流体阀的制作方法

本发明涉及一种例如为三通阀的流体阀。

背景技术：

gb2343935描述了一种包括阀构件和致动器的流体阀。致动器的移动引起阀构件进行移动，以使得对穿过流体阀的流体的流进行控制。阀构件被附接到弹簧。作为阀构件移动的结果，当弹簧移动离开其平衡位置时，复位力推动所述弹簧回到该弹簧的平衡位置，而阀构件随该弹簧移动。

对于在gb2343935中描述的流体阀的一个问题在于，作用在阀构件上的复位力随弹簧移动远离该弹簧的平衡位置而增大。因此，所述复位力随着阀构件移动而增大。以根据阀构件的位置这种方式而改变的复位力对于致动器控制阀构件的位置而言是不利的，尤其是当阀构件被较高程度地移动时。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种流体阀，在该流体阀中，作用在该流体阀的阀构件上的复位力不依赖于阀构件的位置。为了这种效果，本发明提出了一种用于航空器的设备的液压回路的流体阀，该流体阀包括：

-中空的阀体，该阀体包括入口、两个出口和朝向第一压力的第一连通装置；

-致动器，该致动器至少部分地位于中空的阀体中的孔中并且包括可移动的导柱；

-阀构件，该阀构件能够在阀体中移动，以至少部分地堵塞所述入口与两个出口中的一个之间的通道，所述阀构件至少部分地限定出第一腔和第二腔，该第一腔和第二腔在阀体中的孔中位于所述阀构件的两侧，所述阀构件包括纵向孔，该纵向孔用于当所述纵向孔未被堵塞时使得所述第一腔和所述第二腔连通，并且所述导柱能够至少部分地堵塞所述纵向孔的第一开口，第二腔被设置成通过第二连通装置被流体连接成处于第二压力；

-活塞，该活塞具有第一部分和第二部分，第一部分在第二腔中被机械联接到所述阀构件，第二部分至少部分地位于第三腔中并且具有表面部分，该表面部分至少部分地与活塞的移动方向垂直，第三腔被设置成通过第三连接装置被流体连接成处于第三压力；以及

-固定的节流部，该节流部在所述第一连通装置中，使得所述可移动的导柱的移动引起第一腔中的压力变化，以在所述阀构件上产生移动力，以改变入口与两个出口之间的流体流率。

在根据本发明的流体阀中，在纵向孔中存在(prevailing)的压力等于在第二腔中存在的压力。导柱的移动增大或减小纵向孔与第一腔之间的流体连通。因此，该移动改变了在第一腔中存在的压力。换言之，导柱的移动改变了第一腔与第二腔之间的压力差。该压力差在阀构件上产生移动力。如果该力相比于作用在阀构件上的复位力足够的大，则该力使得阀构件能够移动。

在根据本发明的流体阀中，在第二腔中存在的压力在阀构件上和在活塞的第一部分上产生力，并且在第三腔中存在的压力在活塞的第二部分上产生力，因为活塞的第二部分具有该压力可施加在其上的表面。

因此，阀构件上的复位力是由这两个力的合力产生的。因为第二腔被连接成处于第二压力并且第三腔被连接成处于第三压力，所以在第二腔中存在的压力和在第三腔中存在的压力不依赖于阀构件的位置。因此，力的合力不依赖于阀构件的位置。

根据本发明的流体阀可以是被称为“液压反馈式”阀的流体阀。

连通装置使得能够将腔流体连接到包含处于指定压力的或处于基准压力的流体的外部腔。每个连通装置可将腔连接成处于同一外部压力或处于不同的外部压力。

优选地，第一压力、第二压力和第三压力是外部压力。优选地，第一连通装置、第二连通装置和第三连通装置至少部分地位于阀体中。优选地，第三压力与第二压力不同。优选地，第三压力大于第二压力。优选地，第三压力等于第一压力。优选地，第二连通装置不具有固定的节流部。优选地，在第二腔中存在的压力等于第二压力。优选地，第三连通装置不具有固定的节流部。优选地，在第三腔中存在的压力等于第三压力。

优选地，活塞的第一部分被附接到阀构件。

根据本发明的流体阀的致动器可被描述成是浸入式的(immersed)。因此，如果根据本发明的流体阀使得能够控制油的流率，则当流体阀处于运行时，致动器被浸没在油中。

导柱有时被本领域技术人员称为柱塞。

术语“固定的节流部”对本领域技术人员是已知的。可以设想各个类型的固定的节流部。非限制性示例是在壁中制成的圆形孔口，该壁的厚度与所述孔口的直径大约为同一量级。其它的示例包括弯转部和直径减小部。

根据本发明的流体阀是比例阀，比例阀对本领域技术人员是已知的术语。因此，在阀构件的整个行程范围上控制入口与两个出口中的每一个之间的通道。因此，根据本发明的阀不仅仅是开关阀。在根据本发明的阀中，对于阀构件具有无限数量的稳定位置：因此所述阀对入口与两个出口之间的流体流率提供了有效的控制。根据本发明的流体阀不是“直接推动”型的。

术语中空的阀体的“入口”和“出口”可被交换。实际上，这仅仅取决于流体的流动方向，该流体的流率被根据本发明的阀控制。因此，阀体可包含两个入口和一个出口。同样地，阀体可包括多于一个入口和多于两个出口。

优选地，阀构件不被附接到弹簧。

阀构件中的纵向孔的第一开口与第一腔之间的流体连通可以是直接式的，例如，即纵向孔的第一开口通到第一腔中。阀构件中的纵向孔的第一开口与第一腔之间的流体连通可以是间接式的，例如可经由中间连通装置来产生流体连通，该中间连通装置可以是阀构件中的凹部。

根据本发明的可能的实施例，活塞包括通道，该通道使第二腔与阀构件中的纵向孔流体连通。该通道使得在纵向孔中存在的压力能够等于在第二腔中存在的压力，即使活塞被附接到阀构件使得该活塞包围纵向孔。例如，如果第二腔处于第二压力，则纵向孔也处于该压力。

根据本发明的可能的实施例，第三腔位于阀体中的孔中。这使得流体阀尤其稳固。

根据本发明的可能的实施例，致动器为电磁致动器并且导柱为铁磁体。

根据本发明的可能的实施例，第一连通装置通到第一腔中。这使得在第一腔中存在的压力能够尤其取决于第一压力。

根据本发明的可能的实施例，阀构件包括凹部，该凹部接纳导柱的一部分，所述凹部的壁被布置成使得至少部分地限制导柱的移动。因此，凹部的壁用作为用于导柱的止动部。这使得能够限制导柱相对于阀构件的移动，并且因此能够增大流体阀的机械强度。优选地，纵向孔的第一开口通到阀构件中的凹部中。优选地，阀构件中的凹部与第一腔流体连通，使得当纵向孔的第一开口未被导柱堵塞时第一腔与第二腔经由纵向孔流体连通。

根据本发明的可能的实施例，壁和导柱被布置成使得所述导柱沿远离第二腔的方向的移动能够机械地引起阀构件进行移动。优选地，壁位于与导柱的端部相对，这使得能够关闭纵向孔。因此，如果导柱被致动以使得移动远离第二腔，则该导柱与壁进行接触并且推压所述壁，以使得该壁移动远离第二腔。换言之，导柱沿远离第二腔的方向推压壁，并且因此推压阀构件。

根据本发明的可能的实施例，流体阀包括弹簧，该弹簧将所述导柱连接到相对于阀构件位于与导柱相对的壁。所述壁例如为第四腔的壁。所述壁例如为阀体中的孔的壁。

根据本发明的可能的实施例，导柱被设置成在管道中滑动，该管道用于使第一腔和第四腔流体连通。优选地，第四腔位于阀体中的孔中。优选地，管道至少部分地位于阀体中的孔中。

根据本发明的可能的实施例，第四腔被设置成通过第四连通装置被流体连接成处于第四压力。优选地，第四压力为外部压力。第四压力可以等于第二压力。优选地，第四压力与在第一腔中存在的压力不同。优选地，第四连通装置至少部分地位于阀体中的孔中。优选地，第四连通装置不具有固定的节流部。优选地，在第四腔中存在的压力等于第四压力。

根据本发明的可能的实施例，导柱被布置成使得在第一腔中的流体使该导柱承受力，该力使该导柱移动远离阀构件。这使得导柱的移动能够产生压力变化，该压力变化在导柱上产生力，该力沿与所述导柱的移动方向相反的方向作用。

根据本发明的可能的实施例，导柱被布置成使得在第一腔中的流体使该导柱承受力，该力的方向为朝向阀构件。这使得导柱的移动能够产生压力变化，该压力变化在导柱上产生力，该力沿与所述移动相同的方向作用。

根据本发明的可能的实施例，导柱被布置成使得在第一腔中的流体不使该导柱承受使该导柱移动靠近或远离阀构件的力。这使得导柱的移动能够产生压力变化，该压力变化不在导柱上产生关闭或打开纵向孔的第一开口的力。

发明人还提出了一种航空器的设备的液压回路(例如起落架的液压回路)、一种燃料电池系统、一种涡轮发动机以及一种航空器，其包括一个或多个根据本发明的流体阀。

附图说明

通过阅读以下详细说明并且为了理解该说明对附图进行参照，本发明的另外的特征和优点将变得显而易见，在附图中：

图1示出了根据本发明的流体阀的可能的实施例；

图2a为根据导柱的第一实施例的导柱的特写视图，该导柱可被用在根据本发明的流体阀的可能的实施例中；

图2b为根据导柱的第二实施例的导柱的特写视图，该导柱可被用在根据本发明的流体阀的可能的实施例中；

图2c为根据导柱的第三实施例的导柱的特写视图，该导柱可被用在根据本发明的流体阀的可能的实施例中；

图3示出了根据本发明的流体阀的可能的实施例，在该实施例中，该流体阀包括根据导柱的第二实施例的导柱；以及

图4示出了包括根据导柱的第二实施例的导柱的流体阀。

具体实施方式

基于特定的实施例并且参照附图对本发明进行说明；然而，所述实施例和附图对本发明不具有限制作用。所描述的图或附图仅为示意性的并且为非限制性的。

在本文件的上下文中，术语“第一”和“第二”仅被用于在不同的元件之间进行区分并且不暗指这些元件的顺序。

在附图中，相同或相似的元件可设有相同的附图标记。

图1示出了根据本发明的流体阀50的可能的实施例。流体阀50包括中空的阀体20，该阀体包括入口22、两个出口23和处于第一压力(例如处于高压hp)的第一连通装置21。第一连通装置21包括固定的节流部30。

流体阀50进一步包括致动器40，该致动器至少部分地位于中空的阀体20中的孔中并且包括可移动的导柱41。优选地，致动器40为电磁致动器，并且导柱41为铁磁体。致动器40可以是另一类型的致动器。

流体阀50进一步包括阀构件5，该阀构件能够在阀体20中移动。阀构件5使得能够至少部分地堵塞入口22与两个出口23中的一个之间的通道。阀构件5至少部分地限定了第一腔1和第二腔2，该第一腔和第二腔在阀体20中的孔中位于阀构件5的两侧。

优选地，第一连通装置21被流体连接到第一腔1。优选地，第一连通装置21至少部分地在阀体20中。

阀构件5包括纵向孔46，当所述纵向孔未被堵塞时，该纵向孔使得第一腔1和第二腔2直接地或间接地流体连通。优选地，纵向孔46的第一开口通向第一腔1或通到第一腔1中。导柱41能够至少部分地堵塞纵向孔46的第一开口。优选地，导柱41至少部分地位于第一腔1中。

根据本发明的实施例，阀构件5包括凹部51，该凹部接纳导柱41的一部分，尤其是接纳导柱41的使得能够堵塞纵向孔46的第一开口的部分。凹部51的壁52被布置成使得至少部分地限制导柱41的移动。凹部51与第一腔1流体连通，使得通过导柱41来关闭或打开纵向孔46的第一开口对在阀构件5中的凹部51中存在的压力造成影响，并且因此影响在第一腔1中存在的压力。

优选地，阀50被布置成使得导柱41能够推动壁52，并且因此将阀构件5推向第一腔1。

第二腔2通过第二连通装置26被流体连接成处于第二压力，例如处于外部低压bp。优选地，第二连通装置26使得第二压力能够存在于第二腔2中。

流体阀50进一步包括第三腔71，该第三腔通过第三连通装置27被流体连接成处于第三压力，例如处于外部高压hp。优选地，第三连通装置27使得第三压力能够存在于第三腔71中。优选地，第三腔71位于阀体20中的孔中。

流体阀50进一步包括活塞60，该活塞具有第一部分60a和第二部分60b。第一部分60a在第二腔2中被附接到阀构件5。第二部分60b至少部分地位于第三腔71中。优选地，活塞60的第一部分60a比活塞60的第二部分60b更宽。优选地，活塞60在第五连通装置29中滑动，该第五连通装置处于第二腔2与第三腔71之间。优选地，活塞60是浸入式的。

在本发明的实施例中，活塞60的第一部分60a围绕纵向孔46的第二开口被附接到阀构件5并且在该第一部分中形成通道61，该通道使得第二腔2与纵向孔46进行流体连通。这使得由活塞上的压力产生的力能够与阀构件5的左-右移动对正，并且使得在第二腔2中存在的压力也能够在纵向孔46中存在。

活塞60的第二部分60b具有一表面部分，该表面部分至少部分地与活塞60的滑动方向垂直。该表面部分位于第三腔中并且面向与第二腔的方向相反的方向。换言之，该表面部分被布置成使得活塞60能够被在第三腔71中存在的压力推向第二腔2。

在本发明的实施例中，流体阀50进一步包括第四腔72，优选地，该第四腔位于阀体20中的孔中。第四腔72通过管道47被流体连接到第一腔1，导柱41的一部分能够在该管道中滑动。优选地，第四腔72通过第四连通装置28被流体连接成处于第四压力，例如处于外部低压bp。优选地，第四连通装置28使得第四压力能够在第四腔72中存在。

在本发明的实施例中，流体阀50包括弹簧9，该弹簧将导柱41连接到相对于阀构件5位于与导柱41相对的壁。例如，弹簧9可将导柱41连接到第四腔71的壁。例如，弹簧9可将导柱41连接到阀体20中的孔的壁。

根据实施例，流体阀50可以下述方式运行。

在第一腔1中，当电致动器使导柱41向左侧移动时，存在有低压bp的纵向管道46的第一开口被进一步地堵塞。因此，由于第一连通装置21，第一腔1中的压力增大。这种压力增大使得将阀构件5向左侧推动的力增大。

相反地，在第一腔1中，当电致动器使导柱41向右侧移动时，存在有低压bp的纵向管道46的第一开口被较小程度地堵塞。因此，第一腔1中的压力减小。这种压力减小使得将阀构件5向左侧推动的力减小。

在第二腔2中，将阀构件5向右侧推动的力源自于(i)由于在第三腔71中存在的高压hp而产生并且作用在活塞60的第二部分60b上的力，以及源自于(ii)由于在第二腔2中存在的低压bp而产生并且作用在活塞60的第一部分60a上和阀构件5上的力。

因此，阀构件5的位置由第一腔1中向左侧作用的力与第二腔2中向右侧作用的力之间的平衡来决定。

将第一连通装置21和第三连通装置27连接成处于同一外部压力是尤其有利的，因为如果该外部压力改变，则第一腔1中的压力和第三腔71中的压力以同一程度改变。因此，向左的和向右的力也以同一程度增大，并且外部压力的这种增大对阀构件5的位置仅具有轻微的影响。

图2a示出了根据导柱41的第一实施例的导柱41。图2b示出了根据导柱41的第二实施例的导柱41。图2c示出了根据导柱41的第三实施例的导柱41。可在根据本发明的实施例的流体阀50中实施导柱41的这三个实施例。可在不同的流体阀50中，例如在机械反馈流体阀、液压反馈阀或任何其它类型的流体阀中实施导柱41的这三个实施例。例如，在这里描述的导柱41的三个实施例与在标题为“流体阀”的ep16179250中描述的流体阀是相容的。

根据在图2a中示出的导柱41的第一实施例，导柱41包括第一部分41a和第二部分41b，该第一部分至少部分地位于第一腔1中，该第二部分部分地位于第一腔1中、部分地位于管道47中以及部分地位于第四腔72中。优选地，第一部分41a比第二部分41b更窄。因此，导柱41在第一腔1中包括表面45，该表面被定向成朝向阀构件5。在第一腔1中存在的压力沿远离阀构件5的方向推压在所述表面45上，使得抵抗纵向管道46的第一开口的关闭。换言之，根据导柱41的第一实施例的导柱41被布置成使得在第一腔1中的流体使该导柱承受方向朝向第四腔72，即沿远离阀构件5的方向的力。优选地，第一部分41a能够至少部分地堵塞纵向孔46的第一开口。

因此，如果导柱41向左侧移动以使得进一步地关闭纵向管道46的第一开口，则第一腔1中的压力增大并且作用在导柱41的表面45上的向右的力也增大。结果是，导柱41的移动引起了第一腔1中的压力的变化，这在导柱41上产生了沿与所述移动的方向相反的方向的力。因此，包括根据导柱41的第一实施例的导柱41的流体阀是尤其稳定的。

根据在图2b中示出的导柱41的第二实施例，导柱41包括第一部分41a和第二部分41b，该第一部分至少部分地位于第一腔1中，该第二部分部分地位于第一腔1中、部分地位于管道47中以及部分地位于第四腔72中。优选地，第一部分41a比第二部分41b更宽。因此，导柱41在第一腔1中包括表面45，该表面被定向成远离阀构件5。在第一腔1中存在的压力朝向阀构件5推压在所述表面45上，使得促进纵向管道46的第一开口的关闭。换言之，根据导柱41的第二实施例的导柱41被布置成使得在第一腔1中的流体使该导柱承受方向朝向阀构件5的力。优选地，第一部分41a能够至少部分地堵塞纵向孔46的第一开口。

因此，如果导柱41向左侧移动以使得进一步地关闭纵向管道46的第一开口，则第一腔1中的压力增大并且作用在导柱41的表面45上的向左的力也增大。结果是，导柱41的移动引起了第一腔1中的压力的变化，这在导柱41上产生了沿所述移动的方向的力。因此，包括根据导柱41的第二实施例的导柱41的流体阀是尤其活跃(reactive)的并且可以被称为是“不稳定的”。

根据在图2c中示出的导柱41的第三实施例，导柱41不包括具有不同的直径并且在第一腔1中相互结合的多个部分。因此，在第一腔1中存在的压力在导柱41的移动方面所具有的影响不大。换言之，根据导柱41的第三实施例的导柱41被布置成使得在第一腔1中的流体不使该导柱承受方向朝向阀构件5或远离阀构件5的力。

因此，如果导柱41向左侧移动以使得进一步地关闭纵向管道46的第一开口，则第一腔1中的压力增大，但作用在导柱41上的向左或向右的推动力不显著地变化。因此，包括根据导柱41的第三实施例的导柱41的流体阀是尤其平衡的。

所示出的导柱41的三个实施例仅仅是示例，并且本领域技术人员应理解的是，导柱41的形状和在流体阀50中对该导柱进行的布置可以不同，以产生所需的稳定效果(导柱41的第一实施例)、不稳定效果(导柱41的第二实施例)或平衡效果(导柱41的第三实施例)。

图3为根据本发明的可能的实施例的流体阀50的剖视图。根据该实施例，流体阀50包括根据导柱41的第二实施例的导柱41。

图4为机械反馈流体阀100的剖视图。示出的机械反馈流体阀100包括根据导柱41的第二实施例的导柱41。

换言之，本发明涉及一种流体阀50，该流体阀包括阀构件5和致动器40，该阀构件位于第一腔1与第二腔2之间，该致动器包括导柱41。阀构件5由于在第一腔1中存在的压力与在第二腔2中存在的压力之间的平衡而移动。阀构件5包括纵向孔46，该纵向孔可被导柱41堵塞，以使得改变在第一腔1中存在的压力和作用在阀构件5上的向左的力。阀构件5被附接到活塞60，该活塞的一个端部位于第三腔71中。作用在阀构件5上的力由在各个腔中存在的压力来决定。

已参照具体的实施例对本发明进行了描述，该实施例完全为说明性的并且不能被认为具有限制性的效果。以一般的方式，本发明不限于上文所示出的和/或所描述的示例。使用动词“包括”、“包含”或“具有”或者任何其它的包含其结合的形式的变型决不可排除除了所提及的那些元件之外的元件的存在。使用不定冠词“一”或“一个”或者定冠词“这”以引入元件而不排除多个这些元件的存在。权利要求中的附图标记不限制该权利要求的范围。