利用供给压力偏置滑阀的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明大体上涉及滑阀，并且更具体地涉及利用供给压力偏置滑阀的方法和装 置。
【背景技术】
[0002] 滑阀为许多液压和/或气动的机械和系统中的常用元件。滑阀被用来基于滑阀内 阀芯的位置控制和/或引导流体沿着滑阀的一个或多个输入端口到一个或多个输出端口 之间的不同路径的流动。
【发明内容】
[0003] 公开了使用供给压力来偏置滑阀的方法和装置。一种示例性装置包括滑阀的壳 体，该壳体包括第一端部口从而以供给压力接收流体。该示例性装置还包括壳体内的阀芯。 阀芯的位置经由作用在阀芯上的输入力选择性地控制，该阀芯的位置限定了从壳体的第一 端部口到第二端口经过滑阀的流体的流动路径。偏置力反向于输入力偏置阀芯，该偏置力 由施加到阀芯的端部的供给压力产生。
[0004] 另一种公开的示例性装置包括滑阀内的阀芯用于随着阀芯经由输入力而移动从 而以供给压力控制经过滑阀的流体的流量。该滑阀限定了与阀芯的端部邻近的腔体。偏置 力反向于输入力偏置阀芯，该偏置力由腔体内的流体的偏置压力产生。该偏置压力是基于 供给压力的。
[0005] 另一种公开的示例性装置包括滑阀内的阀芯，该阀芯经由输入力在滑阀内是选择 性地可移动的从而在该滑阀内的端口之间控制供给流体的流量，该供给流体具有供给压 力。该示例性装置进一步包括用于产生偏置力以反向于输入力偏置阀芯的装置，该偏置力 相应于施加到阀芯的端部的偏置压力。该偏置压力是基于供给流体的供给压力的。
【附图说明】
[0006] 图1-3为根据此处公开的教导构造的示例性滑阀其阀芯处于不同位置处的剖开 透视图。
[0007] 图4为图1-3的示例性滑阀的截面图。
[0008] 图5为图1-4的示例性滑阀的部分剖开的分解图。
[0009] 图6为根据此处公开的教导构造的另一示例性滑阀的截面图。
[0010] 图7为图6的示例性滑阀的部分剖开的分解图。
[0011] 图8为根据此处公开的教导构造的另一示例性滑阀的剖视图。
[0012] 图9为根据此处公开的教导构造的另一示例性滑阀的截面图。
[0013] 图10为包括图1-5的示例性滑阀的示例性数字阀控制器的示意图。
【具体实施方式】
[0014] 许多熟知的滑阀由在一个方向推动阀内的阀芯并被用于将阀芯偏置在相反方向 上的偏置力反作用的输入力控制。在这种熟知的滑阀中，偏置力大体上是固定的以使得通 过改变与偏置力相关的输入力可以精确地控制滑阀内的阀芯的位置。在许多熟知的滑阀 中，输入力由施加到阀芯的端部的输入压力产生，在滑阀的端部处，输入压力相应于一定比 例的被引导通过滑阀的流体的供给压力。这种滑阀被用在许多不同的与大范围的供给压力 关联的应用中。因此，这种滑阀的相应的输入压力的范围也在不同的应用之间范围较大地 变化。
[0015] 为了使滑阀合理地运行，该滑阀相对于输入力采用了合适强度的固定偏置力以保 持滑阀的操作范围集中在输入力的操作范围之内。因此，需要用来在任何特定的应用中操 作滑阀的偏置力取决于在应用中使用的供给压力。
[0016] 遗憾地，许多熟知的滑阀具有被设计用于特定的供给压力和/或窄范围的供给压 力的固定偏置力。相应地，为了满足滑阀被用在与大范围压力关联的不同应用中的需求，制 造商面对生产成本和维护被评估用于大范围的期望供给压力的多种滑阀的库存。尽管这些 选项的可用性允许终端使用者为他们希望的应用获取合适的滑阀，但是，对于终端使用者 而言，为了他们希望的应用和/或当他们在新的和不同的应用中使用滑阀时，确认和获得 合理的滑阀是存在成本和复杂性的。
[0017] 为了克服这些缺点，此处公开的示例包括用于基于与供给压力相应的偏置压力产 生阀芯偏置力的装置。以这种方式，随着供给压力基于滑阀在其内实施的特定应用而变化， 偏置压力（以及关联的偏置力）成比例地变化。以这种方式，因为根据此处公开的教导而 构造的单一滑阀可以被使用在与大范围的供给压力关联的多种应用中，所以制造商不需供 给如此多不同的滑阀。而且，此处公开的示例性滑阀节约了终端使用者在获取多种滑阀上 的成本并且降低了在为特定应用选择被合理评估的滑阀时的复杂性和错误风险。
[0018] 为了达到力在阀芯上的合理平衡从而,对于给定的供给压力，输入力沿着输入力 的操作范围的增加或减少，引起阀芯沿着阀芯的行程跨度被期望的移动，则在给定的供给 压力，偏置力需要落入输入力的操作范围内。也就是说，尽管输入力可以在与最小的输入压 力（例如，大气压力）关联的最小力和与最大的输入压力（例如，完全供给压力）关联的最 大力之间变化，但是由偏置压力产生的偏置力必须落入最小和最大力之间。
[0019] 当两个力均是基于供给压力的，确立比偏置力更大的最大输入力可以以不同的方 式实现。在一些例子中，偏置力通过相对输入压力施加于其上的面积减少偏置压力施加于 其上的面积来控制。例如，在一些公开的例子中，偏置压力施加到隔膜、活塞或限定了面积 比阀芯的端部面积更小且输入压力直接施加于其上的波纹管的任一个上。在此处公开的其 他例子中，偏置力通过减小与供给压力相关的偏置压力来控制。例如，在一些公开的例子 中，供给压力传递通过第一流量限制器并且部分地向外引导通过通到更低压力（例如，大 气压力）的第二流量限制器。在这种例子中，第一和第二流量限制器被连续放置以在流量 限制器之间限定相应于偏置压力的中间压力。
[0020] 图1-3为根据此处公开的教导构造的示例性滑阀100的剖开的透视图。如同其他 的滑阀，该示例性滑阀100包括阀芯102,该阀芯是沿着壳体106的沟槽104选择性地可移 动或可滑动的。在示出的例子中，该阀芯102在图1中相应于最小行程位置的第一位置、在 图2中相应于零位置的第二位置以及在图3中相应于最大行程位置的第三位置被示出。在 一些例子中，基于相对于与第一端部107相对的第二端部108处被施加的同输入力反向的 偏置力而施加到阀芯102的第一端部107的输入力，阀芯102在最小行程位置和最大行程 位置之间调节（throttled)。输入力相比于偏置力的强度决定了该阀芯102是否移动以及 沿着其行程跨度的哪个方向。
[0021] 靠近阀芯102的端部107U08的每一个和中点的部分为直径比阀芯102的其他部 分更大的部分（这里称为凸面（lands)109)，其以一定的尺寸制造以实质上密封地接合设 置在沟槽104内的套筒110 (例如，通过密封环和/或通过密封度公差）。在阀芯102的凸 面109之间存在具有更小直径的部分以限定沟槽或凹槽112,该沟槽或凹槽为流体提供了 在套筒110内侧的凸面109之间行进的路径。进一步地，如示出的例子所示，套筒110具有 多个与示例性的滑阀100的壳体106中的多个端口 114、116、118、120、122对准的开口 113， 以使得沟槽1〇4(例如，在阀芯102的凹槽112内）与示例性滑阀100的外侧流体连通。进 一步地，以这种方式，基于阀芯102的位置，一个或多个端口 114、116、118、120、122可以流 体连通以限定流体路径从而行经端口 114、116、118、120、122的一个、通过阀芯102的凹槽， 并从端口 114、116、118、120、122的另一个出来。
[0022] 例如，当阀芯102如图1所示处于最小行程位置时，凹槽112和凸面109的位置在 端口 114U16之间限定了第一流体路径（由箭头124表示）并在端口 118U20之间限定了 第二流体路径（由箭头126表示）。当阀芯102如图3所示处于最大行程位置时，凹槽112 和凸面109的位置在端口 116U18之间限定了第三流体路径（由箭头128表示）并在端口 120U22之间限定了第四流体路径（由箭头130表示）。当阀芯102如图2所示处于零位 置时，凸面109覆盖或阻塞了与中间端口 118以及两个外侧端口 114U22相对应的套筒110 的开口 113,以使得没有端口 114、116、118、120、122流体连通。
[0023] 图