利用供给压力偏置滑阀的方法和装置的制造方法_3

文档序号:8316158阅读:来源:国知局
802会相应地在阀 芯102的移动方向上伸展或缩回。在一些示例中,该波纹管802还用作失效保护从而如果 失去(例如,被大幅减小或为零)供给压力则朝着希望的失效位置推动阀芯102。
[0031] 图4和图5分别为图1的不例性滑阀100的截面图和分解图。如不出的不例所不, 阀芯102布置在套筒110内。活塞134被垫片136环绕并且将阀芯102可操作地耦接到隔 膜132上,其中隔膜保持在隔膜壳体140内。弹簧套筒142被附接到隔膜壳体140上从而 为偏直弹黃138固定弹黃座144。供给侧端帽146压缩弹黃套筒142内的弹黃以供应预定 量的力到阀芯102上从而如果在供给压力中存在失效时则将阀芯偏置到失效保护位置。在 一些示例中,滑阀100经由位于供给侧端帽146和弹簧套筒142之间的0型圈148被密封。 进一步地,如图4和图5的示出的示例所示,在示例性滑阀100的相对端,阀芯102的端部 被另外的垫片150环绕且被输入侧端帽152封闭。
[0032] 在一些示例中,此处描述的滑阀利用已存在的滑阀元件并结合根据此处公开的教 导构造的新元件而制造。以这种方式,已存在的滑阀可以被修改以执行此处公开的教导。例 如,图1-5的示例性滑阀100可以通过使用由诺维、密歇根的纽曼蒂克(Numatic)公司制造 的型号为NUMA丁ICS? 2035阀的一些元件并且替换一些其他元件而被构造。特别地, 示出的示例中的示例性滑阀100与已经被修改的NUMATICS? 2035阀相对应,这些修 改在于:原来的弹簧座、控制弹簧和端帽已经由活塞134、垫片136、隔膜132、隔膜壳体140、 弹簧座 144、偏置弹簧138、弹簧套筒142和供给侧端帽146替换。
[0033] 图6和图7分别为根据此处公开的教导而构造的另一示例性滑阀600的截 面图和分解图。该示例性滑阀600可以由纽曼蒂克(Numatics)公司制造的型号为 NUMATICS? PA 15阀的元件以与上述的图1-图5的示例性滑阀100有关的相似方 式而被构造。具体地,示例性滑阀600包括沿着布置在壳体606内的套筒604可移动的阀 芯602,所有这些与NUMATICS? PA 15阀的初始元件是对应的。然而,示例性滑阀600 设有根据此处公开的教导而构造的新元件,其包括活塞608、垫片610、隔膜壳体612、隔膜 614、弹簧套筒616、弹簧座618、偏置弹簧620和供给侧端帽622。在一些不例中,输入压力, 其可以与供给压力成比例的,被供给到阀芯602的第一端部624上以在阀芯602上产生输 入力。进一步地,在一些示例中,偏置压力被施加到隔膜614上以经由阀芯602的与第一端 部624相对的第二端部626处的活塞608在阀芯602上产生偏置力。在一些示例中,该供 给压力用作偏置压力。在这种示例中,隔膜614的面积基于输入力的操作范围被设计以使 阀芯602在套筒604内的移动能够基于所产生的输入和偏置力的差异且不管供给压力的量 如何而控制。以这种方式,供给压力用作如上所述的输入压力和偏置压力两者的基础。
[0034] 图9为根据此处公开的教导而构造的另一示例性滑阀900的截面图。该示例性滑 阀900可以由NUMATICS? PA 15阀的元件以与上述的图6和图7的示例性滑阀600有 关的方式相似地被构造。因而,示例性滑阀900包括阀芯602、套筒604和壳体606。然而, 与图6和图7的示例性滑阀600不同,图9的示例性滑阀900包括直接耦接到阀芯602的弹 簧座902。在一些示例中,弹簧座902为随同NUMATICS? PA 15阀制造的初始弹簧座, 该示例性滑阀900是基于NUMATICS? PA 15阀的。在示出的示例中,NUMATICS? PA 15阀的初始元件结合有根据此处公开的教导而构造的新元件。具体地,示例性滑阀900 包括弹簧套筒904,其限定了由端帽908封闭的腔体906。在示出的示例中,该腔体906容 纳偏置弹簧910以与如上的针对图1-图5的示例性滑阀100的偏置弹簧138所述的方式 相同的方式作用在弹簧座902上。
[0035] 如图9的示出的示例所示,弹簧套筒904包括与腔体906顺序流体耦接的第一流 量限制器912和第二流量限制器914。在一些示例中,第一流量限制器912耦接到提供给 滑阀900的供给压力以使得供给压力与腔体906流体连通。进一步地,在这种示例中,第二 流量限制器914暴露在比供给压力更低的第二压力以使得腔体906与第二压力流体连通。 在一些示例中,当流体为加压空气时,第二流量限制器从腔体906通向滑阀900外侧的空气 (即,第二压力为大气压力)。以这种方式,随着供给流体(例如,空气)充满腔体906,腔 体906内的一些压力排到大气,这导致在腔体906内产生中间压力,该中间压力被直接施加 到阀芯602的第二端部626 (即,偏置压力)上从而相对于施加到阀芯602的第一端部624 上的输入压力而偏置阀芯602。在这种示例中,与图1-图8的示例性滑阀100、600、800不 同,在图9的示例性滑阀900中偏置压力被施加于上的面积并未被限定得比输入压力被施 加于上的面积更小从而使所产生的与最大输入力相关的偏置力更低。当然,示例性滑阀900 被配置以使得中间的或偏置压力处于大气压力和供给压力之间。也就是说,在图9的示出 的示例中,完全供给压力被施加到阀芯602上但中间压力(例如,偏置压力)被施加作为经 由第二流量限制器914持续的溢出到大气的压力的结果。在一些示例中,精确尺寸的第一 和第二流量限制器912、914是基于输入压力的操作范围之上的以使得产生的输入力和偏 置力(基于中间压力)使阀芯602能够沿着其行程跨度而控制。相应地,在一些示例中,中 间压力会随着供给压力的任何增加或减小而成比例地增加或减小,所述供给压力的任何增 加或减小引起了偏置力的相应增加或减小从而以与如上所述的图1-8的示例性滑阀100、 600、800中偏置压力作用在被减少的面积上相类似的方式反作用输入压力。
[0036] 如上所述,在一些示例中,偏置弹簧910用作失效保护从而如果失去(例如,被大 幅减少或为零)供给压力(以及相应的输入压力和偏置压力)则将阀芯602偏置到希望的 失效位置。另外或可选择地,在一些示例中,偏置弹簧910也随同来自偏置压力的偏置力用 来部分地偏置阀芯602从而造成对应于阀芯602的位置(例如,基于偏置弹簧910的伸长 和/或压缩)的偏置力的变化。
[0037] 尽管示例性滑阀100、600、800、900已经在上文被详细地叙述,但是此处公开的教 导还适用于其他滑阀。例如,具有更多或更少端口且前述更多或更少端口在端口之间限定 更多、更少和/或不同的流体连通路径的其他滑阀可以根据此处公开的教导被修改从而基 于供给压力偏置相应的阀芯。在一些这种示例中,产生的偏置力可以通过设计被供给压力 施加于上的合适面积(例如,相应于隔膜、活塞或波纹管的面积)来限定。在其他示例中, 相应于一定比例的供给压力的偏置压力施加到阀芯上以达到希望的偏置力。另外或可选择 地,在一些示例中,偏置压力和被压力施加于其上的面积可以根据此处公开的教导而具体 设计以在输入力和产生的因输入压力和偏置压力两者均基于供给压力故而在大范围的潜 在供给压力上所施加的偏置力之间建立合理的关系。进一步地,尽管上面描述的示例性滑 阀100、600、800、900为气动滑阀,但是此处公开的教导还可以适当地适用到液压滑阀。另 外,此处公开的示例性滑阀100、600、800、900以及根据此处公开的教导而构造的其他滑阀 可以在对这种滑阀而言任何合适的应用中实施。例如,如上所述,示例性滑阀100、600、800、 900可以用来控制控制阀的位置,如图10所示且被更全面地叙述的。而且,当输入力并非基 于供给压力(例如,螺线管制动的滑阀、手动制动的滑阀等)时,此处公开的教导还可以被 用来基于供给压力偏置滑阀。
[0038] 图10为示例性的数字阀控制器(DVC) 1000的示意图,其包括图1-图5的示例性 滑阀100。该示例性DVC1000,与其他熟知的DVC-样,包括印刷线路板1002,其被配置以基 于电输入信号(例如,来自过程控制系统的控制室)和来自与控制阀1004关联的位置传感 器1006的
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