專利名稱：伺服閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于打開(kāi)和關(guān)閉流體入口與流體出口之間的通道的伺服閥。具體地，本發(fā)明涉及一種包括具有閥入口和閥出口的閥體以及安裝用于在所述閥體中在打開(kāi)位置與關(guān)閉位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)的主活塞的閥，所述打開(kāi)位置允許流體從所述閥入口流動(dòng)通過(guò)所述閥體至所述閥出口，所述關(guān)閉位置阻擋所述閥入口與所述閥出口之間的流體流，所述主活塞形成提供伺服室與所述閥出口之間的流體連通的先導(dǎo)噴嘴。閥還包括伺服活塞，所述伺服活塞可相對(duì)于先導(dǎo)噴嘴在打開(kāi)位置與關(guān)閉位置之間移動(dòng)，所述打開(kāi)位置允許流體流動(dòng)通過(guò)所述先導(dǎo)噴嘴，所述關(guān)閉位置阻擋流體流動(dòng)通過(guò)先導(dǎo)噴嘴；電磁鐵，所述電磁鐵包括電樞和形成電磁體的一部分的電樞頂部，所述電樞可響應(yīng)來(lái)自所述電磁體的磁場(chǎng)在通道中移動(dòng)并連接到所述伺服活塞以與所述伺服活塞一起移動(dòng)。閥還包括通路，所述通路提供伺服室與所述閥入口之間的連續(xù)流體連通，并具有比伺服室與所述閥出口之間的先導(dǎo)噴嘴提供的流動(dòng)阻力更大的流動(dòng)阻力。
背景技術(shù)：
通常，存在用于壓力系統(tǒng)的伺服閥，其中活塞在入口或出口與伺服室之間的壓力差的影響下可在關(guān)閉位置與打開(kāi)位置之間移動(dòng)。由于壓力差的使用，這種閥可例如經(jīng)由電磁鐵通過(guò)具有低功率消耗和低重量的相對(duì)簡(jiǎn)單的致動(dòng)器來(lái)操作。例如，所述致動(dòng)器可以使伺服活塞移動(dòng)，從而打開(kāi)或關(guān)閉入口或出口與伺服室之間的流體通道。DE 1077496公開(kāi)了這種閥。高壓力差可能需要同等動(dòng)力的電磁鐵和強(qiáng)的力，從而作用于系統(tǒng)可能需要頻繁更換受到警告的閥部件。在一些閥中，可能出現(xiàn)內(nèi)部堵塞，并且可能變得需要定期清潔。US 6，021，997說(shuō)明了具有電樞的比例動(dòng)力控制閥，其中壓力通過(guò)電樞中的中心孔在電樞的頂部是均衡的。在這種情況下，主活塞不是通過(guò)電樞升起，而是僅通過(guò)主活塞上的壓力差升起。DE 2909768C2說(shuō)明了一種在電樞上壓力平衡的電磁閥，并且活塞僅通過(guò)壓力差升起。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于高壓力差系統(tǒng)的電磁伺服閥，并且提供一種可以通過(guò)簡(jiǎn)單致動(dòng)裝置來(lái)操作的閥，以減小作用在閥中的力，減少閥部件的磨損，從而潛在地增加閥的預(yù)期壽命并簡(jiǎn)化閥的制造和清潔。因此，本發(fā)明提供一種其中伺服室設(shè)置在電樞內(nèi)的閥。通過(guò)將伺服室設(shè)置在電樞內(nèi)，可以將伺服室與入口中可能存在的壓力隔離，并且閥可以通過(guò)相當(dāng)?shù)偷牧_(dá)到平衡，使得可以使用相當(dāng)小的電磁鐵來(lái)操作閥。包括閥入口和閥出口的閥體可以大致與本身公知的伺服閥的閥體相對(duì)應(yīng)。所述主
4體可以由一個(gè)部件制造而成。 主活塞可以僅由電樞保持，并且閥體中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)包括主活塞的電樞在閥體中的上下運(yùn)動(dòng)而獲得，和/或可以通過(guò)主活塞在電樞中的伺服室內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而獲得。 伺服活塞可以固定到電樞，或者可以與電樞形成為一個(gè)部件，使得所述伺服活塞跟隨電樞運(yùn)動(dòng)。由于主活塞和伺服活塞連接到電樞，因此單獨(dú)部件的數(shù)量減小，并且所述閥變得容易組裝和拆開(kāi)，例如用于維護(hù)。提供伺服室與閥入口之間的連續(xù)流體連通的通路可以包括提供不同流動(dòng)阻力的至少兩個(gè)流動(dòng)部分。在一個(gè)實(shí)施例中，電樞包括形成通路的一部分的中心孔，使得入口壓力或壓強(qiáng)部分通過(guò)該孔影響伺服室中的壓力或壓強(qiáng)。電樞的背離主活塞的端部在下文中將稱為電樞的“頂端”，而面向主活塞的端部被稱為電樞的“下端”。通路可以例如從入口朝向頂端延伸，并且通路可以從端部改變方向并延伸通過(guò)電樞中的中心孔至伺服室。電樞的頂部可以形成嘴部(tap)，所述嘴部具有小于電樞的其余部分的橫截面的橫截面。嘴部可以例如形成繞著至通過(guò)電樞的中心孔中的開(kāi)口沿圓周方向延伸的壁。嘴部可以容納在頂部電樞中的空腔中，例如容納在鉆孔中，所述頂部電樞形成管子的終端，其中電樞在所述管子中移動(dòng)。通路中的流動(dòng)阻力可以通過(guò)空腔的表面與嘴部的外表面之間的凹節(jié)的尺寸來(lái)進(jìn)行控制。在一個(gè)實(shí)施例中，嘴部與空腔之間的流動(dòng)阻力大于通過(guò)通路的其余部分的流動(dòng)阻力。伺服室可以位于電樞的下端中，例如直接與主活塞相鄰。在一個(gè)實(shí)施例中，伺服室以空腔形成在電樞的下端中，并且主活塞形成伺服室的壁，從而至少部分地封閉空腔。主活塞可以例如可在空腔中往復(fù)移動(dòng)，使得伺服室的容積依賴于主活塞在空腔中的位置。為了防止主活塞被從空腔移走，空腔在電樞的下端處可以以凸緣或類似結(jié)構(gòu)終止，從而使到空腔中的開(kāi)口的橫截面小于空腔的橫截面并小于主活塞的橫截面，由此使主活塞可以在空腔中往復(fù)移動(dòng)而不會(huì)離開(kāi)空腔。所述閥還可以包括布置成提供在遠(yuǎn)離電樞頂部的方向上作用在電樞和伺服活塞上的彈簧力的彈簧結(jié)構(gòu)。在第二方面中，本發(fā)明提供一種用于控制伺服閥中的流體流的電樞，所述電樞包括主體，所述主體形成與主體的頂端中的頂部開(kāi)口和主體的下端中的下部開(kāi)口流體連通的內(nèi)部空間；固定到主體的伺服活塞；和主活塞，所述主活塞布置在所述空間中，并且形成提供頂部開(kāi)口與下部開(kāi)口之間的流體連通的先導(dǎo)噴嘴，其中，主活塞可在所述空間中在關(guān)閉位置與打開(kāi)位置之間移動(dòng)，在所述關(guān)閉位置， 伺服活塞堵塞穿過(guò)先導(dǎo)噴嘴的通道，在所述打開(kāi)位置有助于穿過(guò)先導(dǎo)噴嘴的流體流。主活塞可以例如通過(guò)在下部開(kāi)口處具有防止主活塞從內(nèi)部空間中出來(lái)的凸緣而無(wú)法從內(nèi)部空間移去。伺服活塞可以例如以粘合方式連接到主體，或者主體和伺服活塞可以形成為一個(gè)部件。在第三方面中，本發(fā)明提供一種操作伺服閥的方法，該伺服閥具有主活塞，所述主活塞控制入口與出口之間的流動(dòng)；以及伺服活塞，伺服活塞能夠通過(guò)電樞移動(dòng)并且控制出口與伺服室之間的流動(dòng)。根據(jù)所述方法，伺服活塞設(shè)置在電樞中的空腔中，主活塞可移動(dòng)地布置在空腔中，使得所述主活塞至少部分地封閉空腔，并且形成可移動(dòng)壁部由主活塞構(gòu)成的伺服室。


本發(fā)明的實(shí)施例將在下文中參照附圖以進(jìn)一步的細(xì)節(jié)來(lái)說(shuō)明，其中圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的處于關(guān)閉狀態(tài)的閥；圖2顯示處于關(guān)閉狀態(tài)且先導(dǎo)噴嘴打開(kāi)的閥；和圖3顯示處于打開(kāi)狀態(tài)的閥。
具體實(shí)施例方式閥1包括具有閥入口 3和閥出口 4的閥體2。主活塞5被布置成使得該主活塞可以在所述閥體中以往復(fù)運(yùn)動(dòng)移動(dòng)。主活塞5形成先導(dǎo)噴嘴6，所述先導(dǎo)噴嘴提供伺服室7與閥出口 4之間的流體連通。所述閥還包括電磁鐵，所述電磁鐵包括電樞頂部8，電樞頂部8 形成包括電樞頂部8的電磁體的部分，所述電樞頂部為磁性傳導(dǎo)材料的并被布置成在線圈 10內(nèi)形成管子9的封閉蓋。電樞11可在管子9內(nèi)部的通道12中移動(dòng)。電樞11與伺服活塞13形成為一個(gè)部件，所述伺服活塞可在允許流動(dòng)通過(guò)先導(dǎo)噴嘴6的打開(kāi)位置與所述伺服活塞堵塞穿過(guò)先導(dǎo)噴嘴6的通道的關(guān)閉位置之間移動(dòng)。由于伺服活塞13與電樞11形成為一個(gè)部件，因此當(dāng)磁體被啟動(dòng)時(shí)，所述伺服活塞在來(lái)自電磁體的磁場(chǎng)的作用下與電樞11 一起向上移動(dòng)，而當(dāng)電磁體被斷開(kāi)時(shí)，所述伺服活塞在來(lái)自彈簧14的彈簧力的作用下與電樞 11 一起向下移動(dòng)。伺服室7位于電樞11的內(nèi)部，并且電樞11包括形成提供伺服室與閥入口 3之間的連續(xù)流體連通的通路的部分的孔15。通路進(jìn)一步由電樞11的外表面與管子9的內(nèi)表面之間的空間限定。通路的至少一部分的橫截面小于先導(dǎo)噴嘴6的橫截面，因此通路提供比由伺服室7與閥出口 4之間的先導(dǎo)噴嘴6提供的流動(dòng)阻力更大的流體阻力。在圖1中，說(shuō)明了閥，主活塞5位于關(guān)閉位置，從而阻擋閥入口 3與閥出口 4之間的流體流。伺服活塞13也位于能夠防止流體流穿過(guò)先導(dǎo)噴嘴6的關(guān)閉位置。主活塞5可在伺服室7內(nèi)移動(dòng)。凸緣16防止主活塞5移動(dòng)出伺服室7，主活塞5 由此固定到電樞11。電樞11包括形成電樞11的頂部的環(huán)形嘴部17。環(huán)形嘴部17配合到電樞頂部8 中的空腔18中。由于空腔18的內(nèi)表面與嘴部17的外表面之間的小距離，嘴部17形成使從入口到伺服室7中的壓力或壓強(qiáng)的前進(jìn)減慢的障礙物。在圖2中，顯示了處于其中電磁鐵被接通并由此使電樞11升起從而使伺服活塞13 移動(dòng)到打開(kāi)位置的狀態(tài)下。在該狀態(tài)下，先導(dǎo)噴嘴6提供出口 4與伺服室7之間的流體連通。由于出口 4與伺服室7之間的流體連通特別是由于環(huán)形嘴部17與空腔18之間的窄通道而提供比入口 3與伺服室之間的通路所提供的流動(dòng)阻力小的流動(dòng)阻力，因此伺服室的壓力或壓強(qiáng)與入口 3處的壓力或壓強(qiáng)相比減小。由于入口 3處的壓力或壓強(qiáng)與伺服室7中的壓力或壓強(qiáng)之間的壓力或壓強(qiáng)差，主活塞5從閥座升起，參見(jiàn)圖3，并且入口 3現(xiàn)在與出口 4流動(dòng)連通。對(duì)于關(guān)閉閥，電磁鐵被切斷，彈簧14使電樞11移動(dòng)，從而還使伺服活塞13和主活塞5向下移動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種伺服閥，包括閥體，所述閥體具有閥入口和閥出口 ；主活塞，所述主活塞安裝用于在所述閥體中在打開(kāi)位置與關(guān)閉位置之間進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述打開(kāi)位置允許流體從所述閥入口流動(dòng)通過(guò)所述閥體至所述閥出口，所述關(guān)閉位置阻擋所述閥入口與所述閥出口之間的流體流，所述主活塞形成提供伺服室與所述閥出口之間的流體連通的先導(dǎo)噴嘴；伺服活塞，所述伺服活塞能夠在打開(kāi)位置與關(guān)閉位置之間相對(duì)于所述先導(dǎo)噴嘴移動(dòng)， 所述打開(kāi)位置允許流體流動(dòng)通過(guò)所述先導(dǎo)噴嘴，所述關(guān)閉位置阻擋流體流動(dòng)通過(guò)所述先導(dǎo)噴嘴；電磁鐵，所述電磁鐵包括電樞和形成電磁體的一部分的電樞頂部，所述電樞能夠響應(yīng)來(lái)自所述電磁體的磁場(chǎng)在通道中移動(dòng)并連接到所述伺服活塞以與所述伺服活塞一起移動(dòng)； 和通路，所述通路提供所述伺服室與所述閥入口之間的連續(xù)流體連通，并具有比在伺服室與所述閥出口之間的先導(dǎo)噴嘴所提供的流阻更大的流阻；其中，所述伺服室設(shè)置在所述電樞內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥，其中，所述電樞包括形成所述通路的一部分的中心孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的閥，其中，所述電樞包括配合到所述電樞頂部中的空腔中的頂部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的閥，其中，所述頂部形成使壓力或壓強(qiáng)從所述入口到所述伺服室的前進(jìn)減慢的障礙物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥，其中，所述主活塞以能夠移動(dòng)的方式固定在所述電樞內(nèi)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的閥，還包括彈簧結(jié)構(gòu)，所述彈簧結(jié)構(gòu)被布置成提供在遠(yuǎn)離所述電樞頂部的方向上作用在所述電樞和所述伺服活塞上的彈簧力。
7.一種用于控制伺服閥中的流體流的電樞，所述電樞包括形成內(nèi)部空間的主體，所述內(nèi)部空間與所述主體的頂端中的頂部開(kāi)口和所述主體的下端中的下部開(kāi)口流體連通；固定到所述主體的伺服活塞；和主活塞，所述主活塞布置在所述空間中，并且形成提供所述頂部開(kāi)口與所述下部開(kāi)口之間的流體連通的先導(dǎo)噴嘴，其中，所述主活塞能夠在所述空間中在關(guān)閉位置與打開(kāi)位置之間移動(dòng)，在所述關(guān)閉位置處，所述伺服活塞堵塞穿過(guò)所述先導(dǎo)噴嘴的通道，在所述打開(kāi)位置處有助于穿過(guò)所述先導(dǎo)噴嘴的流體流。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電樞，其中，所述主活塞不能從所述內(nèi)部空間移去。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的電樞，其中，所述伺服活塞與所述主體形成一個(gè)部件。
10.一種操作伺服閥的方法，該伺服閥具有主活塞，所述主活塞控制入口與出口之間的流動(dòng)；以及伺服活塞，所述伺服活塞能夠通過(guò)電樞移動(dòng)并且控制所述出口與伺服室之間的流動(dòng)，所述方法包括以下步驟將所述伺服活塞設(shè)置在所述電樞中的空腔中；和將所述主活塞以能夠移動(dòng)的方式布置在所述空腔中，從而在所述電樞中形成伺服室。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有主活塞(5)和伺服活塞(13)的伺服閥。伺服活塞控制伺服室中的壓力，從而根據(jù)閥的兩個(gè)室之間的壓力差控制主活塞的移動(dòng)。為了即使在高壓系統(tǒng)中也能夠通過(guò)相對(duì)小的壓力促使閥打開(kāi)，根據(jù)本發(fā)明的伺服室(7)設(shè)置在電樞(11)內(nèi)。
文檔編號(hào)F16K31/40GK102301169SQ201080005804
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月30日
發(fā)明者奧勒·霍爾斯特·克麗斯坦森, 白扎德·帕拉斯踏 申請(qǐng)人:丹佛斯公司