开/关液压阀制造技术

一种液压阀(1，1’)，包含：具有两个端口的开/关座型主阀，其包含：用于打开和关闭主流道(8，9)的可位移提升阀(10)；具有三个端口的开/关座型导阀，其具有产生磁动势的线圈(3)、磁路(2a，2b，41)和可随着线圈产生的磁动势而移动的锚(4)；以及框架(2a，2b，2c)，其具有用于主阀的提升阀和用于导阀的锚的所需通道和空间；其中关闭导阀的入口通道(5)允许主阀的提升阀位移以打开主阀的主流道，其中打开导阀的入口通道(5)迫使主阀的提升阀关闭主阀的主通道，其中，导阀的锚(4)包含具有第一密封元件(42)与第二密封元件(43)的一框架(41)，该第一密封元件用于封闭导阀的低压出口通道(6)，第二密封元件用于确保封闭导阀的高压入口通道(5)，并且其中，第二密封元件的密封表面相对于导阀的锚的框架是可移动的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】开/关液压阀
本专利技术涉及液压先导操作座型开/关阀。
技术介绍
液压系统中的致动器通常用滑阀型比例阀控制，其中利用一个滑阀，可以控制一个或多个流动路径，即节流边(meteringedge，计量边)。滑阀型比例阀允许与滑阀的位置成比例地控制液压流体的流速。但是，滑阀式比例阀却存在因滑阀周围间隙引起的恒定泄漏等缺点，这降低了比例阀控制系统的能量效率。为了减少这种泄漏，间隙被制造得非常小，这需要高的加工精度并且增加了制造滑阀型阀的成本。小间隙还使得滑阀型阀对液压流体中的污染物敏感，这导致高流体过滤要求。可以利用液压滑阀或座型开/关阀来关闭或打开流动路径。它们通常不能控制致动器的速度，但能够阻断流体流动并因此阻断致动器的运动，或者能够改变流体流动的方向并因此改变致动器运动的方向。通常，液压系统的主控制功能利用比例阀来实现，并且另外在例如安全功能中利用相对少量的开/关阀。在开/关座型阀中，通过将提升阀移动远离孔口来打开主流路，并且当提升阀与孔口的座表面接触时关闭流路。提升阀和座之间的接触使得流动路径能够几乎无泄漏地关闭。座型开/关阀的结构也相对简单，并且不需要如滑阀型比例阀那样的小间隙或精确的机加工。例如，与滑阀型阀相比，较小的间隙使得座型阀对由颗粒污染和液压流体的温度变化引起的堵塞较不敏感。因此，利用座型开/关阀代替比例阀控制液压致动器，可以降低流体过滤要求，提高液压系统的可靠性和能效。在并联的开/关液压阀系统(也称为数字阀系统)中，多个液压开/关阀并联连接，以创建称为数字流量控制单元(DFCU)的流量控制装置。在这种流量控制装置中，通过打开合适的阀子集来产生期望的流速，从而实现与比例滑阀型阀的一个节流边类似的功能。几个数字流量控制单元可以组合以形成开/关阀系统，该开/关阀系统具有例如四个节流边和与通常使用的滑阀型4/3比例阀具有的功能类似的功能。在DFCU中，单个开/关阀可以小于具有与整个DFCU的流动能力相当的流动能力的滑阀类型的阀。开/关阀的小尺寸能够使DFCU具有比相当的滑阀型阀快得多的响应。与通常使用的比例阀中的节流边相反，数字阀系统中的节流边也是可独立控制的。由于并联连接的阀，即使当其中的一个或几个开/关阀有故障时，DFCU也可以以降低的性能操作，这使得DFCU容错。因此，用并联的开/关阀系统代替比例阀来控制液压致动器，可以提高液压系统的可靠性、能量效率以及性能。需要多个液压开/关阀的装置的另一个示例是液压多压力致动器。在液压多压力致动器中，具有不同压力水平的多个压力源中的一些压力源连接到液压致动器以实现期望的输出力。在本申请中，开/关阀系统由多个节流边组成，每个节流边通常仅含一个开/关阀。需要多个液压开/关阀的应用的另一示例是液压多室缸的控制，其中来自单个压力源的压力通过液压开/关阀可控制地分配到缸中的多个室。目前的液压阀系统，包括其中节流边由DFCU形成的阀系统和含多个节流边且每个节流边具有单个开/关阀的阀系统，通常由市售的开/关液压阀形成。这些阀是相对大尺寸的并且具有适度的动力学，使得当与具有对应的流量容量的比例阀相比时，这些阀系统还大得多(庞大)并且更慢。因此，需要一种小尺寸的液压开/关阀，特别是作为包含多个这种阀的较大单元的部件。
技术实现思路
本专利技术提供一种可被设计为包含多个阀的较大单元的部件的先导操作的座型开/关阀。本专利技术的阀可以优选地主要由在这种较大单元的框架部分中制造的形状而形成。这样，单独的阀只需要很少的单独部件，这显著简化了甚至包含数十个阀的较大阀单元的制造，并且允许该单元的非常小的尺寸。本专利技术的液压阀还允许非常快速的响应，这与流动控制单元的单独边缘控制一起允许对液压致动器的非常精确控制。此外，本专利技术提供了一种液压开/关阀，其在断电状态下可以阻塞流动，而与阀上的压差方向无关。本专利技术的液压阀包含：具有两个端口的开/关座型主阀，其包含用于打开和关闭所述主流道的可位移提升阀，具有三个端口的开/关座型导阀，其包含磁动势产生线圈，磁路和锚，所述锚可随着由所述线圈产生的磁动势而移动，以及框架，其具有用于所述主阀的所述提升阀和用于所述导阀的所述锚的所需通道和空间，其中导阀的锚包含一框架，导阀的锚的该框架具有用于封闭导阀的低压出口通道的第一密封元件和用于确保封闭导阀的高压入口通道的第二密封元件，其中第二密封元件的密封表面可相对于导阀的锚的框架移动，其中关闭导阀的入口通道允许主阀的提升阀位移，以用于打开主阀的主流道，并且其中导阀的入口通道的打开迫使主阀的提升阀关闭主阀的主通道。通过导阀的锚的第二密封元件的可移动密封表面，不管密封表面的磨损和液压流体中的杂质等如何，都可以确保高压入口通道的关闭，同时确保当电枢被磁力向上拉动时磁路的无间隙关闭。该第二密封元件的密封表面是当与该导阀的入口通道的孔口的边缘接触时阻断穿过该导阀的入口通道的流动的表面。导阀的锚的密封元件可以形成为锚的框架的一体部分，或者密封构件可以是连接到锚的框架的单独部分。在本专利技术的液压阀的实施方案中，导阀的锚的第二密封元件的密封表面至少部分地从锚的框架向外延伸。在该实施方案中，导阀的锚的框架优选地包含朝向高压入口的表面，第二密封元件的密封表面从该表面向外延伸。例如，导阀的锚的朝向高压入口的表面可以是基本上水平的表面或基本上锥形的表面，第二密封元件的密封表面从该表面向外延伸。在本专利技术的液压阀的实施方案中，第二密封元件的密封表面相对于导阀的锚的框架以弹簧力支撑。该弹力可以通过弹簧来实现，例如通过在将第二密封元件或其密封表面固定到导阀的锚的框架中使用的螺旋弹簧或板簧来实现，或者例如通过第二密封元件或其密封表面的材料的适当弹性来获得。在本专利技术的液压阀的实施方案中，框架至少部分地通过增材制造方法制造，优选地通过层压物体制造或通过选择性激光熔化。在本专利技术液压阀的实施方案中，阀是小型液压阀，具有小尺寸和大流量。“微型”在本文中是可限定的，例如具有以下特征中的一个或两个：当不考虑例如阀系统中的相关主流道的体积时，作为较大阀系统的一部分的单个阀的尺寸，即电磁致动器的体积以及单个先导操作阀的先导阀结构和主阀结构，处于10cm3以下，并且主阀的流量超过1l/min(升/分钟)，且主阀上的压差为5巴。此外，本专利技术的液压阀的压力水平可以高达300巴。在本专利技术液压阀的实施方案中，框架由连接在一起以形成一个框架整体的两个或三个分开的材料层形成。这些分开的材料层允许容易地将这些所需要的空间和通道中的至少一些机加工至这些材料层的连接表面，和/或经由这些材料层的连接表面形成。该实施方案还允许用合适的增材制造方法制造至少一些层。在上述实施方案中，一个框架整体优选地包含用于多个液压阀的所需空间和通道。这允许多个液压阀位于一个单个结构整体内。在本专利技术的液压阀的实施方案中，主阀的提升阀阻断在主流道中在两个流动方向上的流动。在本专利技术的液压阀的实施方案中，用于导阀的高压取自主流道的高压侧，用于导阀的低压取自主流道的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液压阀(1，1’)，包含：/n具有两个端口的开/关座型的主阀，包含用于打开和关闭主流道(8，9)的能位移的提升阀(10)，/n具有三个端口的开/关座型的导阀，包括：/n产生磁动势的线圈(3)，/n磁路(2a，2b，41)，和/n锚(4)，能随着所述线圈产生的磁动势而移动，/n以及框架(2a，2b，2c)，具有用于所述主阀的所述提升阀和用于所述导阀的所述锚的所需通道和空间，/n其中，关闭所述导阀的入口通道(5)允许所述主阀的所述提升阀位移以打开所述主阀的所述主流道，并且其中，打开所述导阀的所述入口通道(5)迫使所述主阀的所述提升阀关闭所述主阀的所述主流道，/n其特征在于，所述导阀的所述锚(4)包含具有第一密封元件(42)和第二密封元件(43)的框架(41)，所述第一密封元件用于封闭所述导阀的低压出口通道(6)，所述第二密封元件用于确保封闭所述导阀的高压入口通道(5)，并且其中，所述第二密封元件的密封表面相对于所述导阀的所述锚的所述框架是能移动的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180521 FI 20180070;20190128 FI 201950501.一种液压阀(1，1’)，包含：
具有两个端口的开/关座型的主阀，包含用于打开和关闭主流道(8，9)的能位移的提升阀(10)，
具有三个端口的开/关座型的导阀，包括：
产生磁动势的线圈(3)，
磁路(2a，2b，41)，和
锚(4)，能随着所述线圈产生的磁动势而移动，
以及框架(2a，2b，2c)，具有用于所述主阀的所述提升阀和用于所述导阀的所述锚的所需通道和空间，
其中，关闭所述导阀的入口通道(5)允许所述主阀的所述提升阀位移以打开所述主阀的所述主流道，并且其中，打开所述导阀的所述入口通道(5)迫使所述主阀的所述提升阀关闭所述主阀的所述主流道，
其特征在于，所述导阀的所述锚(4)包含具有第一密封元件(42)和第二密封元件(43)的框架(41)，所述第一密封元件用于封闭所述导阀的低压出口通道(6)，所述第二密封元件用于确保封闭所述导阀的高压入口通道(5)，并且其中，所述第二密封元件的密封表面相对于所述导阀的所述锚的所述框架是能移动的。


2.根据权利要求1所述的液压阀(1，1’)，其中，所述导阀的所述锚(4)的所述第二密封元件(43)的密封表面至...

【专利技术属性】
技术研发人员：塔皮奥·兰泰拉，
申请(专利权)人：阿尔托大学基金会，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI