[发明专利]带有限压器的液压阀

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有申请日为2010年3月17日的第61314620号美国临时专利申请的权益，该申请的全部内容通过引用结合于本申请中。

技术领域

本发明涉及响应于输入命令而控制流体的流量和压力的流量控制阀。更具体的，本发明涉及流量控制阀以及该阀所用于的液压流体动力系统。

背景技术

液压控制的机械设备是公知的，并且可用于静止的、移动的、航空的、航海的以及其它的应用中。液压机械设备通常包括一个或多个主流量控制阀，这些阀一般是方向控制阀。一种主流量控制阀是通过外部输入命令而被直接或间接地操作的流体阀。外部输入命令可以是例如通过人工操作员、导频信号、电信号、计算机程序、无线信号来操作的操作杆或操纵杆、或是直接或间接地引起阀的操作的任何其它输入。

每个主流量控制阀可以包括响应于输入命令而操作的主流量控制阀芯或其它主阀，输入命令用以对机械设备的一个或多个相关液压流体容纳装置的流体流量和压力进行控制。液压流体容纳装置可包括：诸如槽罐或蓄压器这样的一个或多个液压储存装置；诸如液压缸或旋转式致动器或摆线马达或齿轮马达这样的液压马达；其它液压阀或子系统；以及/或者容纳液压流体的任何其它装置。通常，机械设备可包括多个主流量控制阀，这些主流量控制阀用于在机械设备的液压系统中供应和/或操作不同的液压流体容纳（接收）装置。主流量控制阀及其相关联的控件（例如，相关联的压力补偿器阀）被称为主流量控制阀组合件。主流量控制阀组合件的各个阀可以被结合到一个单元式阀室内，每个这样的装置被称为一个工作部段（working section）。具有相同构造或不同构造的工作部段可以被组合，例如以并排设置的方式来组合。与其它部段（例如其它部段和/或进口部段或出口部段）相组合的工作部段被称为阀段组件。

工作部段通过控制主流量控制阀可变孔的横截（面积）区域来操作。一般而言，主流量控制阀可变孔位于在进口通路和出口通路之间延伸的流体流路中。进口通路可以直接或间接地连接至流体流量和压力的源，出口通路可以直接或间接地连接至流体容纳装置中的一个或多个。经过一给定主阀孔区域的流量取决于孔上的压降，更具体地与孔上的压降的平方根成比例。

压力补偿式工作部段也是众所周知的。压力补偿式工作部段是包括压力补偿器阀的工作部段，压力补偿器阀被设置成独立于进口压力或出口压力、在正常工作的流量状态下维持可变孔上的大体上预定的压降。通过维持这种孔上的大体恒定的压降，对于通过输入命令来选择的任一孔区域，实现了通过孔的恒定且可再现的流速。通常，压降可以部分地通过压力补偿器阀芯并且通过偏置装置的力来控制，所述偏置装置例如为直接或间接地作用于阀芯的弹簧。

工作部段通常还可包括负载传感通路。负载传感通路可被可操作地连接，以提供（即传送）来自出口通路的压力反馈信号，该压力反馈信号指示与阀相关联的流体流容纳装置所需要的流体压力。负载传感通路可被可操作地连接至可变排量液压泵或其它压力和流量的源，以便向所述源提供反馈信号。源的流速或压力可以响应于反馈信号而更改，以满足流体流容纳装置的需求。在系统中有多个工作部段和/或多个流体流容纳装置的情况下，可以使用止回阀，以将流体流容纳装置所需要的最高工作压力作为反馈信号提供给压力和流量的源。

通常，机械设备内的液压流量和压力的源响应于压力反馈信号而提供余量压力（margin pressure）。余量压力是压力反馈信号之上的预定压力差。例如，如果余量压力为300psi（20.7巴），则2500psi（172.5巴）的压力反馈信号会使得泵或其它流体压力和流量的源试图维持2800psi（193.1巴）的泵出口压力。

由上述的源所提供的压力和流量输出端连接至每个工作部段的进口通路。一般而言，阀段组件的每一个工作部段可以独立于其它工作部段而受其输入命令控制，以便向其相关联的液压流体容纳装置提供合适的流量和压力。例如，如果液压容纳装置是液压致动器，则液压致动器的排量和速度由此受其相关联的工作部段所控制。