[发明专利]阀门组件

说明书

发明领域

本发明涉及电子致动的阀门组件的领域，这些阀门组件用于调节在一个歧管与一个流体工作机器的工作室之间的流体连通。

发明背景

流体工作机器包括流体从动机器和/或流体驱动机器，如泵、马达、以及可以在不同的运行模式下或者用作一个泵或者用作一个马达的机器。虽然本发明将通过引用该流体为一种液体的(如，一种通常不可压缩的液压液)应用进行展示，但该流体还能够可替代是一种气体。

当流体工作机器作为泵来运行时，一个低压歧管典型地用作流体的一个总来源处(net source)而一个高压歧管典型地用作流体的一个总汇集处(net sink)。当流体工作机器作为一个马达来运行时，一个高压歧管典型地用作流体的总来源处而一个低压歧管典型地用作流体的总汇集处。在本说明书以及所附的这些权利要求之中，术语“高压歧管”以及“低压歧管”是指具有更高和更低压力的彼此相对的这些歧管。在这些高压和低压歧管之间的压力差、以及在这些高压和低压歧管中压力的绝对值将取决于该应用。例如，在被优化用于高功率泵送应用的情况下的一个泵的压力差可能高于被优化用来精确地确定流体的净位移量的情况下的一个泵的压力差；例如，用于分配测定量的流体(例如，一种液体燃料)的泵，该泵在这些高压和低压歧管之间可能仅存在一个最小的压力差。一个流体工作机器可能具有一个以上的低压歧管。

已知这些流体工作机器包括多个周期性地变化容积的工作室，其中通过这些工作室进行的流体的位移是由这些电子可控制的阀在逐周期的基础上，按照同工作室容积的多个周期的定相关系调节的，以便确定通过该机器进行的流体净通过量(net throughput)。例如，EP 0 361 927披露了一种方法，该方法按照同工作室容积的多个周期的定相关系，通过打开和/或关闭多个电子可控制的提升阀来控制通过一个多腔泵进行的流体净通过量，以便调节该泵的这些单独的工作室与一个低压歧管之间的流体连通。其结果是，这些单独的腔室是可以由一个控制器在逐周期的基础上来选择的，以便或者将流体移位一个预定的固定容积或者进行一个空转周期而没有进行流体的净位移量，由此使得该泵的净通过量能够与要求动态地相匹配。EP 0 494 236发展了这一原理并且包括了多个电子可控制的提升阀，这些阀调节多个单独的工作室与一个高压歧管之间的流体连通，由此促进提供在交变的运行模式下或者用作泵或者用作马达的一种流体工作机器。EP 1 537 333介绍了部分周期的可能性，允许多个单独的工作室的多个单独的周期将多个不同的流体容积中的任何一个进行移位从而更好地与要求相匹配。

这种类型的流体工作机器要求快速地打开和关闭电子可控制的阀，这些阀能够调节从该低压歧管(而在某些实施方案中是该高压歧管)流入和流出一个工作室的流体。本发明的某些方面的目的在于提供改进阀门组件，这些组件适合用于调节流体流入和流出这种类型的流体工作机器的工作室。然而，本发明的这些阀门组件可应用于其他类型的流体工作机器。

本发明的某些些方面还着手解决以下问题，即：对抗一个压力差来打开一个面座阀(如，一个提升阀)，以调节从一个高压歧管到流体工作机器的一个工作室的流体供应。这在技术上是困难的，因为在面座阀中，流体压力作用在座入区域上以产生一个大的闭合力。因此，困难的是提供一种用于调节从一个高压歧管到流体工作机器的一个工作室的流体供应的面座阀，该面座阀能够对抗一个相当大的压力差而打开并且它还能够快速(理想地是在几毫秒之内)打开而同时使能量消耗减为最小。

GB 2,430,246(Stein)披露了一种阀门组件，该阀门组件适合用于调节从一个高压歧管至流体工作机器的一个工作室的流体供应。这种阀门组件包括一个初级阀门、一个次级阀门、一个电磁体以及一个电枢(被称为运动杆)。该初级阀门包括一个面座初级阀门构件以及一个初级阀门座。这个次级阀门与初级阀门是一体的并且包括一个次级阀门构件，该次级阀门构件可在一个密封位置与一个开放位置之间移动，在该次级阀门构件中提供一个经过该次级阀门的路径用于流体在该初级阀门构件的相反侧之间流动以减少跨越该初级阀门构件的压力差。因此，次级阀门具有比初级阀门小得多的表面积，该次级阀门即便在跨越初级阀门构件存在一个相当大的压力差时仍可以被打开。该工作室有效地是一个闭合的容积，并且这样流体可以流过该次级阀门以便使该初级阀门构件每一侧上的压力相等，由此促进该初级阀门的打开。