專利名稱:阻塞補償控制閥的制作方法
本發(fā)明與閥門有關，特別是與控制液壓作動器的閥門有關。
液壓作動器，例如用于確定被驅動裝置位置(如飛行器的舵面)的液壓作動器，經(jīng)常是成對使用的，其中的每一個作動器都能夠單獨確定被驅動裝置的位置。因此，二個作動器中的一個所進行的控制，盡管另一個出了故障還仍然可以維持。
技術熟練的人知道液壓作動器，例如往復式活塞作動器，必須能動不工作的多余作動器的被連接的活塞的同時確定被驅動裝置的位置。這種不可操作性，例如是由于與不工作的作動器相聯(lián)系的控制閥的故障造成的。已有技術的習慣作法是給這種控制閥裝備用于排空相聯(lián)的作動器的裝置，萬一控制閥出了故障，例如控制閥阻塞時，要求工作的作動器在確定被驅動裝置的位置移動不工作之作動器的活塞時，克服不工作的作動器加的壓力。萬一控制閥阻塞，用于排空液壓作動器的這種屬已有技術的控制閥機構，至今總是包含相當復雜的內(nèi)部流體通道和孔的構造形式。這種內(nèi)部通道和孔的構造形式已經(jīng)證明是困難的，機械加工閥的內(nèi)部結構既費時又費錢，且要求閥有很大的長度來適應這種構形。在飛行器中對結構的緊湊性要求往往是很高的，所以可能不允許有這樣的長度。此外，這樣的屬于已有技術的內(nèi)部排油通道和孔成為使閥的結構復雜的原因之一，因此，在某些情況下可能對閥的可靠性帶來不利影響。
發(fā)明的主要目的是提供一種改進的、克服了已有技術缺陷的阻塞補償控制閥。
發(fā)明的另一個目的是給這種控制閥提供一種簡單的、萬一控制閥失靈時用于可靠地排空相聯(lián)的作動器的流體通道和孔的網(wǎng)路。
發(fā)明的再一個目的是提供這樣一種以結構簡化制造經(jīng)濟為特征的控制閥。
按照本發(fā)明的一個觀點，與液壓作動器配套使用的控制閥備有一個萬一閥失靈時用于排放作動器的通道網(wǎng)路。為了提高經(jīng)濟性、簡化結構并增加可靠性，這種通道位于閥的一個元件的外表面。更準確地說，控制閥包括一個內(nèi)套筒，套筒內(nèi)具有用來同殼體內(nèi)相應的入口和出口通道連通的徑向入口和出口通道?？刂仆ㄟ^這些通道的液壓油的流動是靠滑動地安裝在閥套內(nèi)的簡單的滑閥來實現(xiàn)的，該滑閥借助于一對安裝在閥的一端內(nèi)的同軸彈簧同殼體保持正常的對中。滑閥的外表面設有上文指出的排泄通道網(wǎng)路，該通道包括結構簡單的環(huán)形排油槽，這些槽配置在出口通道相對的側面上，并被一個相對出口通道偏移一個角度的縱向排油槽貫穿。閥柱和套筒的阻塞影響套筒和滑閥的結合的軸向運動，因此，為了排放相聯(lián)的作動器的液壓油，把環(huán)形排油槽(和為此設置的縱向槽)與殼體的徑向出口通道溝通。彈簧的同軸布置，和采用環(huán)形密封環(huán)來隔離外套筒和殼體的外套筒的構形，增加了閥的緊湊性。
圖1是本發(fā)明的控制閥的側視圖及相聯(lián)的液壓作動器和靠它定位的被驅動裝置的示意圖。
圖2是本發(fā)明的控制閥的軸測圖，它的一部分被剖開以顯示結構的細節(jié)。
圖3是本發(fā)明的控制閥沿圖23-3線的剖視圖。
實現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式及其工業(yè)應用參閱附圖，特別是圖1。圖中示出了一個往復式液壓作動器5，它包括油缸10和一個在油缸中隨著相應的液壓油對它施加的壓力能夠作往復直線運動的活塞15。活塞15有一個與其相連的縱向活塞桿20，活塞桿20的一端用一適當?shù)难b置，例如連桿機構30與被驅動裝置25相連。為了舉例說明起見，被驅動裝置25可以假設是一飛行器的舵面或類似的東西。油缸10在其相對的二端(活塞15的二側)通過與本發(fā)明的控制閥45相連的管路35和40加壓和排油。運行中，當要求裝置25依靠活塞15的動作而向右移動時，靠適當?shù)恼{(diào)節(jié)閥45讓液壓油經(jīng)管路35進入作動器，從而油缸左側升壓，而油缸右側的油液則通過管路40排油。同樣，適當?shù)恼{(diào)節(jié)閥45，通過管路40給油缸10的右側升壓，經(jīng)管路35使油缸10的左側排油，裝置25依靠活塞15的運動，實現(xiàn)了向左移動。
閥45包括殼體50、裝在殼體50內(nèi)的同軸套筒55和60、裝在套筒60內(nèi)的在額定工作條件下能在其中來回滑動的可動滑閥65。
這里所示的殼體50是象普通的具有擴大的內(nèi)螺紋端部67的圓柱體。殼體內(nèi)設有一進油口70和一對與管路35和40相連接的出油口80，進油口70允許液壓油從適當?shù)哪茉?未示出)經(jīng)管路75流入閥內(nèi)。
外套筒55包括一個具有環(huán)形槽85、90和95的普通圓柱形零件，這些環(huán)形槽限定了一些每隔一定距離配置的臺肩100、105、110和115。環(huán)形槽85和90鉆有徑向孔120和125。以便提供第一出口通道，這些通道同槽85和95一起與外殼部分50中的孔口80軸向對正。槽90上鉆有徑向孔130，這些孔包括與進油口70對正的第一入口通道。外套筒55在其右端還包括一個徑向向外伸出的凸緣135，這個凸緣包括臺肩部分140，這個臺肩靠在外殼部分50內(nèi)部的校平的配合表面上。各個臺肩100、105、110和115，在其表面上都設有一個安放密封環(huán)145和脹圈150(需要時)的環(huán)形槽，密封環(huán)145使經(jīng)過臺肩徑向外表面的漏損減少。
內(nèi)套筒60安裝在外套筒55中，并在徑向上鉆孔和擴孔，以便提供出口通道160和165與排油通道170和172;鉆徑向孔提供入口通道175。環(huán)形槽180和182置于套筒60的外表面并與出口通道160和165并列。此外，離入口通道160和165只有很小間隔的減徑(形成細頸)部分185和190提供了環(huán)形排油槽。環(huán)形排油槽和減徑部分全都被延長至整個套筒長度的縱向延伸排油槽195(圖3)貫通。套筒60也設置了一個徑向向外伸出的凸緣200，滑動地安裝在套筒55的擴孔配合部分。在套筒60的右端裝有一對按一定間隔配置的彈簧承座205和210，承座205可以沿著套筒的表面向右方滑動，但是向左方滑動卻受凸緣200和外套55的凸緣135徑向上接近中心的部分的限制。彈簧承座用銷子215或者它類似的緊固件固定在套筒60上。
閥45的右端用端蓋220擰入外殼部分55的擴大端，并用裝在蓋220左端內(nèi)表面上的環(huán)形槽中的密封環(huán)225來密封。如圖所示，閥45的左端是敞開的，以便排油，外殼50的左端形成排油孔。當然，這一端可以用任一已知的方式，例如用上文闡述過的帶螺紋的蓋封蓋，在這種情況下，可以設一個單獨的排油孔。
套筒60用一對同軸彈簧230和235在軸向上保持與套筒對準。外彈簧230插在彈簧承座205和螺紋端蓋220的內(nèi)臺肩之間，并給套筒60施加壓力，阻止其由于承座205隨該套筒運動壓縮彈簧而產(chǎn)生的向右運動;內(nèi)彈簧235安裝在承座205和210之間，并給套筒60加壓，阻止其由于彈簧承座210隨該套筒運動使彈簧壓縮而產(chǎn)生的向左運動。
滑閥65包括按一定間距配置的由減徑部分250連接起來的圓柱凸肩240和245。如圖所示，在零位，套筒中的凸肩封住通道160、165、170和172，且按下文所述，有選擇地打開和關閉入口通道175和出口通道160和165之間的流道。
閥45的工作過程如下所述。在圖示位置，閥處于零位，切斷液壓油流入、流出作動器10，借此保持活塞桿20的位置不變，因而，被驅動裝置25處于圖示位置。如果要求以相應于活塞桿20向右運動的方式來改變被驅動裝置25的位置，那么滑閥65就被移向左側，打開從入口通道175經(jīng)由凸肩240和245之間的滑閥外表面至出口通道160的流動管路。這樣，通過通道120、出口80和管路35進一步給油缸10的左端加壓，增加的壓力迫使活塞15向右移動。當活塞向右移動時，迫使液壓油經(jīng)管路40和由于滑閥向左移動而未被遮蓋的套筒55中的通道125和172流出油缸10。當活塞15到達了所要求的位置時，滑閥再一次被移向圖示的位置，從而完全遮蓋了通道160、165、170和172。同樣，由于滑閥65向右移動，從而通過通道130、175、165和125及管路40給油缸12的右端加壓，因此實現(xiàn)了活塞15向左移動，而作動器左端通過管路35、通道120和170排油。
如果套筒60與滑閥65卡住了，例如由于在它們之間落入了外界物質(zhì)，那么滑閥65的運動最終將克服彈簧230和235位移產(chǎn)生的力量，使套筒60與滑閥一起作軸向運動。滑閥60的軸向運動，將使環(huán)形排油槽180、182和減徑部分185、190對準外殼部分55的出口通道120和125，從而使作動器同排油口連接。更具體地說，滑閥和套筒60向右移動，將使右邊的槽182和通道125以及減徑部分185和通道120對準，從而作動器5經(jīng)管路35和40、出口通道120和125及排油槽將液壓油排至軸向排油槽195并流出閥的左端。同樣，內(nèi)套筒和滑閥向左移動，使套筒減徑部分190和槽180同出口通道125和120分別對準，以同樣的方式排出作動器兩端的液壓油。
從本說明書可以看出環(huán)形排油槽和軸向排油槽的結構，對于滑閥65與套筒60之間被阻塞咬合的任何情況都能保證使作動器有效地排油，而且這種排泄完全是靠表面通道來實現(xiàn)的。因此，不需要與已有技術的控制閥元件有關的復雜的內(nèi)排泄通道，從而本發(fā)明的閥可以很經(jīng)濟地制造出來。套筒60中的擴孔通道和縱向排油槽之間偏轉了一個角度，排除了這些液體管路之間的任何干擾。端蓋220內(nèi)的同軸對中彈簧的布置，使得套筒60簡單而緊湊地保持與外套筒60對中，而臺肩100、105、110和115中的密封環(huán)緊湊，使外殼55中的各個槽之間的漏損減至最小。
雖然本文只示出和闡述了本發(fā)明的一個具體裝置，但不難理解，這樣的例圖和說明會給那些技術熟練的人提供實施本發(fā)明的各種替換方案，我們打算通過附上的權利要求
來概括所有落入本發(fā)明的真實精神和范圍內(nèi)的這樣的替換方案。
權利要求
1.用于控制液壓作動器(5)增壓的控制閥，所述的控制閥(45)包括一個用于連接液壓流體源的入口(70)，用于同液壓作動器(5)的油缸(10)連接的出口(80)、一個排泄所述作動器的排油口，和一個用于有選擇地打開和關閉所述入口和出口(70、120、125)之間的流道的可動滑閥(65)，所述的控制閥特征在于一個其中包括第一徑向入口和出口通道(120、125、130)的外套筒(55)，一個裝在所述外套筒(55)中且通常與其相對固定的內(nèi)套筒(60)，所述的內(nèi)套筒(60)包括與所述第一入口和出口通道通常對準相通的第二徑向入口和出口通道(160、165、175)，所述的內(nèi)套筒其表面上還包括接近所述第二出口通道(160、165)的排油槽(180、182、185、190)，和一個與所述排油口相通并與所述排油槽相交的排油槽(195)，所述的滑閥(65)，正常工作時滑動地裝在所述套筒(60)的內(nèi)部用來有選擇地遮蓋和敞開所述第二徑向入口和出口通道(160、165、175)以便實現(xiàn)有選擇地給所述液壓作動器加壓；所述內(nèi)套筒(60)和所述滑閥(65)由于它們之間的阻塞而一起作軸向運動的連接件，該連接件把所述的排油槽(180、182、185、190)，為此也把所述的排油槽(195)同所述的第一出口通道(120、125)連接起來，靠排泄所述作動器來給該作動器降壓。
2.根據(jù)權利要求
1的控制閥，其特征在于所述的排油槽(180、182、185、190)相對于所述的內(nèi)套筒(60)在圓周方向定位，且與所述第二出口通道(160、165)并置在該通道相反的兩側上。
3.根據(jù)權利要求
1所述的控制閥，其特征在于殼體(50)包括所述的入口和出口(70、80)和置于所述殼體(50)中的排油孔，所述殼體(50)備有一圓柱孔，其中安裝了所述的內(nèi)套筒(60)、所述的外套筒(55)和所述的滑閥(65)，所述外套筒(55)中的、經(jīng)所述外套筒(55)的側面上的環(huán)形槽(85、90、95)同所述入口和出口(70、80)相通的所述第一入口和出口通道(120、125、130)，所述的槽限定了它們之間的臺肩(105、110)，所述的臺肩其外表面裝有用于密封所述外套筒(55)中相鄰的槽(85、90、95)避免流體在它們之間流通的密封環(huán)(145)。
4.根據(jù)權利要求
1所述的控制閥，其特征在于所述的內(nèi)套筒(60)、所述的外套筒(55)和所述的滑閥(65)的鄰接端用端蓋(67)罩住，所述的端蓋(67)裝有一對用于保持所述外套筒和內(nèi)套筒(55、60)正常對中的彈簧，所述的第一彈簧(230)安裝在所述內(nèi)套筒(60)和所述蓋(67)之間給所述內(nèi)套筒(60)加壓阻止其沿一個方向作縱向運動，所述的第二彈簧(235)安裝在所述內(nèi)套筒(60)和所述外套筒(55)之間給所述套筒(55)加壓阻止其沿相反的方向作縱向運動。
5.根據(jù)權利要求
5所述的控制閥，其特征在于所述的彈簧(230、235)包含同軸螺旋彈簧，所述的第一彈簧(230)置于所述端蓋(67)的內(nèi)表面和所述的內(nèi)套筒(60)上帶有的第一承座(205)之間，所述的第一承座(205)在所述的相反的方向上受所述外套筒(55)的限制，所述第二彈簧(235)置于所述第一承座(205)和固定在所述內(nèi)套筒(60)上的第二承座(210)之間。
專利摘要
一個改進了的阻塞補償控制閥，包括一個遮蓋和敞開通過該閥的流道的滑閥?；y滑動地置于內(nèi)套筒之中，當該套筒同滑閥阻塞咬緊時便隨滑閥一起運動，從而將滑閥表面上的排油槽同與所聯(lián)作動器相通的出口通道連接起來，隨著閥的這種阻塞現(xiàn)象的形成，達到作動器排油的目的。
文檔編號F15B13/04GK85101815SQ85101815
公開日1987年1月10日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者卡爾·斯蒂芬·達戴施 申請人:聯(lián)合工藝公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan