专利名称:阻塞补偿控制阀的制作方法
本发明与阀门有关，特别是与控制液压作动器的阀门有关。
液压作动器，例如用于确定被驱动装置位置(如飞行器的舵面)的液压作动器，经常是成对使用的，其中的每一个作动器都能够单独确定被驱动装置的位置。因此，二个作动器中的一个所进行的控制，尽管另一个出了故障还仍然可以维持。
技术熟练的人知道液压作动器，例如往复式活塞作动器，必须能动不工作的多余作动器的被连接的活塞的同时确定被驱动装置的位置。这种不可操作性，例如是由于与不工作的作动器相联系的控制阀的故障造成的。已有技术的习惯作法是给这种控制阀装备用于排空相联的作动器的装置，万一控制阀出了故障，例如控制阀阻塞时，要求工作的作动器在确定被驱动装置的位置移动不工作之作动器的活塞时，克服不工作的作动器加的压力。万一控制阀阻塞，用于排空液压作动器的这种属已有技术的控制阀机构，至今总是包含相当复杂的内部流体通道和孔的构造形式。这种内部通道和孔的构造形式已经证明是困难的，机械加工阀的内部结构既费时又费钱，且要求阀有很大的长度来适应这种构形。在飞行器中对结构的紧凑性要求往往是很高的，所以可能不允许有这样的长度。此外，这样的属于已有技术的内部排油通道和孔成为使阀的结构复杂的原因之一，因此，在某些情况下可能对阀的可靠性带来不利影响。
发明的主要目的是提供一种改进的、克服了已有技术缺陷的阻塞补偿控制阀。
发明的另一个目的是给这种控制阀提供一种简单的、万一控制阀失灵时用于可靠地排空相联的作动器的流体通道和孔的网路。
发明的再一个目的是提供这样一种以结构简化制造经济为特征的控制阀。
按照本发明的一个观点，与液压作动器配套使用的控制阀备有一个万一阀失灵时用于排放作动器的通道网路。为了提高经济性、简化结构并增加可靠性，这种通道位于阀的一个元件的外表面。更准确地说，控制阀包括一个内套筒，套筒内具有用来同壳体内相应的入口和出口通道连通的径向入口和出口通道。控制通过这些通道的液压油的流动是靠滑动地安装在阀套内的简单的滑阀来实现的，该滑阀借助于一对安装在阀的一端内的同轴弹簧同壳体保持正常的对中。滑阀的外表面设有上文指出的排泄通道网路，该通道包括结构简单的环形排油槽，这些槽配置在出口通道相对的侧面上，并被一个相对出口通道偏移一个角度的纵向排油槽贯穿。阀柱和套筒的阻塞影响套筒和滑阀的结合的轴向运动，因此，为了排放相联的作动器的液压油，把环形排油槽(和为此设置的纵向槽)与壳体的径向出口通道沟通。弹簧的同轴布置，和采用环形密封环来隔离外套筒和壳体的外套筒的构形，增加了阀的紧凑性。
图1是本发明的控制阀的侧视图及相联的液压作动器和靠它定位的被驱动装置的示意图。
图2是本发明的控制阀的轴测图，它的一部分被剖开以显示结构的细节。
图3是本发明的控制阀沿图23-3线的剖视图。
实现本发明的最佳模式及其工业应用参阅附图，特别是图1。图中示出了一个往复式液压作动器5，它包括油缸10和一个在油缸中随着相应的液压油对它施加的压力能够作往复直线运动的活塞15。活塞15有一个与其相连的纵向活塞杆20，活塞杆20的一端用一适当的装置，例如连杆机构30与被驱动装置25相连。为了举例说明起见，被驱动装置25可以假设是一飞行器的舵面或类似的东西。油缸10在其相对的二端(活塞15的二侧)通过与本发明的控制阀45相连的管路35和40加压和排油。运行中，当要求装置25依靠活塞15的动作而向右移动时，靠适当的调节阀45让液压油经管路35进入作动器，从而油缸左侧升压，而油缸右侧的油液则通过管路40排油。同样，适当的调节阀45，通过管路40给油缸10的右侧升压，经管路35使油缸10的左侧排油，装置25依靠活塞15的运动，实现了向左移动。
阀45包括壳体50、装在壳体50内的同轴套筒55和60、装在套筒60内的在额定工作条件下能在其中来回滑动的可动滑阀65。
这里所示的壳体50是象普通的具有扩大的内螺纹端部67的圆柱体。壳体内设有一进油口70和一对与管路35和40相连接的出油口80，进油口70允许液压油从适当的能源(未示出)经管路75流入阀内。
外套筒55包括一个具有环形槽85、90和95的普通圆柱形零件，这些环形槽限定了一些每隔一定距离配置的台肩100、105、110和115。环形槽85和90钻有径向孔120和125。以便提供第一出口通道，这些通道同槽85和95一起与外壳部分50中的孔口80轴向对正。槽90上钻有径向孔130，这些孔包括与进油口70对正的第一入口通道。外套筒55在其右端还包括一个径向向外伸出的凸缘135，这个凸缘包括台肩部分140，这个台肩靠在外壳部分50内部的校平的配合表面上。各个台肩100、105、110和115，在其表面上都设有一个安放密封环145和胀圈150(需要时)的环形槽，密封环145使经过台肩径向外表面的漏损减少。
内套筒60安装在外套筒55中，并在径向上钻孔和扩孔，以便提供出口通道160和165与排油通道170和172;钻径向孔提供入口通道175。环形槽180和182置于套筒60的外表面并与出口通道160和165并列。此外，离入口通道160和165只有很小间隔的减径(形成细颈)部分185和190提供了环形排油槽。环形排油槽和减径部分全都被延长至整个套筒长度的纵向延伸排油槽195(图3)贯通。套筒60也设置了一个径向向外伸出的凸缘200，滑动地安装在套筒55的扩孔配合部分。在套筒60的右端装有一对按一定间隔配置的弹簧承座205和210，承座205可以沿着套筒的表面向右方滑动，但是向左方滑动却受凸缘200和外套55的凸缘135径向上接近中心的部分的限制。弹簧承座用销子215或者它类似的紧固件固定在套筒60上。
阀45的右端用端盖220拧入外壳部分55的扩大端，并用装在盖220左端内表面上的环形槽中的密封环225来密封。如图所示，阀45的左端是敞开的，以便排油，外壳50的左端形成排油孔。当然，这一端可以用任一已知的方式，例如用上文阐述过的带螺纹的盖封盖，在这种情况下，可以设一个单独的排油孔。
套筒60用一对同轴弹簧230和235在轴向上保持与套筒对准。外弹簧230插在弹簧承座205和螺纹端盖220的内台肩之间，并给套筒60施加压力，阻止其由于承座205随该套筒运动压缩弹簧而产生的向右运动;内弹簧235安装在承座205和210之间，并给套筒60加压，阻止其由于弹簧承座210随该套筒运动使弹簧压缩而产生的向左运动。
滑阀65包括按一定间距配置的由减径部分250连接起来的圆柱凸肩240和245。如图所示，在零位，套筒中的凸肩封住通道160、165、170和172，且按下文所述，有选择地打开和关闭入口通道175和出口通道160和165之间的流道。
阀45的工作过程如下所述。在图示位置，阀处于零位，切断液压油流入、流出作动器10，借此保持活塞杆20的位置不变，因而，被驱动装置25处于图示位置。如果要求以相应于活塞杆20向右运动的方式来改变被驱动装置25的位置，那么滑阀65就被移向左侧，打开从入口通道175经由凸肩240和245之间的滑阀外表面至出口通道160的流动管路。这样，通过通道120、出口80和管路35进一步给油缸10的左端加压，增加的压力迫使活塞15向右移动。当活塞向右移动时，迫使液压油经管路40和由于滑阀向左移动而未被遮盖的套筒55中的通道125和172流出油缸10。当活塞15到达了所要求的位置时，滑阀再一次被移向图示的位置，从而完全遮盖了通道160、165、170和172。同样，由于滑阀65向右移动，从而通过通道130、175、165和125及管路40给油缸12的右端加压，因此实现了活塞15向左移动，而作动器左端通过管路35、通道120和170排油。
如果套筒60与滑阀65卡住了，例如由于在它们之间落入了外界物质，那么滑阀65的运动最终将克服弹簧230和235位移产生的力量，使套筒60与滑阀一起作轴向运动。滑阀60的轴向运动，将使环形排油槽180、182和减径部分185、190对准外壳部分55的出口通道120和125，从而使作动器同排油口连接。更具体地说，滑阀和套筒60向右移动，将使右边的槽182和通道125以及减径部分185和通道120对准，从而作动器5经管路35和40、出口通道120和125及排油槽将液压油排至轴向排油槽195并流出阀的左端。同样，内套筒和滑阀向左移动，使套筒减径部分190和槽180同出口通道125和120分别对准，以同样的方式排出作动器两端的液压油。
从本说明书可以看出环形排油槽和轴向排油槽的结构，对于滑阀65与套筒60之间被阻塞咬合的任何情况都能保证使作动器有效地排油，而且这种排泄完全是靠表面通道来实现的。因此，不需要与已有技术的控制阀元件有关的复杂的内排泄通道，从而本发明的阀可以很经济地制造出来。套筒60中的扩孔通道和纵向排油槽之间偏转了一个角度，排除了这些液体管路之间的任何干扰。端盖220内的同轴对中弹簧的布置，使得套筒60简单而紧凑地保持与外套筒60对中，而台肩100、105、110和115中的密封环紧凑，使外壳55中的各个槽之间的漏损减至最小。
虽然本文只示出和阐述了本发明的一个具体装置，但不难理解，这样的例图和说明会给那些技术熟练的人提供实施本发明的各种替换方案，我们打算通过附上的权利要求
来概括所有落入本发明的真实精神和范围内的这样的替换方案。
权利要求
1.用于控制液压作动器(5)增压的控制阀，所述的控制阀(45)包括一个用于连接液压流体源的入口(70)，用于同液压作动器(5)的油缸(10)连接的出口(80)、一个排泄所述作动器的排油口，和一个用于有选择地打开和关闭所述入口和出口(70、120、125)之间的流道的可动滑阀(65)，所述的控制阀特征在于一个其中包括第一径向入口和出口通道(120、125、130)的外套筒(55)，一个装在所述外套筒(55)中且通常与其相对固定的内套筒(60)，所述的内套筒(60)包括与所述第一入口和出口通道通常对准相通的第二径向入口和出口通道(160、165、175)，所述的内套筒其表面上还包括接近所述第二出口通道(160、165)的排油槽(180、182、185、190)，和一个与所述排油口相通并与所述排油槽相交的排油槽(195)，所述的滑阀(65)，正常工作时滑动地装在所述套筒(60)的内部用来有选择地遮盖和敞开所述第二径向入口和出口通道(160、165、175)以便实现有选择地给所述液压作动器加压；所述内套筒(60)和所述滑阀(65)由于它们之间的阻塞而一起作轴向运动的连接件，该连接件把所述的排油槽(180、182、185、190)，为此也把所述的排油槽(195)同所述的第一出口通道(120、125)连接起来，靠排泄所述作动器来给该作动器降压。
2.根据权利要求
1的控制阀，其特征在于所述的排油槽(180、182、185、190)相对于所述的内套筒(60)在圆周方向定位，且与所述第二出口通道(160、165)并置在该通道相反的两侧上。
3.根据权利要求
1所述的控制阀，其特征在于壳体(50)包括所述的入口和出口(70、80)和置于所述壳体(50)中的排油孔，所述壳体(50)备有一圆柱孔，其中安装了所述的内套筒(60)、所述的外套筒(55)和所述的滑阀(65)，所述外套筒(55)中的、经所述外套筒(55)的侧面上的环形槽(85、90、95)同所述入口和出口(70、80)相通的所述第一入口和出口通道(120、125、130)，所述的槽限定了它们之间的台肩(105、110)，所述的台肩其外表面装有用于密封所述外套筒(55)中相邻的槽(85、90、95)避免流体在它们之间流通的密封环(145)。
4.根据权利要求
1所述的控制阀，其特征在于所述的内套筒(60)、所述的外套筒(55)和所述的滑阀(65)的邻接端用端盖(67)罩住，所述的端盖(67)装有一对用于保持所述外套筒和内套筒(55、60)正常对中的弹簧，所述的第一弹簧(230)安装在所述内套筒(60)和所述盖(67)之间给所述内套筒(60)加压阻止其沿一个方向作纵向运动，所述的第二弹簧(235)安装在所述内套筒(60)和所述外套筒(55)之间给所述套筒(55)加压阻止其沿相反的方向作纵向运动。
5.根据权利要求
5所述的控制阀，其特征在于所述的弹簧(230、235)包含同轴螺旋弹簧，所述的第一弹簧(230)置于所述端盖(67)的内表面和所述的内套筒(60)上带有的第一承座(205)之间，所述的第一承座(205)在所述的相反的方向上受所述外套筒(55)的限制，所述第二弹簧(235)置于所述第一承座(205)和固定在所述内套筒(60)上的第二承座(210)之间。
专利摘要
一个改进了的阻塞补偿控制阀，包括一个遮盖和敞开通过该阀的流道的滑阀。滑阀滑动地置于内套筒之中，当该套筒同滑阀阻塞咬紧时便随滑阀一起运动，从而将滑阀表面上的排油槽同与所联作动器相通的出口通道连接起来，随着阀的这种阻塞现象的形成，达到作动器排油的目的。
文档编号F15B13/04GK85101815SQ85101815
公开日1987年1月10日 申请日期1985年4月1日
发明者卡尔·斯蒂芬·达戴施 申请人:联合工艺公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan