可變流量閥的制作方法
【專利摘要】一種可變流量閥，具有帶外螺紋的閥體、閥元件和包括線圈和柱塞組件的致動器的。所述線圈可運轉(zhuǎn)以移動所述柱塞組件，從而驅(qū)動所述閥元件與所述閥體中的閥座上的座合表面接合。
【專利說明】
可變流量閥
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種可變流量閥及用于形成可變流量閥的相關(guān)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]本節(jié)提供不一定是現(xiàn)有技術(shù)的關(guān)于本公開的背景信息。
[0003]美國專利N0.3，833，015公開了一種具有被固定到柱塞并且可在流體流動路徑中移動的球形閥元件的電磁閥。美國專利N0.4，756，331公開了一種電磁閥，其中使用柱塞以選擇地移動球元件來關(guān)閉該閥。雖然這樣的閥對其所要達到的目的來說是令人滿意的，但是在本領(lǐng)域中仍然有對能夠作為可變流量閥操作的改進的電磁閥的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本節(jié)提供本公開的概述，而不是本公開的全部范圍或其所有特征的全面公開。
[0005]按照一種形式，本教導(dǎo)提供一種可變流量閥，其包括閥體組件和致動器。所述閥體組件具有閥體、閥元件引導(dǎo)件、閥元件、閥致動器引導(dǎo)件、第一密封件和第二密封件。所述閥體具有外螺紋段、閥元件腔室、出口和入口。所述閥元件腔室限定閥座。所述出口被形成為穿過所述閥體的第一軸向端并且在所述閥座的徑向外側(cè)與所述閥腔室相交。所述入口具有第一部分和第二部分，所述第一部分與所述閥座相交，所述第二部分與所述第一部分流體連通并且橫向于所述閥體的縱向軸線延伸。所述閥元件引導(dǎo)件被接納在所述閥元件腔室中并且限定與所述閥體的所述縱向軸線一致的閥元件通道和桿通道。所述閥元件被接納在所述閥元件通道中并且能夠沿所述縱向軸線在第一位置和第二位置之間移動，在所述第一位置中所述閥元件抵靠所述閥座，在所述第二位置中所述閥元件與所述閥座隔開預(yù)定距離。所述閥致動器引導(dǎo)件被接納到所述閥體中并鄰接所述閥元件引導(dǎo)件。所述閥致動器引導(dǎo)件限定與所述縱向軸線一致的引導(dǎo)孔。所述第一密封件在軸向位于所述入口的所述第二部分與所述閥體的所述第一軸向端之間的第一密封位置被接納在所述閥體上并且密封地接合到所述閥體。所述第二密封件在與所述入口的所述第二部分軸向間隔開的第二密封位置被接納在所述閥體上并且密封地接合到所述閥體，使得所述入口被軸向設(shè)置在所述第一密封件與所述第二密封件之間。所述致動器具有套、柱塞組件和線圈。所述套被設(shè)置在所述柱塞組件周圍并且被固定地聯(lián)接到所述閥體。所述柱塞組件包括被接納穿過所述桿通道和所述引導(dǎo)孔的桿和被聯(lián)接到所述桿的電樞。所述柱塞組件能夠在所述套中沿所述縱向軸線移動，以將所述閥元件從所述第二位置向所述第一位置移動。所述線圈被設(shè)置在所述套周圍，并且被配置為產(chǎn)生磁場以移動所述電樞。
[0006]按照另一種形式，本教導(dǎo)提供一種用于形成可變流量閥的方法。該方法包括:提供具有外螺紋段、閥元件腔室、出口和入口的閥體，所述閥元件腔室限定閥座，所述出口被形成為穿過所述閥體的第一軸向端并且在所述閥座的徑向外側(cè)與所述閥腔室相交，所述入口具有第一部分和第二部分，所述第一部分與所述閥座相交，所述第二部分與所述第一部分流體連通并且橫向于所述閥體的縱向軸線延伸;提供限定閥元件通道和桿通道的閥元件引導(dǎo)件;將閥元件安裝到所述閥元件引導(dǎo)件中的所述閥元件通道;將所述閥元件引導(dǎo)件安裝到所述閥元件腔室中，使得所述閥元件能夠沿所述縱向軸線在第一位置和第二位置之間移動，在所述第一位置中所述閥元件抵靠所述閥座，在所述第二位置中所述閥元件與所述閥座隔開預(yù)定距離;將閥致動器引導(dǎo)件安裝到所述閥體中并且與所述閥元件引導(dǎo)件鄰接，所述閥致動器引導(dǎo)件包括形成為貫穿該閥致動器引導(dǎo)件且與所述縱向軸線一致的引導(dǎo)孔;提供具有桿和電樞的柱塞組件;將所述桿定位為穿過所述引導(dǎo)孔和所述桿通道，使得所述桿鄰接所述閥元件并且所述閥元件鄰接所述閥座;使所述電樞在所述桿上移動，使得所述電樞上的第一表面與所述閥致動器引導(dǎo)件上的第二表面隔開預(yù)定距離；以及將所述桿固定到所述電樞。
[0007]根據(jù)在此提供的描述，其它應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見。本概述中的描述和具體示例僅旨在用于說明的目的，而非旨在限制本公開的范圍。
【附圖說明】
[0008]在此描述的附圖僅用于例示所選實施例的目的，而非所有可能的實現(xiàn)，并且不旨在限制本公開的范圍。
[0009]圖1是根據(jù)本公開的教導(dǎo)構(gòu)造的可變流量閥的縱向截面圖；并且
[0010]圖2是更詳細地例示閥體的圖1的可變流量閥的一部分的透視圖。
[0011 ]在附圖的若干視圖中，相應(yīng)附圖標記自始至終表示相應(yīng)部件。
【具體實施方式】
[0012]參見圖1，根據(jù)本教導(dǎo)構(gòu)造的可變流量閥大體由附圖標記10表示。可變流量閥10可包括閥體組件12和致動器14。
[0013]在圖1和圖2中，閥體組件12可包括閥體20、閥元件引導(dǎo)件22、閥元件24、致動器引導(dǎo)件26、第一密封件30和第二密封件32 ο閥體20可具有外螺紋段36、工具接合表面38、閥元件腔室40、至少一個出口 42以及入口 44。外螺紋段36的尺寸可允許可變流量閥10被旋入限定液壓回路(未示出)的一部分的外殼(未示出)中。工具接合表面28可被配置為由工具(未示出)夾持以將可變流量閥10緊固到外殼中。工具接合表面38可具有可以以任何所需的方式成形的非圓形截面形狀，如多邊形。在所提供的特定示例中，工具接合表面38的非圓形截面形狀為六邊形。
[0014]閥元件腔室40可限定可以以所需的方式成形的閥座50。在所提供的示例中，閥座50具有由球面半徑限定的座合表面，但是將理解，代替球面半徑，可以使用其它形狀，包括圓錐形。出口 42可被形成穿過閥體20的第一軸向端52，并且可在閥座50的徑向外側(cè)與閥元件腔室40相交。在所提供的示例中提供了兩個出口 42。入口 44可具有第一部分56和第二部分58，第一部分56可與閥座50相交并被設(shè)置為與閥體20的縱向軸線A—致，第二部分58與第一部分56流體連通并且可橫向于縱向軸線A延伸。在所提供的示例中，入口 44被形成為垂直于縱向軸線A。
[0015]閥元件引導(dǎo)件22可被接納在閥元件腔室40中，并且可限定與閥體20的縱向軸線A一致的閥元件通道60和桿通道62。在所提供的示例中，閥元件引導(dǎo)件22為大致中空的圓柱形元件，其被接納在閥體20中形成的第一鏜孔64中。
[0016]閥元件24可被接納在閥元件通道60中，并且可沿縱向軸線A在第一位置和第二位置之間移動，在第一位置中閥兀件24抵靠閥座50，在第二位置中閥兀件24與閥座50隔個預(yù)定距離。閥元件24可以成形為對應(yīng)于閥座50的座合表面的物體。在所提供的特定示例中，閥元件24為球形的球。
[0017]致動器引導(dǎo)件26可被接納到閥體20中并且鄰接閥元件引導(dǎo)件22。在所提供的示例中，致動器引導(dǎo)件26被接納到閥體20中形成的第二鏜孔66中。致動器引導(dǎo)件26可限定引導(dǎo)孔68，引導(dǎo)孔68可與縱向軸線A—致地形成穿過致動器引導(dǎo)件26。
[0018]第一密封件30可在軸向(S卩，沿縱向軸線A)位于入口44的第二部分58與閥體20的第一軸向端52之間的第一密封位置被接納在閥體20上并且密封地接合到閥體20。第二密封件32可在與入口44的第二部分58軸向(S卩，沿縱向軸線A)間隔開的第二密封位置被接納在閥體20上并且密封地接合到閥體20，使得入口 44被軸向布置在第一密封件30與第二密封件32之間。第二密封件32可被定位使得外螺紋段36被軸向設(shè)置在第二密封件32與入口 44的第二部分58之間。
[0019]致動器14可具有套70、柱塞組件72和線圈74。套70可被設(shè)置在柱塞組件72周圍，并且可被固定地聯(lián)接到致動器引導(dǎo)件26。柱塞組件72可包括:桿80，其可被接納穿過桿通道62和引導(dǎo)孔6;以及可被聯(lián)接到桿80的電樞82。柱塞組件72可在套70中沿縱向軸線A移動，以使閥元件24從第二位置向第一位置移動。線圈74被設(shè)置在套70周圍，并且被配置為產(chǎn)生磁場(當(dāng)線圈74由電源供電時)以移動電樞82。
[0020]運行中，流體流可經(jīng)由入口 44被引入可變流量閥10，其可將閥元件推動遠離閥座50。流體流可進入閥元件腔室40、流經(jīng)閥元件24并通過出口 42。根據(jù)閥元件24可與閥座50隔開的最大范圍，可能幾乎沒有限制(即，在閥元件24與閥座50的座合表面之間的最大范圍或間隔相對較大的情況下)或有相對較大的限制(即，在閥元件24與閥座50的座合表面之間的最大范圍或間隔相對較小的情況下)?？勺兞髁块y10可通過向線圈74提供電力從而使柱塞組件72沿縱向軸線A移動以驅(qū)動閥元件24與閥座50的座合表面接觸并將閥元件24保持在該位置(即第一位置)來關(guān)閉。在需要介于上述兩個流速之間的流速的情況下，可以以這樣的方式向線圈74供應(yīng)電力，S卩，使由柱塞組件72施加到閥元件24上的力變化或者以期望的工作周期使閥元件24在其第一位置和第二位置之間循環(huán)。由柱塞組件72施加到閥元件24上的力的變化可通過相應(yīng)地改變施加到線圈74的電壓或通過使用脈寬調(diào)制技術(shù)來實現(xiàn)。電樞82和致動器引導(dǎo)件26的相鄰端部可以以所需的方式成形以適應(yīng)當(dāng)線圈74運轉(zhuǎn)時(磁致)產(chǎn)生的保持力。例如，電樞82和致動器引導(dǎo)件26的相鄰端部86a和86b可被形成有對應(yīng)的圓錐形表面。換句話說，相鄰端部86a和86b中的一個可具有凸截頭圓錐形狀，并且相鄰端部86a和86b中的另一個可具有對應(yīng)于該凸截頭圓錐形狀的凹截頭圓錐形孔。
[0021]可變流量閥10可起到常開閥的作用，其中電力不被供應(yīng)到線圈74，并且經(jīng)由入口44進入可變流量閥10的流體流可將閥元件24推離閥座50并通過出口 42離開。替代地，流動可被反轉(zhuǎn)(使得流體流經(jīng)由出口 42被引入可變流量閥10并經(jīng)由入口 44離開)，這將趨向于限制流動，因為通過可變流量閥10的流體流動將趨向于移動閥元件24抵靠閥座50 O當(dāng)在相對較低壓力(即，<500psi)下運行的液壓回路中使用時，閥體組件12不需要很嚴格的公差，并且因此與常規(guī)的可變流量閥相比，其結(jié)構(gòu)被簡化并且其成本降低。此外，將理解，柱塞組件72的有效長度，連同入口 42和44的直徑可變化，以適應(yīng)通過可變流量閥1的流動限制和壓降。
[0022]—種用于形成可變流量閥10的方法可包括:提供具有外螺紋段、閥元件腔室、出口和入口的閥體，所述閥元件腔室限定閥座，所述出口被形成為穿過所述閥體的第一軸向端并且在所述閥座的徑向外側(cè)與所述閥腔室相交，所述入口具有第一部分和第二部分，所述第一部分與所述閥座相交，所述第二部分與所述第一部分流體連通并且橫向于所述閥體的縱向軸線延伸;提供限定閥元件通道和桿通道的閥元件引導(dǎo)件;將閥元件安裝到所述閥元件引導(dǎo)件中的所述閥元件通道;將所述閥元件引導(dǎo)件安裝到所述閥元件腔室中，使得所述閥元件能夠沿所述縱向軸線在第一位置和第二位置之間移動，在所述第一位置中所述閥元件抵靠所述閥座，在所述第二位置中所述閥元件與所述閥座隔開預(yù)定距離;將閥致動器引導(dǎo)件安裝到所述閥體中并且與所述閥元件引導(dǎo)件鄰接，所述閥致動器引導(dǎo)件包括形成為貫穿該閥致動器引導(dǎo)件且與所述縱向軸線一致的引導(dǎo)孔;提供具有桿和電樞的柱塞組件;將所述桿定位為穿過所述引導(dǎo)孔和所述桿通道，使得所述桿鄰接所述閥元件并且所述閥元件鄰接所述閥座;使所述電樞在所述桿上移動，使得所述電樞上的第一表面與所述閥致動器引導(dǎo)件上的第二表面隔開預(yù)定距離；以及將所述桿固定到所述電樞。
[0023]該方法可選地包括將所述桿壓配到所述電樞;將所述桿結(jié)合到所述電樞;將套安裝到所述閥致動器引導(dǎo)件，所述套限定所述電樞被接納在其中的腔;和/或?qū)⒕€圈聯(lián)接到所述套。
[0024]前面實施例的描述為示例和說明的目的被提供。其并非旨在窮舉或限制本公開。具體實施例的各個元件或特征通常不受限于該具體實施例，而在適用情況下是可互換的，并且可被用在所選的實施例中，即使未具體示出或描述。所述實施例也可以許多方式改變。這樣的改變不應(yīng)被視為背離本公開，并且所有這種修改都旨在被包括在本公開的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種可變流量閥，包括: 具有閥體、閥元件引導(dǎo)件、閥元件、閥致動器引導(dǎo)件、第一密封件和第二密封件的閥體組件，所述閥體具有外螺紋段、閥元件腔室、出口和入口，所述閥元件腔室限定閥座，所述出口被形成為穿過所述閥體的第一軸向端并且在所述閥座的徑向外側(cè)與所述閥腔室相交，所述入口具有第一部分和第二部分，所述第一部分與所述閥座相交，所述第二部分與所述第一部分流體連通并且橫向于所述閥體的縱向軸線延伸，所述閥元件引導(dǎo)件被接納在所述閥元件腔室中并且限定與所述閥體的所述縱向軸線一致的閥元件通道和桿通道，所述閥元件被接納在所述閥元件通道中并且能夠沿所述縱向軸線在第一位置和第二位置之間移動，在所述第一位置中所述閥元件抵靠所述閥座，在所述第二位置中所述閥元件與所述閥座隔開預(yù)定距離，所述閥致動器引導(dǎo)件被接納到所述閥體中并鄰接所述閥元件引導(dǎo)件，所述閥致動器引導(dǎo)件包括形成為貫穿該閥致動器引導(dǎo)件且與所述縱向軸線一致的引導(dǎo)孔，所述第一密封件在軸向位于所述入口的所述第二部分與所述閥體的所述第一軸向端之間的第一密封位置被接納在所述閥體上并且密封地接合到所述閥體，所述第二密封件在與所述入口的所述第二部分軸向隔開的第二密封位置被接納在所述閥體上并且密封地接合到所述閥體，使得所述入口被軸向設(shè)置在所述第一密封件與所述第二密封件之間；以及 具有套、柱塞組件和線圈的致動器，所述套被設(shè)置在所述柱塞組件周圍并且被固定地聯(lián)接到所述閥體，所述柱塞組件包括被接納穿過所述桿通道和所述引導(dǎo)孔的桿和被聯(lián)接到所述桿的電樞，所述柱塞組件能夠在所述套中沿所述縱向軸線移動，以將所述閥元件從所述第二位置向所述第一位置移動，所述線圈被設(shè)置在所述套周圍，并且被配置為產(chǎn)生磁場以移動所述電樞。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變流量閥，其中所述閥元件為球形的球。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變流量閥，其中所述入口的所述第二部分被形成為垂直于所述縱向軸線。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變流量閥，其中所述外螺紋段被軸向設(shè)置在所述第二密封件與所述入口的所述第二部分之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變流量閥，其中所述閥體限定具有非圓形截面形狀的工具接合表面。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可變流量閥，其中所述工具接合表面的非圓形截面形狀為多邊形。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變流量閥，其中所述電樞和所述閥致動器引導(dǎo)件的相鄰端部具有對應(yīng)的圓錐形表面。8.一種用于形成可變流量閥的方法，包括: 提供具有外螺紋段、閥元件腔室、出口和入口的閥體，所述閥元件腔室限定閥座，所述出口被形成為穿過所述閥體的第一軸向端并且在所述閥座的徑向外側(cè)與所述閥腔室相交，所述入口具有第一部分和第二部分，所述第一部分與所述閥座相交，所述第二部分與所述第一部分流體連通并且橫向于所述閥體的縱向軸線延伸； 提供限定閥元件通道和桿通道的閥元件引導(dǎo)件； 將閥元件安裝到所述閥元件引導(dǎo)件中的所述閥元件通道； 將所述閥元件引導(dǎo)件安裝到所述閥元件腔室中，使得所述閥元件能夠沿所述縱向軸線在第一位置和第二位置之間移動，在所述第一位置中所述閥元件抵靠所述閥座，在所述第二位置中所述閥元件與所述閥座隔開預(yù)定距離； 將閥致動器引導(dǎo)件安裝到所述閥體中并且與所述閥元件引導(dǎo)件鄰接，所述閥致動器引導(dǎo)件包括形成為貫穿該閥致動器引導(dǎo)件且與所述縱向軸線一致的引導(dǎo)孔； 提供具有桿和電樞的柱塞組件； 將所述桿定位為穿過所述引導(dǎo)孔和所述桿通道，使得所述桿鄰接所述閥元件并且所述閥元件鄰接所述閥座； 使所述電樞在所述桿上移動，使得所述電樞上的第一表面與所述閥致動器引導(dǎo)件上的第二表面隔開預(yù)定距離；以及將所述桿固定到所述電樞。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述桿被壓配到所述電樞。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進一步包括將所述桿結(jié)合到所述電樞。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進一步包括將套安裝到所述閥致動器引導(dǎo)件，所述套限定所述電樞被接納在其中的腔。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進一步包括將線圈聯(lián)接到所述套。
【文檔編號】F16K31/06GK106030172SQ201480075707
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2014年12月16日
【發(fā)明人】查理斯·G·斯圖亞特, 詹姆斯·P·唐斯
【申請人】美國輪軸制造公司