具有集成的传感器的阀门组件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及阀门组件，包括电子器件壳体（14）和与电子器件壳体接合的阀门壳体组件（12）。该阀门壳体组件包括限定有与阀孔（24）流体连通的多个流体端口（39）的阀门本体（16）。多个流体阻尼器（40）布置在流体端口中。传感器板（52）与阀门本体接合。该传感器板限定了多个传感器端口（76），这些传感器端口大体上与阀门本体的流体端口（39）对准。至少四个流体传感器（50）布置在阀门本体的多个流体端口（39）中。盖件（84）与传感器板（52）接合。该盖件限定有空腔。电路板（82）布置在盖件的空腔中。该电路板与流体传感器（50）电通信。
【专利说明】具有集成的传感器的阀门组件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是PCT国际专利申请，提交日是2012年5月25日，对于除了美国之外的所有指定国家的 申请人:是美国公司Eaton Corporation,仅对于指定美国的 申请人:是PankajNalgirkar (印度国民)、Rahul L.Navale (印度国民)和 Kevin E.Alstrin (美国国民)，其要求2011年5月26日提交的美国专利申请N0.61/490，394的优先权，该专利申请的公开内容全部结合于本文中作为参考。
【背景技术】
[0003]非公路车辆(例如滑移装载机(skid steer)、前端装载机、锄耕机、轮式装载机等)和各种工业应用通常都包括用于致动这些车辆/应用的各种部件的液力部件/系统。这种液力部件可包括各种泵、马达、缸、阀门和传感器。
【发明内容】
[0004]本发明一方面涉及一种阀门组件。该阀门组件包括电子器件壳体(electronicshousing)和与电子器件壳体接合的阀门壳体组件。该阀门壳体组件包括限定有多个流体端口的阀门本体。传感器板与阀门本体接合。该传感器板限定了多个传感器端口，这些传感器端口大体上与阀门本体的流体端口对准。多个流体传感器布置在阀门本体的多个流体端口中。盖件与传感器板接合。该盖件限定有空腔。电路板布置在盖件的空腔中。该电路板与流体传感器电通信。
[0005]本发明另一方面涉及一种阀门组件。该阀门组件包括电子器件壳体和与电子器件壳体接合的阀门壳体组件。该阀门壳体组件包括限定有与阀孔流体连通的多个流体端口的阀门本体。多个流体阻尼器布置在流体端口中。传感器板与阀门本体接合。该传感器板限定了多个传感器端口，这些传感器端口大体上与阀门本体的流体端口对准。至少四个流体传感器布置在阀门本体的多个流体端口中。盖件与传感器板接合。该盖件限定有空腔。电路板布置在盖件的空腔中。该电路板与流体传感器电通信。
[0006]本发明再一方面涉及一种阀门组件。该阀门组件包括电子器件壳体和与电子器件壳体接合的阀门壳体组件。该阀门壳体组件包括限定有与阀孔流体连通的多个流体端口的阀门本体。该阀门本体包括适于抵接流体设备的歧管安装面和相对布置的安装面。阀门布置在阀门本体的阀孔中。多个流体阻尼器布置在流体端口中。每个流体阻尼器包括供流体穿行以到达流体传感器的孔口，该孔口相对于流体阻尼器的中心纵轴线成斜角。传感器板与阀门本体的安装面接合。该传感器板限定了多个传感器端口，这些传感器端口大体上与阀门本体的流体端口对准。至少四个流体传感器布置在阀门本体的流体端口中。盖件与传感器板接合。该盖件限定有空腔。电路板布置在盖件的空腔中。该电路板与流体传感器电通信。该电路板大体上平行于阀门本体的安装面。导管将电子器件壳体与阀门壳体组件连接。该导管具有第一轴向端和相对布置的第二轴向端。该第一轴向端与盖件接合。该第二轴向端与电子器件壳体接合。该导管提供了从盖件的空腔通向电子器件壳体的通路。[0007]在下文的说明中阐述了各种附加的方面。这些方面可与各单独的特征和特征的结合相关。应该理解，上文的一般性描述和下文的详细描述都仅仅是示例性的和说明性的，而不对本文公开的实施例所基于的广义理念构成限制。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是阀门组件的轴测图，该阀门组件具有根据本发明所述原理的示例性特征。
[0009]图2是适合与图1的阀门组件一起使用的阀门壳体组件的轴测图。
[0010]图3是图2的阀门壳体组件的另一轴测图。
[0011]图4是图2的阀门壳体组件的分解轴测图。
[0012]图5是适合与图2的阀门壳体组件一起使用的流体阻尼器的轴测图。
[0013]图6是图5的流体阻尼器的断面图。
[0014]图7是适合与图2的阀门壳体组件一起使用的传感器板的轴测图。
[0015]图8是图7的传感器板的另一轴测图。
[0016]图9是适合与图2的阀门壳体组件一起使用的盖件的轴测图。
[0017]图10是图9的盖件的另一轴测图。
[0018]图11是图2的阀门壳体组件的断面图。
【具体实施方式】
[0019]下面将详细参照在附图中示出的本发明的示例性方面。其中将尽可能在全部附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的结构。
[0020]现在参照图1-4，示出了阀门组件10。阀门组件10包括阀门壳体组件12和与阀门壳体组件12接合的电子器件壳体14。
[0021]阀门壳体组件12包括阀门本体16。在所示实施例中，阀门本体16包括歧管安装面18，其适于用作流体设备(例如泵、马达、转向单元、缸等)的安装部位。阀门本体16还包括第一轴向端19、相对布置的第二轴向端20、第一侧面21和相对布置的第二侧面22。在所示实施例中，歧管安装面18总体上垂直于第一和第二轴向端19、20。在所示实施例中，歧管安装面18总体上垂直于第一和第二侧面21、22。
[0022]阀门本体16限定了从第一轴向端19测量到第二轴向端20的第一长度LI。阀门本体还限定了从第一侧面21测量到第二侧面22的第一宽度W1。在所示实施例中，第一长度LI大于第一宽度W1。
[0023]阀门本体16限定了阀孔24。在所示实施例中，阀孔24穿过第一和第二轴向端19、20延伸。阀孔24限定了中心纵轴线26。
[0024]阀门本体16还限定了第一组多个流体端口 28。在所示实施例中，阀门本体16限定了流体进入端口 28a、流体流出端口 28b、第一工作端口 28c和第二工作端口 28d。这些端口 28穿过歧管安装面18延伸，并且适合与流体设备中的相应端口流体连通。这些端口 28与阀门本体16所限定的阀孔24流体连通。
[0025]阀门30布置在阀孔24中。在所示实施例中，阀门30是比例阀。在所示实施例中，阀门30包括布置在阀门本体16的阀孔24中的套筒32和布置在套筒32的孔径36中的阀芯(spool) 34。[0026]阀门本体16还包括安装面38。在所示实施例中，安装面38布置成与歧管安装面18相对。在所示实施例中，安装面38和歧管安装面18大体上是平行的。在所示实施例中，安装面38大体上垂直于阀门本体16的第一和第二轴向端19、20。
[0027]阀门本体16限定了第二组多个流体端口 39。该第二组多个流体端口 39与相应的第一组多个流体端口 28流体连通。在所示实施例中,第一流体端口 39a与流体进入端口28a流体连通，第二流体端口 39b与流体流出端口 28b流体连通，第三流体端口 39c与第一工作端口 28c流体连通，第四流体端口 39d与第二工作端口 28d流体连通。每个流体端口39穿过安装面38延伸。
[0028]现在参照图4-6，多个流体阻尼器40布置在第二组多个流体端口 39中。在所示实施例中，流体阻尼器40包括螺纹啮合在流体端口 39中的外螺纹。流体阻尼器40包括第一轴向端41和相对布置的第二轴向端42。每个流体阻尼器40在第一轴向端41中限定了具有开口的凹部43。
[0029]流体阻尼器40的第二轴向端42限定了孔口 44，该孔口穿过流体阻尼器40的第二轴向端42延伸到凹部43中。在一实施例中，孔口 44相对于流体阻尼器40的中心轴线45偏置角度a。在所示实施例中，角度α是相对于流体阻尼器40的中心轴线45的斜角。
[0030]阀门本体16还限定了多个穿孔46。在所示实施例中，穿孔46穿过歧管安装面18和安装面38延伸。穿孔46适于接纳紧固件，从而使阀门组件10能够被固定到流体设备。
[0031]阀门本体16还限定了多个安装孔47。安装孔47包括内螺纹并且适于接纳紧固件(例如螺栓、螺杆等)。每个安装孔47具有位于安装面38处的开口。
[0032]现在参照图4，阀门壳体组件12还包括传感器板组件48。传感器板组件48与阀门本体16接合。在一实施例中，传感器板组件48与安装面38接合。在所示实施例中，传感器板组件48包括多个流体传感器50、传感器板52和盖组件54。
[0033]传感器板组件48包括多个流体传感器50，至少4个流体传感器50。在所示实施例中，传感器板组件48包括至少4个流体传感器50。流体传感器50适于感测穿过阀门组件10的流体的特性(例如温度、压力等)。在所示实施例中，流体传感器适于感测穿过阀门组件10的流体的压力。
[0034]每个流体传感器50包括本体部分56和连接部分58。在所示实施例中，本体部分56包括适于感测流体的特性(例如温度、压力等)的感测元件。连接部分58电连接到本体部分56的感测元件。
[0035]现在参照图4和图7-8,传感器板52包括第一表面60和相对布置的第二表面62。在所不实施例中，第一和第二表面60、62大体上是平行的。第一表面60适于抵接阀门本体16的安装面38。
[0036]传感器板52还包括第一端64、相对布置的第二端66、第一侧面68和相对布置的第二侧面70。在所不实施例中，第一和第二端64、66大体上垂直于第一和第二表面60、62。在所不实施例中，第一和第二侧面68、70大体上垂直于第一和第二表面60、62及第一和第二端 64、66 ο
[0037]传感器板52限定了从第一端64测量到第二端66的第二长度L2。传感器板52还限定了从第一侧面68测量到第二侧面70的第二宽度W2。在所示实施例中，第二长度L2大于第二宽度W2。在所示实施例中，第二长度L2小于或等于阀门本体16的第一长度LI。在所示实施例中，第二宽度W2小于或等于阀门本体16的第一宽度Wl。
[0038]传感器板52限定了穿过传感器板52的第一和第二表面60、62延伸的多个穿孔72。当传感器板52与阀门本体16接合时，穿孔72适于与阀门本体16中的多个穿孔46对准。
[0039]传感器板52还限定了穿过传感器板52延伸的第一组多个安装孔74。当传感器板52与阀门本体16接合时，第一组多个安装孔74适于与阀门本体16的多个安装孔47对准。
[0040]传感器板52限定了第二组多个安装孔75。在所示实施例中，第二组多个安装孔75具有内螺纹。第二组多个安装孔75适配于紧固件以用于将盖组件54紧固到传感器板52上。
[0041]传感器板52还限定了多个传感器端口 76。传感器端口 76适于接纳流体传感器50。传感器端口 76布置在传感器板52中，从而传感器端口 76与阀门本体16的第二组多个流体端口 39流体连通。在所示实施例中，传感器端口 76大体上与阀门本体16的流体端口 39对准。
[0042]传感器端口 76穿过传感器板52的第一和第二表面60、62延伸。在所不实施例中，每个传感器端口 76包括第一部分78和第二部分80。第一部分78紧邻第一表面60并且包括位于第一表面60中的开口。第二部分80紧邻第二表面62并且包括位于第二表面62中的开口。传感器端口 76的第一部分78适于接纳流体传感器50的本体部分56的至少一部分，而传感器端口 76的第二部分80适于接纳流体传感器50的连接部分58。在所示实施例中，传感器端口 76的第一部分78具有比第二部分80的内径更大的内径。
[0043]现在参照图4，盖组件54与传感器板52接合。盖组件54包括电路板82和盖件84。
[0044]电路板82与流体传感器50通信。电路板82包括多个接头86，这些接头适于将电路板82电连接到多个流体传感器50。通过多个接头86，电路板82向多个流体传感器50中的每一个供电。此外，电路板82从多个流体传感器50中的每一个接收与被感测的流体特性相关的信号，并且将这些信号传送到阀门组件10的电子器件壳体14。在所示实施例中，电路板82通过与电路板82连接的线缆87传送来自流体传感器50的信号。在所示实施例中，线缆87是带状线缆。
[0045]现在参照图4、9和10，盖件84容纳电路板82。盖件84包括第一表面88和大体上与第一表面88平行的、相对布置的第二表面90。盖件84还包括第一端面92、相对布置的第二端面94、第一侧面96和相对布置的第二侧面98。第一和第二端面92、94在第一和第二表面88、90之间延伸。第一和第二侧面96、98在第一和第二端面92、94之间延伸。在所不实施例中，第一和第二端面92、94及第一和第二侧面96、98大体上垂直于第一和第二表面88、90。
[0046]盖件84限定了从第一端面92测量到第二端面94的第三长度L3。盖件84还限定了从第一侧面96测量到第二侧面98的第三宽度W3。在所示实施例中，第三长度L3大于第三宽度W3。在所示实施例中，第三长度L3小于或等于阀门本体16的第一长度LI。在所示实施例中，第三宽度W3小于或等于阀门本体16的第一宽度Wl。
[0047]盖件84限定了穿过盖件84的第一和第二表面88、90延伸的穿孔100。穿孔100布置在盖件84中，从而当盖件84与传感器板52接合时，穿孔100与传感器板52的穿孔72对准。
[0048]盖件84限定了穿过盖件84的第一和第二表面88、90延伸的多个安装孔102。安装孔102布置在盖件84中，从而当盖件84与传感器板52接合时，安装孔102与传感器板52的第二组多个安装孔75对准。
[0049]盖件84限定了穿过盖件84的第一表面88延伸的空腔104。空腔104接纳电路板82，从而电路板82大体上平行于第一表面88。在所实施例中，电路板82完全布置在空腔104中。
[0050]盖件84还限定了穿过第一端面92从空腔104延伸的通道106。通道106定尺寸成用于接纳线缆87。
[0051]在所示实施例中，盖组件54还包括导管108。当线缆87从阀门壳体组件12穿行到电子器件壳体14时，导管108适于包围线缆87的一部分。导管108限定有供线缆87穿行的孔径110。
[0052]导管108包括第一轴向端112和相对布置的第二轴向端114。第一轴向端112与盖件84的通道106接合。第二轴向端114与电子器件壳体14接合。导管108限定了靠近第一轴向端112布置的第一凹槽116和靠近第二轴向端114布置的第二凹槽118。在第一凹槽116中布置第一密封件120，在第二凹槽118中布置第二密封件122。在所示实施例中，第一和第二密封件120、122是O形圈。
[0053]为了防止第一和第二密封件120、122在第一和第二凹槽116、118中扭曲，在盖件84的通道106中布置弹簧124，从而其将导管108自盖件84向外偏压成进入电子器件壳体14中。在所示实施例中，弹簧124抵接导管108的第一轴向端112。
[0054]现在参照图4和图11，下面将描述阀门壳体组件12的装配。将阀门30布置在阀门本体16的阀孔24中。将流体阻尼器40接合在阀门本体16的第二组多个流体端口 39中。在所示实施例中，流体阻尼器40被螺纹连接到流体端口 39中。
[0055]将流体传感器50安装到传感器板52的传感器端口 76中。在所示实施例中，使流体传感器50的连接部分58穿过传感器端口 76。将流体传感器50的本体部分56插入到传感器端口 76的第一部分78中。
[0056]在流体传感器50布置在传感器端口 76中的情况下，将传感器板52接合到阀门本体16。穿过传感器板52的第一组多个安装孔74插入紧固件127 (例如螺栓、螺杆等)，并使这些紧固件与阀门本体16的多个安装孔47接合。在所示实施例中，紧固件127螺纹啮合到阀门本体16的安装孔47中。
[0057]将传感器板52在阀门本体16上布置成使得传感器板52的传感器端口 76与阀门本体16的流体端口 39流体连通。在所示实施例中，在传感器端口 76与流体端口 39之间的界面处布置密封件126。在一实施例中，密封件126是O形圈。
[0058]流体传感器50的连接部分58电连接到电路板82的连接部86。在流体传感器50电连接到电路板82上的情况下，将电路板82安装到传感器板52。紧固件128将电路板82固定到传感器板52。紧固件128穿过电路板82中的开口 130并螺纹啮合到传感器板52的安装孔132。在所示实施例中，将分隔件134安装到电路板82。分隔件134包括在将电路板82接合到传感器板52上时适于抵接传感器板52的端部136。分隔件134使电路板82相对于传感器板52的第二表面62偏置。
[0059]使线缆87穿过盖件84的通道106并穿过导管108。线缆87穿入电子器件壳体14中。在流体传感器50的连接部分58连接到电路板82的连接部86上的情况下，将盖件84布置在电路板82之上，从而将电路板82布置在盖件84的空腔104中。
[0060]在电路板82布置在空腔104中的情况下，将盖件84接合到传感器板52上。多个紧固件138 (例如螺栓、螺杆、铆钉等)穿过盖件84的安装孔102并与传感器板52的安装孔75接合。在所示实施例中，紧固件138螺纹啮合到传感器板52的安装孔75中。
[0061]在盖件84与传感器板52之间布置密封件140。在所示实施例中，密封件140是衬垫。在另一实施例中，密封件140是布置在空腔104的周界周围的O形圈。
[0062]在所示实施例中，阀门壳体组件12具有国际电工委员会公布的进入防护等级IP65。在另一实施例中，阀门壳体组件12具有进入防护等级IP67。
[0063]在不背离本发明的范围和精神的情况下，本领域技术人员将能够显见本发明的各种修改和变型，并且应理解，本发明的范围不应过于限制于本文所示的实施方式。
【权利要求】
1.一种阀门组件，包括: 电子器件壳体； 与电子器件壳体接合的阀门壳体组件，该阀门壳体组件包括: 限定有多个流体端口的阀门本体； 与阀门本体接合的传感器板，该传感器板限定有多个传感器端口，这些传感器端口大体上与阀门本体的流体端口对准； 布置在传感器板的传感器端口中的多个流体传感器； 与传感器板接合的盖件，该盖件限定有空腔； 布置在盖件的空腔中的电路板，该电路板与流体传感器电通信。
2.根据权利要求1所述的阀门组件，其中，所述阀门壳体组件包括至少四个流体传感器。
3.根据权利要求1所述的阀门组件，其中，所述流体传感器适于感测流体端口中的流体的压力。
4.根据权利要求1所述的阀门组件，其中，所述阀门壳体组件还包括布置在阀门本体的流体端口中的多个流体阻尼器。
5.根据权利要求4所述的阀门组件，其中，每个流体阻尼器包括供流体穿行以到达流体传感器的孔口，该孔口相对于流体阻尼器的中心纵轴线成斜角。
6.根据权利要求4所述的阀门组件，其中，所述流体阻尼器螺纹啮合在流体端口中。
7.根据权利要求1所述的阀门组件，还包括布置在所述盖件与传感器板之间的密封件。
8.根据权利要求1所述的阀门组件，还包括导管，该导管具有第一轴向端和相对布置的第二轴向端，该第一轴向端与盖件接合，该第二轴向端与电子器件壳体接合，该导管提供了从盖件的空腔通向电子器件壳体的通路。
9.根据权利要求8所述的阀门组件，其中，弹簧将所述导管自所述盖件向外偏压。
10.根据权利要求1所述的阀门组件，其中，所述传感器板的宽度小于或等于阀门本体的宽度，所述传感器板的长度小于或等于阀门本体的长度。
11.根据权利要求1所述的阀门组件，其中，所述盖件的宽度小于或等于阀门本体的宽度，所述盖件的长度小于或等于阀门本体的长度。
12.—种阀门组件，包括: 电子器件壳体； 与电子器件壳体接合的阀门壳体组件，该阀门壳体组件包括: 限定有阀孔和与阀孔流体连通的多个流体端口的阀门本体； 布置在流体端口中的多个流体阻尼器； 与阀门本体接合的传感器板，该传感器板限定有传感器端口，该传感器端口大体上与阀门本体的流体端口对准； 布置在传感器板的传感器端口中的至少四个流体传感器； 与传感器板接合的盖件，该盖件限定有空腔；和 布置在盖件的空腔中的电路板，该电路板与流体传感器电通信。
13.根据权利要求12所述的阀门组件，其中，所述流体传感器适于感测流体端口中的流体的压力。
14.根据权利要求12所述的阀门组件，其中，每个流体阻尼器包括供流体穿行以到达流体传感器的孔口，该孔口相对于流体阻尼器的中心纵轴线成斜角。
15.根据权利要求12所述的阀门组件，还包括导管，该导管具有第一轴向端和相对布置的第二轴向端，该第一轴向端与盖件接合，该第二轴向端与电子器件壳体接合，该导管提供了从盖件的空腔通向电子器件壳体的通路。
16.—种阀门组件,包括: 电子器件壳体； 与电子器件壳体接合的阀门壳体组件，该阀门壳体组件包括: 限定有阀孔和与阀孔流体连通的多个流体端口的阀门本体，该阀门本体具有适于抵接流体设备的歧管安装面和相对布置的安装面； 布置在阀孔中的阀门； 布置在流体端口中的多个流体阻尼器，每个流体阻尼器包括供流体穿行以到达流体传感器的孔口，该孔口相对于流体阻尼器的中心纵轴线成斜角； 与阀门本体的安装面接合的传感器板，该传感器板限定有传感器端口，该传感器端口大体上与阀门本体的流体端口对准； 布置在传感器板的传感器端口中的至少四个流体传感器； 与传感器板接合的盖件，该盖件限定有空腔； 布置在盖件的空腔中的电路板，该电路板与流体传感器电通信，其中该电路板大体上平行于阀门本体的安装面；和 连接电子器件壳体与阀门壳体组件的导管，该导管具有第一轴向端和相对布置的第二轴向端，该第一轴向端与盖件接合，该第二轴向端与电子器件壳体接合，该导管提供了从盖件的空腔通向电子器件壳体的通路。
17.根据权利要求16所述的阀门组件，其中，所述流体传感器适于感测流体端口中的流体的压力。
18.根据权利要求16所述的阀门组件，其中，弹簧将所述导管自所述盖件向外偏压。
19.根据权利要求16所述的阀门组件，还包括布置在所述盖件与传感器板之间的密封件。
20.根据权利要求19所述的阀门组件，其中，所述密封件是垫片。
【文档编号】F15B13/08GK103562566SQ201280025464
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2012年5月25日 优先权日:2011年5月26日
【发明者】P·A·纳格卡, R·L·诺瓦莱, K·E·阿尔斯特里恩 申请人:伊顿公司