閥門組件，該閥門組件包括一個(gè)初級(jí)閥門、一個(gè)電磁體以及一個(gè)電樞，該初級(jí)閥門包括一個(gè)面座初級(jí)閥門構(gòu)件以及一個(gè)初級(jí)閥門座并且具有一個(gè)開放位置以及一個(gè)密封位置，在該開放位置中該初級(jí)閥門構(gòu)件該初級(jí)閥門座間隔開，在該密封位置中該初級(jí)閥門構(gòu)件與該初級(jí)閥門座是處于密封接觸，其中該電樞沿著在一個(gè)第一位置與一個(gè)第二位置之間延伸的一條路徑是可滑動(dòng)的，并且其中當(dāng)該電樞是處于該第一位置時(shí)該初級(jí)閥門構(gòu)件被偏置朝向該密封位置，并且其中當(dāng)該電樞是處于該第二位置時(shí)該初級(jí)閥門構(gòu)件被偏置朝向該開放位置，其特征在于， 該初級(jí)閥門構(gòu)件包括一個(gè)鐵磁性構(gòu)件并且該閥門組件進(jìn)一步包括一個(gè)磁路，該磁路被適配為當(dāng)該初級(jí)閥門開放時(shí)引導(dǎo)磁通量通過該鐵磁性構(gòu)件以便由此將該初級(jí)閥門構(gòu)件保持在該開放位置中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥門組件，其中該磁路被適配為當(dāng)該初級(jí)閥門構(gòu)件是處于該開放位置時(shí)并且當(dāng)該初級(jí)閥門構(gòu)件是處于該密封位置時(shí)均引導(dǎo)磁通量通過該鐵磁性構(gòu)件， 其中該磁路被適配為當(dāng)該初級(jí)閥門構(gòu)件是處于該開放位置時(shí)引導(dǎo)一個(gè)更高密度的磁通量通過該鐵磁性構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的閥門組件，其中該磁路包括被安排為并聯(lián)地傳導(dǎo)來自該電磁體的磁通量的第一以及第二磁路部分，其中該第一磁路部分被配置為至少在該初級(jí)閥門是處于該密封位置并且該電樞是處于該第一位置時(shí)傳導(dǎo)磁通量通過該電樞，并且該第二磁路部分被配置為至少在該初級(jí)閥門是處于該開放位置并且該電樞是處于該第二位置時(shí)傳導(dǎo)磁通量通過該鐵磁性構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的閥門組件，其中該第一磁路部分與電樞被配置為使得該第一磁路部分的磁阻與該第二磁路部分的磁阻之比在該電樞處于該第二位置并且該初級(jí)閥門構(gòu)件處于開放位置時(shí)高于當(dāng)該電樞處于該第一位置并且該初級(jí)閥門構(gòu)件處于該密封位置時(shí)，以便由此當(dāng)該電樞處于該第二位置并且該初級(jí)閥門構(gòu)件處于該開放位置時(shí)增加被引導(dǎo)通過該初級(jí)閥門構(gòu)件的磁通量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥門組件，其中該第一磁路包括一個(gè)通量橋，該通量橋被安排為當(dāng)該電樞處于該第一位置時(shí)引導(dǎo)磁通量通過該電樞，其中在該通量橋與該電樞之間的界面的磁阻在該電樞處于該第二位置時(shí)高于在該電樞處于該第一位置時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閥門組件，其中該電樞與該通量橋重疊，其中該重疊的表面積在該電樞處于該第二位置時(shí)小于在該電樞處于第一位置時(shí)，以便由此在該電樞是處于該第二位置時(shí)增加該通量橋與該電樞之間的界面的磁阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或權(quán)利要求6所述的閥門組件，其中該電樞被適配為沿一條軸線從該第一位置滑動(dòng)至該第二位置并且該通量橋包括多個(gè)徑向地向內(nèi)延伸的磁路構(gòu)件。
8.根據(jù)以上任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的閥門組件，其中該第二磁路部分被配置為當(dāng)該初級(jí)閥門構(gòu)件處于該開放位置時(shí)并且當(dāng)該初級(jí)閥門構(gòu)件處于該密封位置時(shí)均引導(dǎo)磁通量通過該鐵磁性構(gòu)件。
9.根據(jù)以上任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的閥門組件，包括一個(gè)被安排為將該初級(jí)閥門構(gòu)件偏置離開該初級(jí)閥門座的一個(gè)彈性構(gòu)件以及一個(gè)被安排為將該電樞偏置以接觸該初級(jí)閥門構(gòu)件的一個(gè)彈性構(gòu)件，這樣使得這些合力將該初級(jí)閥門偏置朝向該密封位置。
10.根據(jù)以上任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的閥門組件，進(jìn)一步包括一個(gè)連接到該電樞上的次級(jí)閥門，并且包括可以在一個(gè)密封位置與一個(gè)開放位置之間移動(dòng)的一個(gè)次級(jí)閥門構(gòu)件， 其中當(dāng)該電樞處于該第一位置時(shí)該次級(jí)閥門是處于該密封位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的閥門組件，其中在該電樞與該次級(jí)閥門構(gòu)件之間的連接被配置為能夠使該電樞從該第一位置朝向該第二位置移動(dòng)而沒有該次級(jí)閥門構(gòu)件的一種相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，但是要經(jīng)過在該電樞與該次級(jí)閥門構(gòu)件之間的這種連接施加一個(gè)力以引起該次級(jí)閥門構(gòu)件移動(dòng)并且由此打開該次級(jí)閥門，同時(shí)該電樞是處于沿所述路徑在該第一位置與該第二位置之間的一個(gè)位置上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的閥門組件，其中該次級(jí)閥門構(gòu)件被安排為提供一個(gè)路徑，該路徑用于流體在處于開放位置的該初級(jí)閥門構(gòu)件的相反側(cè)之間流動(dòng)，這樣， 在使用中，當(dāng)存在跨過該初級(jí)閥門構(gòu)件的一個(gè)壓力差時(shí)，該壓力差施加了將該初級(jí)閥門構(gòu)件與該初級(jí)閥門座保持密封接觸的一個(gè)力，該次級(jí)閥門構(gòu)件的打開能夠使該初級(jí)閥門構(gòu)件上的每一側(cè)上的壓力得到平衡以促進(jìn)該初級(jí)閥門構(gòu)件的打開。
13.根據(jù)以上任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的閥門組件，其中該閥門組件是一個(gè)用于調(diào)節(jié)從一個(gè)高壓歧管到一個(gè)流體工作機(jī)器的一個(gè)工作室的流體供應(yīng)的閥門組件，該閥門組件進(jìn)一步包括一個(gè)次級(jí)閥門，該次級(jí)閥門包括在一個(gè)密封位置與一個(gè)開放位置之間可移動(dòng)的一個(gè)次級(jí)閥門構(gòu)件，在該次級(jí)閥門構(gòu)件中提供一個(gè)通過其中的路徑以便流體在該初級(jí)閥門構(gòu)件的相反側(cè)之間流動(dòng)從而減少跨過該初級(jí)閥門構(gòu)件的壓力差，其中該電樞被連接到該次級(jí)閥門構(gòu)件上并且該第二位置比該第一位置更靠近該電磁體，其中在該第一位置中，該次級(jí)閥門被偏置朝向該密封位置，而在該第二位置中，該次級(jí)閥門被偏置朝向該開放位置，其中在該電樞與該次級(jí)閥門構(gòu)件之間的連接被配置為能夠使該電樞從該第一位置朝該第二位置移動(dòng)而沒有該次級(jí)閥門構(gòu)件的一種相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，但是要通過在該電樞與該次級(jí)閥門構(gòu)件之間的這種連接施加一個(gè)力以引起該次級(jí)閥門構(gòu)件移動(dòng)并且由此打開該次級(jí)閥門，同時(shí)該電樞是處于沿所述路徑在該第一位置與該第二位置之間的一個(gè)位置。
14.一種流體工作機(jī)器，包括一個(gè)具有周期性變化容積的工作室、一個(gè)高壓歧管和一個(gè)低壓歧管，以及根據(jù)以上任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的閥門組件，該閥門組件調(diào)節(jié)了從該高壓歧管或者該低壓歧管到該工作室的流體供應(yīng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的流體工作機(jī)器，進(jìn)一步包括一個(gè)控制器，該控制器是可運(yùn)行的以便按照同該工作室容積的多個(gè)周期定相的關(guān)系來主動(dòng)地控制所述閥門組件，以及可任選地一個(gè)或多個(gè)其他閥門，以便在逐周期的基礎(chǔ)上確定通過該工作室進(jìn)行的流體的凈位移量。
全文摘要
一種電子方式可致動(dòng)的閥門組件包括一個(gè)閥門構(gòu)件，該閥門構(gòu)件包括一個(gè)鐵磁性構(gòu)件、以及一個(gè)磁路，該磁路被適配為當(dāng)該閥門構(gòu)件與其閥座被間隔開時(shí)引導(dǎo)磁通量通過該鐵磁性構(gòu)件，以保持初級(jí)閥門開放。
文檔編號(hào)F16K31/06GK102203480SQ200980143706
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者G·P·瓦勒, U·B·P·斯坦 申請(qǐng)人:阿爾特彌斯智能動(dòng)力有限公司