专利名称：伺服阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于打开和关闭流体入口与流体出口之间的通道的伺服阀。具体地，本发明涉及一种包括具有阀入口和阀出口的阀体以及安装用于在所述阀体中在打开位置与关闭位置之间往复运动的主活塞的阀，所述打开位置允许流体从所述阀入口流动通过所述阀体至所述阀出口，所述关闭位置阻挡所述阀入口与所述阀出口之间的流体流，所述主活塞形成提供伺服室与所述阀出口之间的流体连通的先导喷嘴。阀还包括伺服活塞，所述伺服活塞可相对于先导喷嘴在打开位置与关闭位置之间移动，所述打开位置允许流体流动通过所述先导喷嘴，所述关闭位置阻挡流体流动通过先导喷嘴；电磁铁，所述电磁铁包括电枢和形成电磁体的一部分的电枢顶部，所述电枢可响应来自所述电磁体的磁场在通道中移动并连接到所述伺服活塞以与所述伺服活塞一起移动。阀还包括通路，所述通路提供伺服室与所述阀入口之间的连续流体连通，并具有比伺服室与所述阀出口之间的先导喷嘴提供的流动阻力更大的流动阻力。
背景技术：
通常，存在用于压力系统的伺服阀，其中活塞在入口或出口与伺服室之间的压力差的影响下可在关闭位置与打开位置之间移动。由于压力差的使用，这种阀可例如经由电磁铁通过具有低功率消耗和低重量的相对简单的致动器来操作。例如，所述致动器可以使伺服活塞移动，从而打开或关闭入口或出口与伺服室之间的流体通道。DE 1077496公开了这种阀。高压力差可能需要同等动力的电磁铁和强的力，从而作用于系统可能需要频繁更换受到警告的阀部件。在一些阀中，可能出现内部堵塞，并且可能变得需要定期清洁。US 6，021，997说明了具有电枢的比例动力控制阀，其中压力通过电枢中的中心孔在电枢的顶部是均衡的。在这种情况下，主活塞不是通过电枢升起，而是仅通过主活塞上的压力差升起。DE 2909768C2说明了一种在电枢上压力平衡的电磁阀，并且活塞仅通过压力差升起。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于高压力差系统的电磁伺服阀，并且提供一种可以通过简单致动装置来操作的阀，以减小作用在阀中的力，减少阀部件的磨损，从而潜在地增加阀的预期寿命并简化阀的制造和清洁。因此，本发明提供一种其中伺服室设置在电枢内的阀。通过将伺服室设置在电枢内，可以将伺服室与入口中可能存在的压力隔离，并且阀可以通过相当低的力达到平衡，使得可以使用相当小的电磁铁来操作阀。包括阀入口和阀出口的阀体可以大致与本身公知的伺服阀的阀体相对应。所述主
4体可以由一个部件制造而成。 主活塞可以仅由电枢保持，并且阀体中的往复运动可以通过包括主活塞的电枢在阀体中的上下运动而获得，和/或可以通过主活塞在电枢中的伺服室内的往复运动而获得。 伺服活塞可以固定到电枢，或者可以与电枢形成为一个部件，使得所述伺服活塞跟随电枢运动。由于主活塞和伺服活塞连接到电枢，因此单独部件的数量减小，并且所述阀变得容易组装和拆开，例如用于维护。提供伺服室与阀入口之间的连续流体连通的通路可以包括提供不同流动阻力的至少两个流动部分。在一个实施例中，电枢包括形成通路的一部分的中心孔，使得入口压力或压强部分通过该孔影响伺服室中的压力或压强。电枢的背离主活塞的端部在下文中将称为电枢的“顶端”，而面向主活塞的端部被称为电枢的“下端”。通路可以例如从入口朝向顶端延伸，并且通路可以从端部改变方向并延伸通过电枢中的中心孔至伺服室。电枢的顶部可以形成嘴部(tap)，所述嘴部具有小于电枢的其余部分的横截面的横截面。嘴部可以例如形成绕着至通过电枢的中心孔中的开口沿圆周方向延伸的壁。嘴部可以容纳在顶部电枢中的空腔中，例如容纳在钻孔中，所述顶部电枢形成管子的终端，其中电枢在所述管子中移动。通路中的流动阻力可以通过空腔的表面与嘴部的外表面之间的凹节的尺寸来进行控制。在一个实施例中，嘴部与空腔之间的流动阻力大于通过通路的其余部分的流动阻力。伺服室可以位于电枢的下端中，例如直接与主活塞相邻。在一个实施例中，伺服室以空腔形成在电枢的下端中，并且主活塞形成伺服室的壁，从而至少部分地封闭空腔。主活塞可以例如可在空腔中往复移动，使得伺服室的容积依赖于主活塞在空腔中的位置。为了防止主活塞被从空腔移走，空腔在电枢的下端处可以以凸缘或类似结构终止，从而使到空腔中的开口的横截面小于空腔的横截面并小于主活塞的横截面，由此使主活塞可以在空腔中往复移动而不会离开空腔。所述阀还可以包括布置成提供在远离电枢顶部的方向上作用在电枢和伺服活塞上的弹簧力的弹簧结构。在第二方面中，本发明提供一种用于控制伺服阀中的流体流的电枢，所述电枢包括主体，所述主体形成与主体的顶端中的顶部开口和主体的下端中的下部开口流体连通的内部空间；固定到主体的伺服活塞；和主活塞，所述主活塞布置在所述空间中，并且形成提供顶部开口与下部开口之间的流体连通的先导喷嘴，其中，主活塞可在所述空间中在关闭位置与打开位置之间移动，在所述关闭位置， 伺服活塞堵塞穿过先导喷嘴的通道，在所述打开位置有助于穿过先导喷嘴的流体流。主活塞可以例如通过在下部开口处具有防止主活塞从内部空间中出来的凸缘而无法从内部空间移去。伺服活塞可以例如以粘合方式连接到主体，或者主体和伺服活塞可以形成为一个部件。在第三方面中，本发明提供一种操作伺服阀的方法，该伺服阀具有主活塞，所述主活塞控制入口与出口之间的流动；以及伺服活塞，伺服活塞能够通过电枢移动并且控制出口与伺服室之间的流动。根据所述方法，伺服活塞设置在电枢中的空腔中，主活塞可移动地布置在空腔中，使得所述主活塞至少部分地封闭空腔，并且形成可移动壁部由主活塞构成的伺服室。
本发明的实施例将在下文中参照附图以进一步的细节来说明，其中图1显示根据本发明的处于关闭状态的阀；图2显示处于关闭状态且先导喷嘴打开的阀；和图3显示处于打开状态的阀。
具体实施例方式阀1包括具有阀入口 3和阀出口 4的阀体2。主活塞5被布置成使得该主活塞可以在所述阀体中以往复运动移动。主活塞5形成先导喷嘴6，所述先导喷嘴提供伺服室7与阀出口 4之间的流体连通。所述阀还包括电磁铁，所述电磁铁包括电枢顶部8，电枢顶部8 形成包括电枢顶部8的电磁体的部分，所述电枢顶部为磁性传导材料的并被布置成在线圈 10内形成管子9的封闭盖。电枢11可在管子9内部的通道12中移动。电枢11与伺服活塞13形成为一个部件，所述伺服活塞可在允许流动通过先导喷嘴6的打开位置与所述伺服活塞堵塞穿过先导喷嘴6的通道的关闭位置之间移动。由于伺服活塞13与电枢11形成为一个部件，因此当磁体被启动时，所述伺服活塞在来自电磁体的磁场的作用下与电枢11 一起向上移动，而当电磁体被断开时，所述伺服活塞在来自弹簧14的弹簧力的作用下与电枢 11 一起向下移动。伺服室7位于电枢11的内部，并且电枢11包括形成提供伺服室与阀入口 3之间的连续流体连通的通路的部分的孔15。通路进一步由电枢11的外表面与管子9的内表面之间的空间限定。通路的至少一部分的横截面小于先导喷嘴6的横截面，因此通路提供比由伺服室7与阀出口 4之间的先导喷嘴6提供的流动阻力更大的流体阻力。在图1中，说明了阀，主活塞5位于关闭位置，从而阻挡阀入口 3与阀出口 4之间的流体流。伺服活塞13也位于能够防止流体流穿过先导喷嘴6的关闭位置。主活塞5可在伺服室7内移动。凸缘16防止主活塞5移动出伺服室7，主活塞5 由此固定到电枢11。电枢11包括形成电枢11的顶部的环形嘴部17。环形嘴部17配合到电枢顶部8 中的空腔18中。由于空腔18的内表面与嘴部17的外表面之间的小距离，嘴部17形成使从入口到伺服室7中的压力或压强的前进减慢的障碍物。在图2中，显示了处于其中电磁铁被接通并由此使电枢11升起从而使伺服活塞13 移动到打开位置的状态下。在该状态下，先导喷嘴6提供出口 4与伺服室7之间的流体连通。由于出口 4与伺服室7之间的流体连通特别是由于环形嘴部17与空腔18之间的窄通道而提供比入口 3与伺服室之间的通路所提供的流动阻力小的流动阻力，因此伺服室的压力或压强与入口 3处的压力或压强相比减小。由于入口 3处的压力或压强与伺服室7中的压力或压强之间的压力或压强差，主活塞5从阀座升起，参见图3，并且入口 3现在与出口 4流动连通。对于关闭阀，电磁铁被切断，弹簧14使电枢11移动，从而还使伺服活塞13和主活塞5向下移动。
权利要求
1.一种伺服阀，包括阀体，所述阀体具有阀入口和阀出口 ；主活塞，所述主活塞安装用于在所述阀体中在打开位置与关闭位置之间进行往复运动，所述打开位置允许流体从所述阀入口流动通过所述阀体至所述阀出口，所述关闭位置阻挡所述阀入口与所述阀出口之间的流体流，所述主活塞形成提供伺服室与所述阀出口之间的流体连通的先导喷嘴；伺服活塞，所述伺服活塞能够在打开位置与关闭位置之间相对于所述先导喷嘴移动， 所述打开位置允许流体流动通过所述先导喷嘴，所述关闭位置阻挡流体流动通过所述先导喷嘴；电磁铁，所述电磁铁包括电枢和形成电磁体的一部分的电枢顶部，所述电枢能够响应来自所述电磁体的磁场在通道中移动并连接到所述伺服活塞以与所述伺服活塞一起移动； 和通路，所述通路提供所述伺服室与所述阀入口之间的连续流体连通，并具有比在伺服室与所述阀出口之间的先导喷嘴所提供的流阻更大的流阻；其中，所述伺服室设置在所述电枢内。
2.根据权利要求1所述的阀，其中，所述电枢包括形成所述通路的一部分的中心孔。
3.根据权利要求1或2所述的阀，其中，所述电枢包括配合到所述电枢顶部中的空腔中的顶部。
4.根据权利要求3所述的阀，其中，所述顶部形成使压力或压强从所述入口到所述伺服室的前进减慢的障碍物。
5.根据权利要求4所述的阀，其中，所述主活塞以能够移动的方式固定在所述电枢内。
6.根据前述权利要求中任一项所述的阀，还包括弹簧结构，所述弹簧结构被布置成提供在远离所述电枢顶部的方向上作用在所述电枢和所述伺服活塞上的弹簧力。
7.一种用于控制伺服阀中的流体流的电枢，所述电枢包括形成内部空间的主体，所述内部空间与所述主体的顶端中的顶部开口和所述主体的下端中的下部开口流体连通；固定到所述主体的伺服活塞；和主活塞，所述主活塞布置在所述空间中，并且形成提供所述顶部开口与所述下部开口之间的流体连通的先导喷嘴，其中，所述主活塞能够在所述空间中在关闭位置与打开位置之间移动，在所述关闭位置处，所述伺服活塞堵塞穿过所述先导喷嘴的通道，在所述打开位置处有助于穿过所述先导喷嘴的流体流。
8.根据权利要求7所述的电枢，其中，所述主活塞不能从所述内部空间移去。
9.根据权利要求7或8所述的电枢，其中，所述伺服活塞与所述主体形成一个部件。
10.一种操作伺服阀的方法，该伺服阀具有主活塞，所述主活塞控制入口与出口之间的流动；以及伺服活塞，所述伺服活塞能够通过电枢移动并且控制所述出口与伺服室之间的流动，所述方法包括以下步骤将所述伺服活塞设置在所述电枢中的空腔中；和将所述主活塞以能够移动的方式布置在所述空腔中，从而在所述电枢中形成伺服室。
全文摘要
本发明公开了一种具有主活塞(5)和伺服活塞(13)的伺服阀。伺服活塞控制伺服室中的压力，从而根据阀的两个室之间的压力差控制主活塞的移动。为了即使在高压系统中也能够通过相对小的压力促使阀打开，根据本发明的伺服室(7)设置在电枢(11)内。
文档编号F16K31/40GK102301169SQ201080005804
公开日2011年12月28日 申请日期2010年1月26日 优先权日2009年1月30日
发明者奥勒·霍尔斯特·克丽斯坦森, 白扎德·帕拉斯踏 申请人:丹佛斯公司