具有壓敏隔膜的導向控制電磁閥的製作方法
2023-04-29 12:45:41
專利名稱：具有壓敏隔膜的導向控制電磁閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及導向控制液壓閥以及受壓力平衡的控制閥。
建築和農用設備具有由一液壓缸和活塞裝置操作的可動部件。液壓流體往液壓缸的施加在傳統上是由一手動閥控制的，諸如美國專利5,579,642中所描述的那種。在這種類型的閥中，手動操作柄機械地連接於閥內的閥柱。閥柱相對於閥體中的諸空腔移動到不同的位置可以使壓力液壓流體從泵流到一個液壓缸內腔並從另一個液壓缸內腔排出。通過改變閥柱運動的程度，可以改變流體流入相應液壓缸內腔的流率，從而使活塞按比例以不同的速度移動。
目前，對於建築和農用設備，有從手動操作液壓閥向電氣控制和使用電磁閥的方向發展的趨勢。這種類型的控制可以簡化液壓管路，這是因為控制閥不一定要設置在操作室內。這種在技術上的改變也便於對不同的機器功能進行計算機控制。
眾所周知，電磁操作液壓閥是用於控制液壓流體的流動，它採用一電磁線圈，該線圈使一銜鐵沿一個方向移動而打開一閥。銜鐵作用於一控制提動頭上，該提升閥控制流體流過一主閥提動頭中的一控制通道。閥打開的程度與施加於電磁線圈的電流大小直接相關，因而可實現液壓流體流動的比例控制。當電流從電磁線圈上消失時，銜鐵或是另一閥件受彈簧作用而關閉此閥。
傳統的電磁操作液壓閥的一個缺點源於在關閉狀態下閥上的壓差所產生的影響。該壓差隨著作用於由來自閥的液壓流體操作的設備部件上負載的變化而改變。負載和供給壓力的變化會影響閥出口處的壓力，造成閥上的壓差。在關閉狀態下，該壓差會影響打開閥所需和產生預定液壓流體流量所需的力的大小。因此，在電磁操作閥中，這種壓差的變化會影響操作閥所需的電流的大小。
這個問題可通過在液壓閥通道中提供一壓力平衡杆來解決，如美國專利5,878,647中所揭示的。這樣可以平衡壓力，使得作用於控制提動頭上的力僅僅是來自復位彈簧和電磁線圈的力。儘管這在其它設計中消除了因壓力不平衡造成的影響，但沿著平衡杆經常會發生流體洩漏。試圖提供防止這種洩漏的更好密封會增大作用於平衡杆上的摩擦力，造成粘附問題，這對平穩的閥操作有不良的影響。
本發明的一個目的在於提供一種按比例控制液壓流體流量的電磁操作導閥。
另一個目的在於提供一種導閥內的壓差的補償機構。
以上和其它的目的由一導向操作控制閥來實現，它具有一本體，該本體限定一進入通道和一排出通道。一主閥提動頭與一閥座配合，以控制進入和排出通道之間的流體流量。本體內在主閥提動頭遠離閥座的一側上形成一控制腔。
一通道在進入通道和控制腔之間延伸通過主閥提動頭。一隔膜可操作地連接於主閥提動頭，並具有相對的第一和第二側，控制通道延伸於它們之間。控制腔中的一第一壓力作用於隔膜的第一側，排出通道中的一第二壓力作用於第二側。第一壓力與第二壓力之間的差使隔膜產生撓曲。
一控制提動頭可相對於隔膜移動，以選擇性地打開和關閉控制通道，並且，設有一致動件(最好是螺線管)，以使控制提動頭相對於隔膜移動。
隔膜可以形成為與主閥提動頭成一體的整體片，也可以是機械地連接於主閥提動頭的單獨的一片。揭示了用於隔膜的各種不同類型的材料。
下面參照附圖來詳細描述本發明的實施例，附圖中
圖1是本發明的電磁操作導閥的剖視圖；以及圖2是圖1的閥中所使用的主閥提動頭的另一實施例。
首先參見圖1，電磁閥10包括一安裝在閥本體12的縱向孔16中的圓柱形閥芯14。閥本體12具有一與縱向孔16相通的橫向進入通道18。一排出通道20延伸通過閥本體12並與縱向孔16的內端相通。進入和排出通道18和20之間形成有一閥座22。
一主閥提動頭24在縱向孔16內相對於閥座22滑動，以選擇性地控制液壓流體在進入和排出通道之間的流動。主閥提動頭24最好由一種用玻璃纖維增強的熱塑性塑料製成，諸如Torlon(BPAmoco Plc的商標)。主閥提動頭24中形成一中心空腔26，它從位於排出通道20處的一開口延伸到一封閉端27。封閉端27處的壁厚形成一撓性隔膜29，並有一控制通道延伸通過該隔膜。主閥提動頭24在縱向孔16中於隔膜29遠離中心空腔26的一側限定控制腔28。隔膜29的兩個相對側暴露於控制腔28和提動頭中心空腔26中的壓力。一供給通道32從供給通道18通過主閥提動頭24延伸到控制腔28。
主閥提動頭24的移動由一螺線管36控制，該螺線管包括一電磁線圈38、一銜鐵42和一控制提動頭44。銜鐵42設置在一通過閥芯14的孔40內，並有一第一彈簧45朝離開銜鐵方向偏壓主閥提動頭24。控制提動頭44設置在管狀銜鐵42的一孔46內，並由一第二彈簧48朝銜鐵方向偏壓，該第二彈簧與一擰入閥芯孔40中的調節螺釘50接合。電磁線圈38圍繞並固定於閥芯14。銜鐵42響應激勵電磁線圈38的電流所產生的電磁場而在閥芯孔40內朝離開主閥提動頭24的方向滑動。
在電磁線圈38的不激勵的狀態，第二彈簧48將控制提動頭44壓靠於銜鐵42的端部52，從而將銜鐵和控制提動頭朝主閥提動頭24推。這使得控制提動頭44的圓錐形尖端54進入並封閉主閥提動頭中的控制通道30，從而終止控制腔28與排出通道20之間的連通。
電磁閥10按比例控制液壓流體在進入和排出通道18和20之間的流量。液壓流體流過閥的流率與施加於線圈38的電流大小成正比。電流產生一電磁場，該電磁場將銜鐵42拉入電磁線圈38內並離開主閥提動頭24。由於銜鐵42的端部52與控制提動頭44上的一臺肩56相接合，因而該控制提動頭也朝離開主閥提動頭24的方向移動，從而允許液壓流體從進入通道18流過控制腔28、控制通道30和排出通道20。
液壓流體流過控制通道30將控制腔28中的壓力降低到排出通道中的壓力大小。這樣，進入通道中作用於表面58的較高壓力將主閥提動頭24壓離閥座22，從而打開進入通道18和排出通道20之間的直接連通。主閥提動頭24繼續移動，直到與控制提動頭44的圓錐形尖端54相接觸。因此，閥的該開口尺寸以及通過它的液壓流體的流率由銜鐵42和控制提動頭44的位置決定。這些位置進而又由流過電磁線圈38的電流大小控制。
壓差對控制提動頭44的影響由主閥提動頭24的隔膜29響應該壓差的彎曲而得到平衡。這種移動可有效改變控制通道30的位置，從而抵銷導閥上的壓力變化。隔膜的設計撓性可根據控制彈簧係數而定。
本隔膜補償技術相對於平衡杆技術有若干優點。由於製造性能提高，零件的加工成本得以降低。閥操作的可控性更好。在平衡杆的操作中可能成問題的磁滯現象也得以減小。
圖2示出了主閥提動頭的另一個實施例。該第二種主閥提動頭60具有一鋼本體62，該本體具有一從排出通道端66完全通過該本體而延伸到控制腔端68的中心空腔64。一供給通道70從一與供給通道18相通的橫向開口72延伸到位於控制腔端68處的另一開口74。
中心空腔64在控制腔端68處的開口具有一擴大直徑，因而在主閥提動頭60的該端形成一凹槽。該凹槽中容納有一單獨的圓盤形隔膜76，隔膜與本體62之間有一彈性材料的圓環78，以提供流體密封。例如，隔膜76可以由銅鈹合金或熱塑性塑料製成，諸如用玻璃纖維增強的熱塑性塑料。本體62在中心空腔開口處的邊緣圍繞隔膜76而彎邊，如位置80處所示，以保持隔膜定位並與密封環78接觸。一控制通道82延伸通過隔膜，用於在該主閥提動頭60裝配入閥本體12中時接納控制提動頭44的截頭圓錐形尖端54。
權利要求
1.一種導向控制閥，它具有一限定一進入通道和一排出通道的本體、一選擇性地與本體內的一閥座接合而控制進入和排出通道之間的流體流量的主閥提動頭、以及一位於主閥提動頭遠離閥座的一側上的控制腔，其改進的特徵在於一在主閥提動頭中延伸於進入通道與控制腔之間的通道；一可操作地連接於主閥提動頭的隔膜，它具有一作用有控制腔中的一第一壓力的第一側、一作用有排出通道中的一第二壓力的第二側、以及一位於第一與第二側之間的控制通道，其中，第一壓力與第二壓力之間的差使隔膜產生撓曲；一可相對於隔膜移動而選擇性地打開和關閉控制通道的控制提動頭；以及一可操作地連接而使控制提動頭相對於隔膜移動的致動件。
2.如權利要求1所述的導向控制閥，其特徵在於，該致動件是一螺線管，它具有一操作控制提動頭的銜鐵。
3.如權利要求1所述的導向控制閥，其特徵在於，該致動件是一螺線管，它包括一電磁線圈；一位於電磁線圈內的銜鐵，它具有一有控制提動頭延伸通過的孔；以及一將控制提動頭偏壓抵靠於銜鐵的彈簧。
4.如權利要求1所述的導向控制閥，其特徵在於，該主閥提動頭包括一空腔，該空腔具有一第一端，該第一端具有一進入控制腔和排出通道中的一個的開口；以及一由隔膜封閉的第二端。
5.如權利要求1所述的導向控制閥，其特徵在於，該隔膜與主閥提動頭形成一個整體構件。
6.如權利要求5所述的導向控制閥，其特徵在於，該隔膜與主閥提動頭由一熱塑性塑料製成。
7.如權利要求1所述的導向控制閥，其特徵在於，該隔膜設置在主閥提動頭中的一位於空腔第二端處的凹槽內。
8.如權利要求1所述的導向控制閥，其特徵在於，它還包括一位於隔膜與主閥提動頭之間的彈性密封件。
9.如權利要求1所述的導向控制閥，其特徵在於，該隔膜由包括熱塑性塑料和銅鈹合金的一組材料中選出的一種材料製成。
10.一種控制閥，它具有一帶有一進入通道和一排出通道的本體、一通過選擇性地與本體內的一閥座接合而控制進入和排出通道之間的流體流量的主閥提動頭、以及一位於主閥提動頭遠離閥座的一側上的控制腔，其改進包括一在主閥提動頭中延伸於進入通道與控制腔之間的通道；一與主閥提動頭接合的平衡件，它具有一作用有控制腔中的一第一壓力的第一側、一作用有排出通道中的一第二壓力的第二側、以及一位於第一與第二側之間的控制通道，其中，第一壓力與第二壓力之間的壓差變化使平衡件相對於主閥提動頭移動；一可相對於平衡件移動而選擇性地打開和關閉控制通道的控制提動頭；以及一可操作地連接而使控制提動頭相對於平衡件移動的致動件。
11.如權利要求10所述的導向控制閥，其特徵在於，該致動件是一螺線管，它具有一操作控制提動頭的銜鐵。
12.如權利要求10所述的導向控制閥，其特徵在於，該致動件是一螺線管，它包括一電磁線圈；一位於電磁線圈內的銜鐵，它具有一有控制提動頭延伸通過的孔；以及一將控制提動頭偏壓抵靠於銜鐵的彈簧。
13.如權利要求10所述的導向控制閥，其特徵在於，該主閥提動頭包括一空腔，該空腔具有一第一端，該第一端具有一進入控制腔和排出通道中的一個的開口；以及一由平衡件封閉的第二端。
14.如權利要求10所述的導向控制閥，其特徵在於，該平衡件與主閥提動頭形成一個整體構件。
15.如權利要求5所述的導向控制閥，其特徵在於，該平衡件與主閥提動頭由一熱塑性塑料製成。
16.如權利要求10所述的導向控制閥，其特徵在於，該平衡件設置在主閥提動頭中的一位於空腔第二端處的凹槽內。
17.如權利要求10所述的導向控制閥，其特徵在於，它還包括一位於平衡件與主閥提動頭之間的彈性密封件。
18.如權利要求10所述的導向控制閥，其特徵在於，該平衡件由包括熱塑性塑料和銅鈹合金的一組材料中選出的一種材料製成。
全文摘要
一種導向控制閥,它具有一帶有一入口和一出口的本體。一主閥提動頭可在本體內移動而選擇性地控制入口與出口之間的流體流量。該主閥提動頭具有一撓性隔膜,該隔膜貫通有一控制通道,該控制通道由一控制提動頭的移動而打開和關閉。該隔膜因作用於控制提動頭上的壓差而撓曲,這種撓曲補償了壓差對控制提動頭操作的不利影響。
文檔編號F16K1/32GK1272599SQ0010826
公開日2000年11月8日 申請日期2000年4月28日 優先權日1999年5月3日
發明者楊小龍 申請人:胡斯可國際股份有限公司