[發(fā)明專利]具有消隙裝置的調(diào)節(jié)閥組件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080036427.7
• 申請日: 2010-07-01
• 公開（公告）號: CN102472403A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·G·馬森
• 申請（專利權(quán)）人: 麥克西索爾公司
• 主分類號: F16K31/02
• 分類號: F16K31/02
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 王會卿

相關(guān)申請交叉引用

本申請要求2009年7月1日提交的名稱為“MODULATOR?VALVE?ASSEMBLY?HAVING?AN?ANTI-BACKLASH?DEVICE”的美國臨時專利申請序列號61/222,334的優(yōu)先權(quán)，所述專利的全部文本以引用的方式明確地并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于沿流體流動路徑調(diào)節(jié)流體流動的調(diào)節(jié)閥組件，更具體地，涉及在調(diào)節(jié)閥組件中控制閥位置和流體流動。

背景技術(shù)

已知流體流動調(diào)節(jié)閥組件，其中，可控制旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)，例如步進(jìn)馬達(dá)，線性地移動閥構(gòu)件，以變化地打開流體流動通過的端口或開口。通過馬達(dá)致動作用來控制閥的位置和移動，以選擇地允許和調(diào)節(jié)通過所述開口并且因而通過所述閥組件的流體的允許流動。還已知通過具有相互連接的公、母部分的螺紋接頭或連接器可操作地接合可逆旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)輸出部與這樣的線性可動閥構(gòu)件，所述公、母部分中的一個固定成隨馬達(dá)輸出部旋轉(zhuǎn)，另一個軸向固定到線性可動閥構(gòu)件。因而，馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)由螺紋連接器或接頭轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性閥移動，閥構(gòu)件響應(yīng)于馬達(dá)輸出部的可逆旋轉(zhuǎn)而相對于所述開口在不同位置之間沿軸線線性往復(fù)移動。

這樣的現(xiàn)有閥組件的一個問題是，當(dāng)馬達(dá)從其最新近的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)時，存在一定程度的游隙，這導(dǎo)致閥移動相對于馬達(dá)輸出部運(yùn)動的時間延遲和系統(tǒng)滯后，這會損害閥控制。這種情況發(fā)生的原因是由于公、母螺紋接頭部分具有在閥沿一個方向移動過程中可滑動接合的一對接合螺紋表面，和在閥沿相反方向的移動過程中可滑動接合的不同的相對的一對接合螺紋表面而發(fā)生，在馬達(dá)輸出部的反向旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)閥的反向線性移動之前，接頭的相互接合螺紋之間的余隙或空隙首先要求橫向移動。該橫向移動可稱為“游隙”。

在馬達(dá)輸出部和閥構(gòu)件之間包括這樣的螺紋連接器或接頭的現(xiàn)有調(diào)節(jié)閥組件已經(jīng)通過選擇地匹配接頭的螺紋公、母部分來最小化其相互接合的螺紋之間的間隙而解決了該問題。換句話說，螺紋相互接合的接頭連接部分選擇成使其相互接合螺紋的相對側(cè)上的接合表面在一定程度上彼此更接近，并且最小化余隙，優(yōu)選地沒有損害螺紋相互接合的公、母部分易于相對于彼此旋轉(zhuǎn)并且因而相對于彼此軸向移動的能力。替代地，保持非常精密的螺紋制造公差，以類似地最小化余隙而無需選擇匹配。每一種方法都是昂貴和/或耗時的過程，并且不能完全解決延遲和滯后問題，因為通過所述方法，仍存在一定的游隙。

而且，馬達(dá)、閥構(gòu)件和/或相互接合的螺紋連接器或接頭部分的來源可能使得它們以確保最小化游隙的方式裝配的過程非常復(fù)雜。例如，這些部件可由不同的單位制造，使得選擇的螺紋匹配或遵守精密螺紋公差要求的協(xié)調(diào)復(fù)雜并且不方便。

因此期望實現(xiàn)更好的閥控制，而不依靠選擇螺紋匹配或要求更精密的螺紋制造公差。

另外，現(xiàn)有調(diào)節(jié)閥組件的錐閥通常給出類似于輸入的二次多項式或?qū)?shù)函數(shù)的輸出響應(yīng)。使用具有這樣的輸出響應(yīng)的調(diào)節(jié)閥組件控制流體流動可能對于在線性輸出情況下工作最好的較新的控制器有問題。例如，如果對二次多項式求導(dǎo)，則結(jié)果將為表示直線的方程。但是，該直線具有不為零的斜率，意味著閥組件輸出響應(yīng)在整個閥構(gòu)件的行程中，在不同位置處每單位輸入下，具有更大和更小的響應(yīng)，該現(xiàn)象稱為調(diào)節(jié)閥組件具有變化的“增益”。

但是，如果調(diào)節(jié)閥組件設(shè)計成根據(jù)單位輸入具有線性輸出響應(yīng)(由直斜線表示)，則在其閥構(gòu)件行程中，其在任意點處的導(dǎo)數(shù)將是恒定的，意味著在貫穿閥構(gòu)件行程的整個范圍，對于給定單位輸入，閥組件輸出響應(yīng)是恒定的，即，調(diào)節(jié)閥組件的增益是恒定的。調(diào)節(jié)閥組件控制器被編程來對給定誤差作出響應(yīng)。但是，相同的誤差可出現(xiàn)在閥行程的任意點處。因此，這些控制器在恒定的增益下工作最佳，這便于穩(wěn)定一致的更易于控制的輸出響應(yīng)。

但是應(yīng)注意的是，即使獲得恒定的增益，閥組件輸出響應(yīng)可能受例如供給管路壓力等變量影響。因而，在特定情況下修改閥組件輸出響應(yīng)來獲得期望的性能也是必需的。

因此還期望提供一種調(diào)節(jié)閥組件，其能夠具有恒定增益，但是其便于根據(jù)情況容易地修改閥組件輸出響應(yīng)，以偏離其輸入的線性函數(shù)。

因而，提供克服前述問題中的至少一個的調(diào)節(jié)閥組件是有利的。

發(fā)明內(nèi)容