具有集成压强补偿器的力反馈提升阀的制作方法

专利名称：具有集成压强补偿器的力反馈提升阀的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及 一 种力反馈提升阀，更特别地涉及 一 种具有集 成压强补偿器的力反馈提升阀。
背景技术：
诸如推土机、装料机、挖掘机、自动平路机的机器及其他类型 的重型机器使用一个或多个液压致动器完成多种任务。这些致动器 流体连接到机器上的泵，泵向致动器内的腔室提供增压流体。电动 液压阀门阵列通常流体连接在泵和致动器之间以控制来自和去往致 动器腔室的增压流体的流速和方向。
将多个致动器流体连接到一个共用泵的机器液压回路在致动器 操作过程中回路内可能经受不希望的压强波动。特别地，提供给一 个致动器的流体的压强可能响应于与同 一 液压回路流体连接的不同 的致动器的操作而产生不希望的波动。这些压强波动可能导致不一 致和/或不希望的致动器运动。此外，压强波动可能剧烈和/或经常发 生，足以导致液压回路组件的故障或过早失效。
于1999年3月9日授予Wilke等人的美国专利No.5,878,647 ('647专利)中描述了一种用于对提供到液压致动器的流体中的这 些压强波动进行补偿的方法。'647专利描述了具有两对电磁阀、可 变排量泵、储液罐和液压致动器的液压回路。 一对电磁阀包括头端 供给阀和头端回流阀，头端回流阀将液压致动器的头端与可变排量 泵或储液罐连接。另一对电,兹阀包括杆端供给阀和杆端回流阀，杆 端回流阀将液压致动器的杆端与可变排量泵或储液罐连接。这四个 电磁阀中的每一个均与不同的压强补偿单向阀相关联。每个压强补 偿单向阀连接在相关联的电磁阀和致动器之间以控制相关联的电磁
5阀和致动器之间的流体的压强波动。
虽然'647专利中所描述的液压回路的多个压强补偿阀能够降低液压回路中的压强波动的影响，由于压强补偿阀的数量，可能增加液压回路的成本以及复杂程度。此外，'647专利的压强补偿阀不能足够精确地控制液压回路中的压强以实现相关联的致动器的最佳性能。
这里公开的力反馈提升阀旨在克服上述的一个或多个问题。

发明内容
在一个方面，本发明涉及一种具有集成压强补偿器的力反馈提升阀。该力反馈提升阀包括阀体，阀体具有主室、第一阀口和第二阀口 。该力反馈提升阀还包括设置在主室内并且能够在打开位置和闭合位置之间移动以控制第 一 阀口和第二阀口之间的流体流动的主阀芯。主阀芯在主室内形成控制室。该力反馈提升阀还包括使控制室与第二阀口连通的第一通道、使控制室与第 一 阀口连通的第二通
道、以及具有导向阀芯的导向阀，导向阀芯用于控制在控制室和第一阀口之间通过第二通道的流体流动。该力反馈提升阀还包括设置
在主阀芯内并且通过第 一通道与第二阀口流体连接的压强补偿器。该力反馈提升阀还包括联接在主阀芯和导向阀芯之间以提供与主阀芯和导向阀芯之间的距离成比例的力的第 一 弹簧、以及联接在压强补偿器和导向阀芯之间以提供与压强补偿器和导向阀芯之间的距离成比例的力的第二弹簧。
在另一个方面，本发明涉及另一种具有集成压强补偿器的力反馈提升阀。该力反馈提升阀包括阀体，阀体包括主室，主室具有第一阀口和第二阀口 。该力反馈提升阀还包括设置在主室内并且在主
室内形成控制室的主阀芯。该力反馈提升阀还包括使控制室与第二阀口连通的第一通道、以及使控制室与第一阀口连通的第二通道。该力反馈提升阀还包括使控制室与第一阀口连通的第三通道、以及使控制室与第二阀口连通的第四通道。该力反馈提升阀还包括具有导向阀芯的导向阀，导向阀芯用于控制在控制室和第 一 阀口之间通过第二通道以及在控制室和第二阀口之间通过第四通道的流体流动。该力反馈提升阀还包括联接在主阀芯和导向阀芯之间以提供与主阀芯和导向阀芯之间的距离成比例的力的第 一 弹簧、以及联接在压强补偿器和导向阀芯之间以提供与压强补偿器和导向阀芯之间的距离成比例的力的第二弹簧。该力反馈提升阀还包括设置在主阀芯内、并通过第一通道流体连接到第二阀口以及通过第三通道流体连接到第一阀口的压强补偿器。


图1为公开的一种示例性的液压回路的示意图；图2为根据本发明的一种实施方式的示例性的力反馈提升阀的剖视图3为根据本发明的另一种实施方式的示例性的力反馈提升阀的剖视图；以及
图4为根据本发明的一种实施方式的示例性的针阀的剖视图。
具体实施例方式
图1示出了一种具有液压致动器216的液压系统222，液压致动器可以移动来控制工作执行器(未示出)。液压致动器216可以包括头端室250和杆端室252。液压系统222还可以包括增压流体源224，用于通过头端供给阀226、头端排泄阀228、杆端供给阀230以及杆端排泄阀232来使致动器移动。液压系统222也可以包括合作以保持液压系统222内需要的压强的箱234、头端减压阀238、头端补给阀240、杆端减压阀242以及杆端补给阀244。可以想到，液压系统222可以包括诸如压强传感器、温度传感器、位置传感器、控制器、蓄能器以及本领域现有的任何其他组件的额外的和/或不同的组件。
源224可以产生增压流体流并且包括诸如可变排量泵、固定排量泵或本领域现有的任何其他增压流体源的泵。源224可以通过诸如对轴(未示出)、传动带(未示出)、电路(未示出)或任何其他适合的方式被可驱动地连接到诸如发动机的动力源(未示出)。源224可以专门用于仅向液压系统222供给增压流体，或者替代地可以向其他液压系统供给增压流体。
头端排泄阀228和杆端排泄阀232可以被设置在液压致动器216和箱234之间以调节从液压致动器216到箱234的增压流体流。头端供给阀226和杆端供给阀230可以被设置在源224和液压致动器216之间以调节从源224到液压致动器216的增压流体流。图2示出了能够被用作任何头端和/或杆端的供给和/或排泄阀226-232的示例性的力反馈提升阀10。力反馈提升阀IO可以包括阀体12、主阀芯20以及致动器120。
阀体12可以具有主室14。主室14可以包括在主室14侧壁处的第一阀口 16以及在主室14底部处的第二阀口 18。当力反馈提升阀IO被用于头端供给阀226或杆端供给岡230,第一阀口 16可以与液压致动器216连通，而第二阀口 18可以与源24连通。替代地，当力反馈提升阀IO被用于头端排泄阀228或杆端排泄阀232时，第一阀口 16可以与箱234连通，而第二阀口 18可以与液压致动器216连通。
主阀芯20可以可滑动地i殳置在主室14内并且可移动以选择性地使第一阀口 16与第二阀口 18连通(即选冲奪性地使源24与液压致动器216或者使液压致动器216与箱234连通)。主阀芯20可以包括第一端部分20A、第二端部分20B、以及连接第一端部分20A和第二端部分20B的中央部分20C。
主阀芯20的第一端部分20A可以包4舌上表面28，上表面28与主室14的内壁构成控制室30。上表面28可以具有朝向控制室30内流体的有效表面积Ac。主岡芯20的第一端部分20A也可以包括下表面32，下表面32与通过第一阀口 16接收的流体接触。主阀芯20还可以包括安置在主阀芯20的侧壁上的密封环34以防止流体沿
8着主阀芯20的侧壁在控制室30与第一阀口 16之间泄漏。
第二端部分20B可以包括端表面24和座合表面26。座合表面26可以如图2所示地基本为圆锥形，或者任何其他合适的形状。朝向第二阀口 18内的流体的端表面24的面积和座合表面26的面积可以具有有效表面积A2。下表面32上的有效表面积Al定义为Al=Ac-A2。在一种实施方式中，有效表面积Al可以基本等于有效表面积A2，主阀芯20的上表面28的表面积Ac可以等于有效表面积Al加上有效表面积A2 ( Ac=Al+A2=2Al=2A2)。当主阀座20处于闭合位置时，座合表面26能够密封地接合第二阀口 18的阀座22，且从而阻塞第一阀口 16和第二阀口 18之间的流体连通。当座合表面26移动离开阀座22时，流体能够在第一阀口 16和第二阀口18之间流通。
形成于主阀芯20内的第一通道50可以从第二阀口 18延伸至控制室30。第一通道50可以包括量入孔54以限制第一通道50中的流体的流量。孔54可以是可变孔或固定孔。可变孔可以作为孔两侧的压差的函数来改变其打开面积，从而当主阀芯20处于打开位置时允许对去往控制室30的量入流进行控制。在低压差下孔的打开面积可以更大，从而允许主阀芯20在闭合方向上、在低压差下具有响应性。在另一种实施方式中，可变孔可以是流量调节器。流量调节器可以保持基本恒定的量入流，从而保持主阀芯20的速度基本恒定。主阀芯20还可以包括内部补偿器52,内部补偿器52被设置在第一通道50内以从第二阀口 18获取压强信号乂人而保持第一阀口 16和第二阀口 18之间的预定的压差。内部补偿器52可以被设置在主阀芯20内以感测第二阀口 18和控制室30之间的压差，并且通过补偿器弹簧92向导向阀芯82施加力。内部补偿器52可以在第一通道50和控制室30之间形成密封，从而当内部补偿器52与主阀芯20完全接合时允许流体仅通过量入孔54流动。随着第一通道50和控制室30之间的压差增加，内部补偿器可以被朝向控制室30偏压并且部分离开主阀芯20。力反馈提升阀IO还可以包括导向阀80。导向阀80可以包括可 滑动地设置在内腔84中的导向阀芯82,内腔84限定在导向阀80 内部。导向阀芯82在其下端可以包括阀座合部分86。阀座88可以 形成于内腔84的下端以接收导向阀芯82的阀座合部分86。阀座合 部分86可以密封地接合阀座88。压缩反馈弹簧90可以联接在主阀 芯20和导向阀芯82之间。此外，补偿器弹簧92可以被设置在压缩 反馈弹簧90中并且可以联接在内部补偿器52和导向阀芯82之间。
导向阀芯82可以在内腔84的侧壁上限定环形室110。形成于阀 体12内的通道96可以乂人第一阀口 16延伸至环形室110以将环形室 IIO与第一阀口 16流体连接。当导向阀芯82处于闭合位置(即，导 向阀芯82的阀座合部分86与阀座88密封地接合)时，控制室30 和环形室IIO之间的流体连通被阻止。当导向阀芯82处于打开位置 时，环形室110可以与控制室30处于流体连通。
致动器120可以控制导向阀80的运动。在一种实施方式中，致 动器120可以是包括电磁线圏122和衔铁124的电磁型致动器。电 磁线圈122可以位于筒或壳体126的周围并且与之固定。衔铁124 可以位置在限定于筒126内部的管128中，并且当电流一皮施加到电 磁线圏122上时能够施加向下的力以将导向阀芯82朝向打开位置移 动。衔铁124可以迫使导向阀芯82朝向主阀芯20移动，导致导向 阀芯82远离阀座88地移动，从而开放控制室30与环形室110之间 的流体连通。当致动器120被解除致动，反馈弹簧90和补偿器弹簧 92可以将导向阀芯82朝向阀座88偏压，从而封闭内腔84的底部。 在这种情况下，环形室IIO和控制室30之间基本没有流体流动。力 反馈提升阀10还可以包括稳定器弹簧160，其联接到导向阀芯82 的上端以影响反馈弹簧90向导向阀芯82所施加的力。
力反馈提升阀IO可以包括位于导向阀芯82上端的衔铁室138。 导向阀芯82可以包括导向通道130,导向通道130的一端具有与控 制室30连接的第一开口 132,另一端具有与衔铁室138连接的第二 开口 134。力反馈提升阀IO还可以包括针阀136，当针阀136被衔铁124向下推动时能够选择性地打开导向通道130的第二开口 134。 在一种替代的实施方式中，如图3所示，主阀芯20还可以包括 从第一阀口 16延伸至共用通道60的通道40。通道40可以包括仅允 许流体从第一阀口 16流向控制室30的单向阀42。此外，通道50 可以包括仅允许流体从第二阀口 18流向控制室30的单向阀51。通 道50和40可以通过共用通道60连接到控制室30。共用通道60可 以具有共用的量入孔62。
通道96可以包括仅允许流体从环形室IIO流向第一阀口 16的 单向阀98。此外，通道102可以被形成于阀体12中并且可以从第二 阀口 18延伸至环形室110。通道102也可以包括仅允许流体从环形 室110流向第二阀口 18的单向阀104。
共用的量入孔62可以为固定孔或可变孔。可变孔可以作为孔两 侧的压差的函数改变其打开面积，从而允许当主阀芯20处于打开位 置时对进入控制室30的量入流量进行控制。在低压差下孔的打开面 积可以更大，从而允许主阀芯20在闭合方向上、在低压差下具有响 应性。在另一种实施方式中，可变孔可以为流量调节器。流量调节 器可以保持基本恒定的量入流量，从而保持主阀芯20的速度基本恒 定。
在图3所示的实施方式中，内部补偿器52可以被设置在主阀芯 20中以感测第一阀口 16和第二阀口 18中具有较高压强者与控制室 30之间的压差。内部补偿器52可以通过补偿器弹簧92向导向阀芯 82施力口力。
图4示出了针阀136的放大图。如图4所示，当致动器120被 解除致动且衔铁124处于放开位置时，导向阀芯82的上表面140和 衔铁124的下表面142之间可以有间隔G。导向阀芯82的上表面140 可以包括将通道130与衔铁室138流体连接的第二开口 134。从控制 室30经过导向通道130到衔铁室138、以及从衔铁室138沿着导向 阀芯82的侧壁到环形室IIO可存在泄漏路径。针阀136可以包括圆 锥端144以选择性地打开和闭合导向通道130的第二开口 134。圆锥
ii端144可以被连接到诸如螺旋弹簧或板簧的弹性构件146以将圆锥 端144朝向孔134偏压以密封孔134。当处于闭合位置时，圆锥端 144可以穿过孔134延伸至超出导向阀芯82的上表面140的位置， 并且可以将孔134密封以防止沿着泄漏^^径的不希望的泄漏。
当电流被施加到电磁线圏122时，衔铁124可以被强制向下以 使圆锥端144向下穿过第二开口 134移动，使得流体能够从控制室 30经过通道130流出第二开口 134至衔铁室138，从而导致作用于 导向阀芯82上端的压强与作用在导向阀芯82下端的压强基本相等。 由于导向阀芯82的上端和下端具有相等的压强，只需要很小的力就 可以打开导向阀80。当线圈122中的电流增加时，衔铁124向下移 动，朝向主阀芯20推动导向阀芯82以允许更多的流体从控制室30 流到环形室110,然后通过环形室110进入通道96和102。
在另一种实施方式中，孑L 134可以相对较大，且仍可以允许在 最大系统压强下打开，但可能需要特殊的打开电流策略以实现导向 阀芯82的逐步打开。在打开针阀136之后需要立刻减小电流以使用 导向阀芯82的整个打开调节范围。
工业实用性
所公开的具有内部压强补偿器的力反馈提升阀可以适用于需要 对与致动器相关联的流体的压强和/或流量进行精确控制的任何流体 致动器。所公开的阀可以提供在低成本、简单配置的条件下的具有 一致性、可预测致动器性能的高响应压强调节。现在将解释力反馈 提升阀10、 11的操作。
力反馈提升阀10、 ll通常用来控制第一阀口 16和第二阀口 18 之间的流体流动并且通过内部补偿器52调节两个阀口之间的压差使 得保持两个阀口之间的定量流动。这种用法的一个实例(如图1所 示)是将第一阀口 16和第二阀口 18中的一个阀口连接到泵224，而 另一个阀口连接到液压致动器216。另一个实例可以将第一阀口 16 和第二阀口 18中的一个阀口连接到液压致动器216,而另一个阀口连接到箱234。
作用于朝向第一阀口 16中流体的表面32上的第一阀口 16中的 流体压强为Pl的增压流体、以及作用于朝向第二阀口 18中流体的 表面24和26上的第二阀口 18中的流体压强为P2的增压流体可以 在阀打开方向上朝向导向阀80持续地推动主阀芯20。控制室30中 的流体可以具有作用在上表面28上的压强Pc。如前文所描述的，朝 向控制室30中流体的主阀芯20的上表面28可以具有有效表面积 Ac。朝向第二阀口 18中流体的端表面24的面积和座合表面26的面 积可以具有有效表面积A2。下表面32上的有效表面积Al定义为 Al=Ac-A2。
在平衡状态下，向上施加于主阀芯20的阀打开力Fo可以等于 向下施加于主阀芯20上的阀闭合力Fc。阀闭合力Fc可以等于控制 室30中流体压强Pc施加于上表面28的力加上反馈弹簧90和补偿 器弹簧92施加的力。阀打开力Fo可以等于第一阀口 16中流体压强 Pl施加于有效表面积Al的力加上第二阀口 18中流体压强P2施加 于有效表面积A2的力。
通过向致动器120的线圏122施加电流将衔铁124向下移动， 乂人而向针阀136的圆锥端144施加向下或阀打开方向的控制力，可 以起动第一阀口 16和第二阀口 18之间的流体连通。衔铁124的向 下移动首先可以将针阀136打开并且允许少量流体从控制室30通过 通道130流入衔铁室138以平衡导向阀芯82上端和下端上的压强。 随着致动器120的线圏122中的电流增加，衔铁124可以施加控制 力以将导向阀芯82朝向主阀芯20移动以打开导向阀芯82并乂人而允 许更多流体从控制室30流入环形室110。然后流体可以从环形室110 流入压强较低的第一阀口 16或第二阀口 18。
图2可以表示一种单向提升阀，其中第二阀口 18中的压强P2 大于第一阀口 16中的压强Pl，控制室30中的压强Pc可以小于第二 阀口 18中的压强P2且大于第一阀口 16中的压强Pl,并且流体可 以从第二阀口 18通过第一通道50流入控制室30。可以预先确定第
13一通道50内的量入孔54的直径以使得主阀芯20具有希望的响应时 间。
当由第一岡口 16中的压强与第二阀口 18中的压强合成的作用 在主阀芯20上的向上力比由控制室30内的压强、反馈弹簧90和补 偿器弹簧92合成的作用在主阀芯20上的向下力更大时，主阀芯20 将在阀打开方向上被向上推进，从而首先使座合表面26远离阀座22 移动，然后在第一阀口 16和第二阀口 18之间建立流体连通。主阀 芯20在阀打开方向上的向上运动可以压缩反馈弹簧90和补偿器弹 簧92,从而向导向阀芯82施加反馈力以抵消由线圈122中的电流所 导致的控制力。反馈弹簧90和补偿器弹簧92也向主阀芯20的上表 面28施加力，该力可与向导向阀芯82施加的反々贵力相等。在主阀 芯20和内部补偿器52的向上移动的过程中，反馈弹簧90和补偿器 弹簧92的压缩将增加，直至导向阀芯82达到平衡。
在主阀芯20和内部补偿器52的向上移动的过程中，反馈弹簧 90和补偿器弹簧92施加在导向阀芯82上的反馈力可以继续增加。 当导向阀芯82达到平衡条件，导向阀芯82上的反馈力等于控制力。 在这种情况下，主阀芯20的位移可以与衔铁124作用在导向阀80 上的控制力的程度成比例。主阀芯20的位移以及主阀芯20所控制 的阀的打开程度可以通过对施加到致动器120的电流进行控制来改 变。可以通过增加或减少施加到电/f兹线圈122的电流来获得主阀芯 20的新的位置。电流的完全去除可导致导向阀芯82移动至闭合位 置。当第一阀口 16中的流体压强减少时，由第一阀口 16中的压强 和第二阀口 18中的压强合成的作用在主阀芯20上的向上力可比由 控制室30内的压强、反馈弹簧90和补偿器弹簧92合成的作用在主 阀芯20上的向下力更小，主阀芯20可以;故移回闭合位置，乂人而阻 止第一阀口 16和第二阀口 18之间的流体连通。
内部补偿器52可以对突然的压强变化进行补偿以保持基本恒定 的流速。例如，如果第二阀口 18中的压强突然增加，反馈弹簧90 和导向阀芯82自身可能无法足够迅速地响应以对增加的压强进行补偿，流过阀10的流量在短时间内可能显著增加。但是，具有内部补
偿器52的阀10能够对突然的压强峰值进行迅速响应以显著降低流 量变化。
如果压差P2-Pc突然增加，比如当P2增加而Pc保持不变时可 能发生的情况，内部补偿器52可能被推动远离主阀芯20以平衡来 自第二阀口 18作用于其的液压力以及来自控制室30作用于其的液 压力和弹簧力。例如，当增加的压强P2迫使内部补偿器52远离主 阀芯20而朝向导向阀芯82时，内部补偿器52可以压缩补偿器弹簧 92以向导向阀芯82施加增大的弹簧力。为了补偿这一增大的弹簧 力，导向阀芯82可以被推向闭合位置。控制室压强Pc可以增加， 导致主阀芯20朝向阻止流动的位置移动以平衡液压力和弹簧力。主 阀芯20的这一移动可以使得反馈弹簧90产生的弹簧力减小，导致 导向阀芯82又一次朝向打开位置移动以重新获得使主阀芯20平衡 的力。
图3可以表示一种双向力反馈提升阀11，其中流体可以如上文 所讨论地从第二阀口 18流向第一阀口 16，也可以从第一阀口 16流 向第二阀口 18。在第一阀口 16中的压强Pl大于第二阀口 18中的压 强P2的情况下，除了流体可以以相反的方向流动，将发生类似的过 程。在这种情况下，控制室30中的流体可以流向第二阀口 18,从而 可以降低控制室30中的流体压强Pc。如前文所描述的，降低控制室 30中的流体压强Pc可能导致作用于主阀芯20的阀闭合力Fc降低、 以及最终阀打开力Fo大于阀闭合力Fc,从而导致主阀芯20向上移 动以开放第一阀口 16和第二阀口 18之间的流体连通。
内部补偿器52可以对突然地压强变化进行补偿以保持基本稳定 的流速。例如，如果第一阀口 16或第二阀口 18中曾经具有较高压 强者的压强突然增加，反馈弹簧90和导向阀芯82自身可能无法足 够迅速地响应以对增加的压强进行补偿，流过阀11的流量在短时间 内可能显著增加。但是，具有内部补偿器52的阀11能够对突然的 压强峰值进行迅速响应以显著降低流量变化。
15如果入口 (第一阀口 16与第二阀口 18中具有较高压强者)与 控制室30之间的压差突然增加，内部补偿器52可能被远离主阀芯 20而朝向导向阀芯82地推动，以平^f来自第二阀口 18作用于其的 液压力以及来自控制室30、反馈弹簧90和补偿器弹簧92作用于其 的液压力和弹簧力。例如，第一阀口 16中增加的压强Pl迫^f吏内部 补偿器52远离主阀芯20,并压缩补偿器弹簧92以向导向阀芯82 施加增大的弹簧力。为了补偿这一增大的弹簧力，导向岡芯82可以 被推向闭合位置，从而限制流体从控制室30流过第三通道98和/或 第四通道102。这一流动限制可以使控制室30压强Pc增加，导致主 阀芯20朝向阻止流动的位置移动以平ff液压力和弹簧力。主阀芯20 的这 一 移动可以使得反馈弹簧9 0产生的弹簧力减小，导致导向阀芯 82又一次朝向打开位置移动以重新获得使主阀芯20平衡的力。
所公开的阀系统提供了力反馈阀并可以在提供集成压强补偿系 统以减少压强和流量变化的同时允许力反馈阀的双向控制。此外， 所公开的阀系统提供一种机构以允许使用小的电流来控制力反馈阀 的打开。这可以允许系统使用小的电磁致动器并且可以减少操作和 维修成本。所公开的阀系统还提供 一 种监测和控制力反馈阀的打开 程度的机构。此外，由于压强补偿器可以被集成在阀中，所公开的 液压系统需要的空间以及硬件都会减少。
本领域技术人员很清楚，对力反馈提升阀可以进行多种修正和 变型。考虑到所公开的力反馈提升阀的说明书及实践，对本领域技 术人员来说其他的实施方式也是很清楚的。说明书和示例仅意于被 视作为示例性的，本发明的真正范围由权利要求书及其等价表明。
权利要求
1.一种阀(10)，包括阀体(12)，其包括具有第一阀口(16)和第二阀口(18)的主室(14)；主阀芯(20)，其设置在所述主室内并且能够在打开位置和闭合位置之间移动以控制所述第一阀口和所述第二阀口之间的流体流动，所述主阀芯在所述主室内形成控制室(30)；第一通道(50)，其将所述控制室与所述第二阀口连通；第二通道(96)，其将所述控制室与所述第一阀口连通；导向阀(80)，其具有导向阀芯(82)，用于控制所述控制室与所述第一阀口之间通过所述第二通道的流体流动；第一弹簧(90)，其联接在所述主阀芯和所述导向阀芯之间以提供与所述主阀芯和所述导向阀芯之间的距离成比例的力；压强补偿器(52)，其设置在所述主阀芯内，且通过所述第一通道与所述第二阀口流体连接；以及第二弹簧(92)，其联接在所述压强补偿器和所述导向阀芯之间以提供与所述压强补偿器和所述导向阀芯之间的距离成比例的力。
2. 如权利要求1所述的阀，其中，所述第一通道包括孔 (54),以限制从所述第二阀口到所述控制室的流体的流动。
3. 如权利要求l所述的阀，其中，所述导向阀芯包括将所 述控制室与衔铁室流体连接的导向通道(130)。
4. 如权利要求3所述的阀，还包括能够选择性地将通到所 述衔铁室的所述导向通道打开和闭合的针阀(136)。
5. —种阀(10)，包括阀体(12)，其包括具有第一阀口 ( 16)和第二阀口 ( 18)的 主室(14);主阀芯(20),其设置在所述主室内并且能够在打开位置和闭合位置之间移动以控制所述第 一 阀口和所述第二阀口之间的流体流动，所述主阀芯在所述主室内形成控制室(30);第一通道(50),其将所述控制室与所述第二阀口连通； 第二通道(96)，其将所述控制室与所述第一阀口连通； 第三通道(40),其将所述控制室与所述第一阀口连通； 第四通道(102)，其将所述控制室与所述第二阀口连通； 导向阀(80),其具有导向阀芯(82)，用于控制所述控制室与所述第 一阀口之间通过所述第二通道的流体流动；压强补偿器(52),其设置在所述主阀芯内，并且通过所述第一通道与所述第二阀口流体连接且通过所述第三通道与所述第一阀口流体连接；以及弹簧(92),其联接在所述压强补偿器和所述导向阀芯之间以提供与所述压强补偿器和所述导向阀芯之间的距离成比例的力。
6. 如权利要求5所述的阀，其中，所述第一通道与所述第 三通道包括共用孔(62),以控制所述第一通道和第三通道中的流 体的流动。
7. 如权利要求6所述的阀，其中，所述共用孔为可变孔， 能够响应于所述共用孔两侧的压差来调节经过所述第一通道和第三 通道进入所述控制室的流体的流速。
8. 如权利要求5所述的阀，其中，所述第二通道包括允许来自所述控制室的流体仅流入所述第一 阀口的单向阀(98 );且所述第四通道包括允许来自所述控制室的流体仅流入所述第二 阀口的单向阀(104)。
9. 如权利要求5所述的阀，其中，所述主阀芯包括能够选 才奪性地控制所述第 一 阀口和所述第二阀口之间的流体流动的圆锥端(24)。
10. —种液压系统(222),包括 增压流体源(224);箱(234);流体致动器(216),其具有第一室(250); 第一阀(228 ),其能够选择性地将所述第一室与所述箱流体连 通；以及第二阀(226 )，其能够选择性地将所述增压流体源与所述第一 室流体连通，其中，所述第一阀和第二阀中的至少一个包括如权利 要求1-5中任一项所述的阀。
全文摘要
力反馈提升阀(10)包括阀体(12)，阀体具有主室(14)、第一阀口(16)和第二阀口(18)。力反馈提升阀还包括设置在主室内并能在打开位置和闭合位置之间移动以控制第一和第二阀口之间流体流动的主阀芯(20)。主阀芯还可在主室内形成控制室(30)。力反馈提升阀还包括使控制室与第二阀口连通的第一通道(50)及使控制室与第一阀口连通的第二通道(96)。力反馈提升阀还包括具有导向阀芯(82)的导向阀(80)，导向阀芯用于控制在控制室和第一阀口之间通过第二通道(96)的流体流动。力反馈提升阀还包括设置在主阀芯内并通过第一通道与第二阀口流体连接的压强补偿器(52)。力反馈提升阀还包括联接在主阀芯和导向阀芯之间以提供与主阀芯和导向阀芯之间的距离成比例的力的第一弹簧(90)、及联接在压强补偿器和导向阀芯之间以提供与压强补偿器和导向阀芯之间的距离成比例的力的第二弹簧(92)。
文档编号F16K31/40GK101688628SQ200880017701
公开日2010年3月31日 申请日期2008年5月22日 优先权日2007年5月31日
发明者P·G·范德克尔克霍威, 马鹏飞 申请人:卡特彼勒公司;卡特彼勒日本有限公司