[發(fā)明專利]閥門組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980143707.5
• 申請(qǐng)日: 2009-09-09
• 公開（公告）號(hào): CN102203479A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: U·B·P·斯坦;G·P·瓦勒;S·M·萊爾德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 阿爾特彌斯智能動(dòng)力有限公司
• 主分類號(hào): F16K31/04
• 分類號(hào): F16K31/04;F16K31/10;F16K31/40;F16K39/02;F16K31/06
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 劉佳

發(fā)明領(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。

發(fā)明背景

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(guò)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是一種氣體。

當(dāng)流體工作機(jī)器作為泵來(lái)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(lái)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(lái)運(yùn)行時(shí)，一個(gè)高壓歧管典型地用作流體的總來(lái)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(shuō)明書以及所附的這些權(quán)利要求之中，術(shù)語(yǔ)“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(lái)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)器可能具有一個(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(guò)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(guò)該機(jī)器進(jìn)行的流體凈通過(guò)量(net?throughput)。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(guò)打開和/或關(guān)閉多個(gè)電子可控制的提升閥來(lái)控制通過(guò)一個(gè)多腔泵進(jìn)行的流體凈通過(guò)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(lái)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(méi)有進(jìn)行流體的凈位移量，由此使得該泵的凈通過(guò)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。

本發(fā)明的某些些方面還著手解決以下問(wèn)題，即：對(duì)抗一個(gè)壓力差來(lái)打開一個(gè)面座閥(如，一個(gè)提升閥)，以調(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(guò)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，該次級(jí)閥門即便在跨越初級(jí)閥門構(gòu)件存在一個(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(guò)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。