专利名称：用于串联递进式分配阀的活塞缸筒和制造活塞缸筒的方法
技术领域：
本发明总体涉及串联递进式(series progressive)分配阀。更具体的，本发明涉及用于堵塞出口端口使得流体可以被串联递进地引导至下一个排出端口的接头。
背景技术：
串联递进式分配阀长期存在于现有技术中并包括用于将单个稳定输入的加压流体分成多个分布式爆发流的机构。因此，流体在单个进入端口处被输送到阀体并通过活塞阵列或套筒的周期性操作在流体的压力下被输送到多个分离的出口端口。阀输出根据活塞阵列的运动以预定递进的方式连续循环。例如，传统的串联递进式分配阀包括活塞阵列，在所述活塞阵列中，所有活塞的中心轴线布置在单个平面中。用于活塞的每一个端部的出口通常布置在平行于活塞的平面的平面中。出口穿过被机械加工成阀体的端口的精密系统而被连接到活塞。活塞在由端盖封闭的阀体的缸筒内往复运动。活塞本身包括一对轴向间隔开的底切，使得每一个活塞形成三个凸起。因此，在活塞插入缸筒中并被端盖封闭时，形成四个压力室在活塞的每一个端部处的一个端部室和在活塞内的两个内部室。每一个端部室通过延伸穿过阀体的端口连续连接到下一个活塞的内部室。另外，每一个内部室通过使用单独的端口连接到阀的出口。因此，四个活塞阀包括八个出口。高压进入端口连接每一个活塞缸筒，并且基于每一个活塞的位置，连接用于每一个活塞的内部室中的一个。然而，除了“第一”活塞的端部室连接到“最后一个”活塞的内部室使得活塞可以反向并且可以无限继续该串联递进之外，所有连接和出口在形成在阀体的同一侧和活塞的同一端处。参照附图从现有技术，尤其从授予Snow等人的美国专利第4，312，425号说明典型的串联递进式分配阀的操作，其中所述美国专利显示了一种被简单化的活塞和出口结构。图I显示了典型的串联递进式分配阀的立体图，所述串联递进式分配阀具有由多个块主体10A-10H形成的阀体10。图2显示了包括活塞12A、12B和12C的阀体10的示意图。图I和图2被同时论述。如图所示，活塞12A、12B和12C中的每一个都包括被分别表示为14A、14B、14C、16A、16B、16C、18A、18B 和 18C 的三个凸起。凸起 14A-18C 分别形成底切 20A、20B、20C、22A、22B和22C。活塞12A、12B和12C分别在缸筒24A、24B和24C中往复运动，所述缸筒24A、24B和24C分别形成端部室26A、26B、26C、28A、28B和28C。另外，底切20A-22C形成内部室30A、30B、30C、32A、32B和32C。底切20A-22C中的每一个以及由所述底切形成的室通过被机械加工成阀体10的端口流体连接到另一个底切和阀出口 38A-38F中的一个。具体地，内部泵送室30A通过端口 36A流体连接到端部室28C以及通过端口 40A流体连接到出口 38A。内部泵送室30B通过端口 36B流体连接到端部室26A以及通过端口 40B流体连接到出口 38B。内部泵送室30C通过端口 36C流体连接到端部室26B以及通过端口 40C流体连接到出口 38C。内部泵送室32A通过端口 36D流体连接到端部室26C以及通过端口 40D流体连接到出口 38D。内部泵送室32B通过端口 36E流体连接到端部室28A以及通过端口40E流体连接到出口 38E。内部泵送室32C通过端口 36F流体连接到端部室28B以及通过端口 40F流体连接到出口 38F。高压端口 42将来自入口 44的高压流体分配给缸筒24A-24C。高压端口 42基于凸起16A-16C的位置将入口 44流体连接到内部室30A-32C。高压流体基于活塞12A-12C中的每一个的位置始终将高压流体直接提供给凸起16A-16C中的每一个的一侧。如图所示，高压流体被提供给内部室32A、30B和30C。因此，高压流体分别通过端口 36D、36B、36C也被提供给端部室26C、26A和26B。在图2所示的结构之前的最后一次活塞运动中，低压流体已经从端口 38F通过活塞12B的运动被向下分配通过端口 36F和40F。随后，如图2所示，高压流体被提供给室26B和26C。室26B和26C中的高压流体不会使活塞12B和12C运动，这是因为凸起18B和18C已经与缸筒24B和24C的端盖接合。然而，当端部室28A排出低压流体时，室26A中的高压流体将使活塞12A向下运动。端部室28A中的低压流体通过端口36E使内部室32B中的流体通过端口 40E位移出出口 38E。只要高压流体被提供给入口 44，活塞12A-12C的这种位移就被反复，且端口 36D和 36A连接在活塞的相对端部上的端部室和内部室以允许轴向活塞位置的反向。例如，活塞12C向下移动推动流体通过出口 38A，活塞12B接着向下移动推动流体通过出口 38F，活塞12A接着向下移动推动流体通过出口 38E，接着活塞12C向上移动推动流体通过出口 38D，接着活塞12B向上移动推动流体通过出口 38C，并且最后活塞12A向上移动推动流体通过出口38B。如提及的，为了获得这种周期性运动，阀体10设有由三维端口形成的精密系统。这种端口使用一系列机械加工操作(具体地，钻孔)在多个矩形块中被制造而成。例如，阀体10由图I所示的块10A-10H制造而成。块IOA和IOE包括具有使流体在阵列的端部处的活塞之间按规定路线行进所需的端口的“入口 ”块和“端部”块。中间块10B-10D彼此完全相同并包括活塞缸筒24A-24C。中间块10F-10H彼此完全相同并包括出口 38A-38F。中间块IOB-1OD与中间块IOF-1OH成对以形成活塞和出口组合。为了改变活塞和出口端口的数量，可以移除一对中间块。然而，这种操作例如由于移除和更换螺钉46A-46I使得块的拆卸和重新组装冗长且耗时。在上述授予Snow等人的美国专利第4，312，425号中进一步详细描述了这种组装复杂性。使用多个单独的中间块降低或消除对不必要“开口端”钻孔操作的需要。这些钻孔操作用于连接其它通道，而不是用于形成朝向阀体的外部开口的通道。然而，由于制造限制，钻孔操作是必需的并且开口端必须被堵塞。例如，两个平行端口可能需要通过钻垂直端口来连接。然而，垂直端口不需要被朝向阀块的外部开口。这种端口通常使用焊接在适当的位置的钢珠被封闭，如授予Gruber的美国专利第3，467，222中所述。这些方法因此需要另外的制造步骤，并且会额外地将可能的泄漏点和应力点引入到系统中。在现有技术串联递进阀的其它结构中，出口端口 38A-38F可以通过交叉式端口和塞相互连接。具体地，出口 36C可以为端口以与出口 38A和38B连接。同样地，出口 38F可以为端口以与出口 38E和38D连接。在如此够造而成时，出口 38B可以被堵塞以引导其排放物进入到出口 38C中，使得出口 38C将接收两股流体。另外地，出口 38C可以被堵塞，因此出口 38A可以被构造成接收三股流体。然而，在使用中间块的传统的串联递进阀中，出口38A不能被堵塞，这是因为由于不能被引入到块10A-10H的模块化块设计中的所需的端口的复杂性而在出口 38A与38B之间没有设置端口。换句话说，所需的端口将使得每一个中间块具有唯一的结构。因此，出口 38A变成必须被许可为允许来自阀体10的流体的“终点站”出口，这是因为没有流体可以按规定路线到达另一个出口。因此，如果出口 38A、38B和38C被堵塞，则阀体10的操作将停止。出于相同的理由，出口 38D也变成“终点站”出口。交叉式端口需要通过接头或塞来堵塞出口端口，从而适合通过所述接头或塞防止液体流。这种交叉式管接头在可从SKF公司的Lincoln Industrial买得到的SSV SSVMSeries Valves 的Quicklub Progressive Divider Valves 手册中被显不。然而，这些接头需要使用多个不同的插头和套圈组合。输出组合的其它方法涉及迫使接头黄铜塞进入到出口中。然而，这些塞在重复使用之后磨损并变得无效。
发明内容
串联递进式分配阀包括阀体和活塞。阀体包括流体入口、活塞缸筒、出口孔和端口。流体入口延伸到阀体的外部中。活塞缸筒穿过阀体从第一端延伸到第二端，其中活塞缸筒沿着与活塞缸筒中的每一个相交的第一圆形路径布置。每一个活塞缸筒都包括活塞。 出口孔延伸到阀体中，并且每一个出口孔都包括第一组出口孔和第二组出口孔。端口形成多个通路，所述多个通路使活塞缸筒相互连接并与出口孔连接，使得当高压流体被施加到入口时，活塞中的每一个依次从第一端向第二端往复运动。
图I是由多个分离阀体组制造而成的现有技术串联递进式分配阀的立体图；图2是通过图I的现有技术串联递进式分配阀的横截面的简图，其中显示了经由延伸通过多个阀体组的端口网与出口孔相互连接的活塞缸筒；图3是使用本发明的具有一体式阀块的串联递进式分配阀的润滑系统的立体图，所述阀块具有四个活塞和八个出口；图4是本发明的具有一体式阀块的串联递进式分配阀的第二实施例的立体图，所述一体式阀块具有六个活塞和十二个出口 ；图5是本发明的具有一体式阀块的串联递进式分配阀的第三实施例的俯视图，所述阀块具有由八个活塞阵列形成的圆形布置；图6A是穿过图5的阀块的第一实施例在部分6-6处截得图解横截面，其中显示了插入活塞缸筒中的芳通活塞；图6B是穿过图5的阀块的第二实施例在部分6-6处截得的图解横截面，其中显示了平衡活塞缸筒；图7是本发明的具有一体式阀块的串联递进式分配阀的第三实施例的侧视图，所述阀块具有由八个出口阵列形成的圆形布置；图8是穿过图7的串联递进式分配阀的在部分8-8截得的图解横截面，其中显示了连接阀出口的旁通通道；图9是图3的串联递进式分配阀的部分分解立体图，其中显示了从出口移除的双密封交叉式管接头；图IOA是双密封交叉式管接头的第一实施例在贯穿结构中的横截面图；图IOB是图IOA的双密封交叉式管接头在旁通结构中的横截面图IlA是双密封交叉式管接头的第二实施例在贯穿结构中的横截面图；以及图IlB是图IlA的双密封交叉式管接头在旁通结构中的横截面图。
具体实施例方式图3是使用本发明的一体式串联递进式分配阀102的润滑系统100的立体图，其中所述一体式串联递进式分配阀102具有四个活塞和八个出口。润滑系统100还包括自动流体源104、手动流体源106、软管108A和108B、以及润滑目标110。阀102包括一体式阀块112、活塞台114A-114D、出口 116A-116G以及入口 118。手动流体源106使用任何适当的接头连接到入口 118。例如，入口 118可以包括油枪加油嘴，而手动流体源106可以包括注油枪。可选地，阀102可以连接到在更高压力下提供更大体积的流体的诸如大输出泵的自动流体源104。阀102包括设置在为出口 116A-116G提供输出的台114A-114D内的多个活塞。出 口 116A-116G可以联接到软管以将流体提供给多个目标。如图所示，软管108A连接到包括轴承120的流体目标110。例如,轴承120可以包括车辆中的轮轴轴承或机器中的轴承。软管108B可以联接到另一个轮或需要流体的机器的其它部件上的另一个轴承。阀102从入口 118接收单个输入并将所述输入分成多个输出。阀102还包括位于阀102的相对侧上的第二入口(未示出)，所述第二入口可以代替入口 118使用。虽然仅显示了七个出口 116A-116G，但是每一个活塞台114A-114D为两个出口提供输出，一个朝向活塞的每一个端部。由手动流体源106或自动流体源104提供的压力启动阀102内的活塞以通过在出口 116A-116G中的每一个处输送单个输出脉冲而循环。活塞继续以使输出脉冲循环到相继的出口，只要加压流体被提供给入口 118即可。阀102因此通常在多个目标需要断续的少量润滑油而不是稳定的大量润滑油的情况下(例如，半拖车、施工设备、风轮机和复杂机器)是有用的。阀102由单个材料块(通常为钢或其它金属)组成，从而形成阀块112。阀102在所述的实施例中包括具有六个表面的平行六面体，但是可以包括其它形状。在本发明中，活塞台114A-114D被构造成垂直于出口 116A-116G。例如，阀102包括活塞表面122A和122B，被钻的缸筒延伸穿过所述活塞表面122A和122B以容纳活塞。被钻的缸筒被诸如盖123A-123F的端盖堵塞，以保持活塞并形成活塞台114A-114D。出口 116A-116G由延伸到出口表面124A和124B的孔提供。出口 116A-116G包括可以被构造成联接到软管或被构造成使输出按规定路径达到另一个出口的接头。例如，出口 116A-116D包括接头125A-125D。阀块112可以被构造成具有不同的多个活塞台和不同的多个有源活塞台，从而使得出口和有源出口的数量不同。如图3所示，阀块112被端口化为用于四个活塞和八个出口。如图4所示，阀块112被端口化为用于六个活塞和十二个出口。如图5和图7所示，阀块112被端口化为用于八个活塞和十六个出口。图6A和图6B显示了对于具体的阀块结构可以如何绕过活塞台以减少有源活塞台和出口的数量。图5和图7进一步显示了阀台114和出口 116如何以圆形图案布置以有助于制造并改善性能。图8显示了成圆形布置的出口116如何可以被铅垂在一起以形成减少有源出口的数量的交叉式管接头。图9-1IB显示了可以在出口 116中使用的各种交叉式管接头。在图3-11B中所示的每一种结构中，每一个活塞台114和出口 116都是类拟的，除非另有规定。一个实施例与另一个实施例的唯一变化在于活塞的数量和活塞台与出口所围绕设置的圆的直径。如在整个说明书中所使用的，诸如活塞台、活塞、出口、端盖等的类拟部件使用共用的附图标记表示。每一个附图标记与特定于每一副图的参考字母相关联，使得所述字母未必对应于另一副图的字母，除非另有规定。例如，图3涉及活塞台114A-114D，而图4涉及活塞台114A-114F。图3的活塞台114A不是图4的活塞台114A，但是每一个在功能上是等效 的。关于本发明的操作，基于示意性液体流观点，图3-图IlB的各种串联递进式分配阀以与参照图2所述的大致相同的方式执行。然而，本发明的串联递进式分配阀包括图2中未示出的具有新颖性的端口和孔，所述端口和孔连接各种活塞室和出口并由具有新颖性的制造过程和方法制造而成。图2是为了便于说明总体上的串联递进式分配阀的操作。因此，本发明执行图2中所述的所有过程，但是图2不能描述图3-11B中的所有过程。图4是本发明的具有六个活塞台和十二个出口的一体式串联递进式分配阀102的第二实施例的立体图，其中台114A-116F和出口 116A-116J被示出。活塞台114A-114F中的每一个都被显示为类似于图3的盖123A-123F闭合。类似地，出口 116A-116J中的每一个被显示为连接到类似于图3的接头125A-125D的接头。如上所述，阀块112由单个材料件形成，台114和出口 116被机械加工成所述单个材料件。此外，可以穿过被机械加工成用于活塞台114和出口 116的孔来执行流体地连接活塞台114和出口 116所需的所有机械加工操作。这种机械加工操作通过将活塞台114A-114F放置在活塞表面122A与122B之间以及将出口 116A-116F放置在出口表面124A与124B之间来实现。此外，机械加工操作通过以圆形图案布置活塞台114来实现，如参照图5所述。另外，出口 116以圆形图案的布置允许在其相应出口表面124A或124B上的每一个出口被连接到出口表面上的两个相邻出口，如参照图7所述。图5是本发明的一体式串联递进式分配阀102的第三实施例的俯视图，其中显示了具有以圆形阵列布置的八个活塞台114A-114H的阀块112。活塞台114A-114H中的每一个都包括活塞缸筒126A-126H中的一个。活塞台114A-114H沿着圆128并绕中心点130布置。图6A是穿过图5的阀块112的第一实施例在部分6-6处截得的图解横截面，其中分别显示了活塞缸筒126A-126C和插入活塞缸筒126B中的旁通活塞132以及插入活塞缸筒126A和126C中的活塞134A和134C。活塞缸筒126A-126C设有端盖123A-123F。图5和图6A被同时论述。在图5中，活塞台114A-114H被显示为没有端盖123A-123F，使得活塞缸筒126A-126H是可见的。活塞缸筒126A-126H延伸到阀块112的活塞表面122A直达活塞表面122B，如图6A所示。活塞缸筒126A-126H通过端口网连接以允许流体从一个缸筒达到下一个缸筒，如可以在图6A中部分所示。例如，活塞缸筒126A-126C包括端口 136和138A-138D。活塞缸筒126A-126C还包括有助于连接端盖126A-126F和端口 138A-138D的其它特征。例如，活塞缸筒126A-126H包括反向缸筒140A-140H、底切142A-142F和底切143A-143D。活塞134A和134C分别插入缸筒126A和126C中并通过端盖123A和123D以及端盖123C和123F被密封在缸筒126A和126C中。类似地，旁通活塞132插入活塞缸筒126B中并被端盖123B和123E封闭在活塞缸筒126B中。端盖123A-123F例如被拧入到埋头孔140A-140C以及140I-140K内衬的配合螺纹并被O形环密封。一旦在缸筒126A和126C内部，活塞134A和134C在活塞的端部与端盖之间形成端部室144A-144D。另外，活塞134A和134C包括形成内部室148A-148D的底切146A-146D。活塞134A和134C以及旁通活塞132受到来自端口 136的高压入口流体，所述端口 136使内部室148A-148D相互连接并连接到未示出的其它活塞的内部室。活塞134A和134C受到端部室144A、144C、144D和144F中的高压，使得根据以上说明往复运动。然而，旁通活塞132的长度基本上等于活塞室126B的长度，使得往复运动受到限制。具体地，旁通活塞132的端面接合端盖123B和123E。旁通活塞132不包括形成内部室的底切。旁通活塞132包括中心部150，所述中心部150的直径与活塞缸筒126B大致相同以形成具有非常小的间隙的密封件。中心部150还包括用于容纳闭合间隙的O形环152A和152B的沟槽。中心部150将活塞缸筒126B分成第一流体通道和第二流体通道。旁通活塞132还包括分别在活塞缸筒126B内从底切142B和142E延伸到端部室144B和144E的颈下端部或流动部154A和154B。因此，旁通活塞132是平衡活塞，所述平衡活塞允许流体从通道138A-138D在活塞缸筒126A与126C之间按规定路线简单地通过活塞缸筒126B，而不需要将一股流体分配给出口。被机械加工成用于活塞缸筒126B的阀块112的出口 116被密封接头堵塞。因此，旁通活塞132提供一种用于减小阀块112中的有源活塞台和有源出口的数量而不需要改变阀块112和被机械加工成阀块的端口的装置。因此，例如，图5的阀块112可以从八个有源活塞减小到七个有源活塞。如此构造而成，阀块通过移除平衡活塞和任何密封接头而被变回到八个有源活塞。活塞134A和134C的往复要求每一个活塞的外径与其相关联的活塞缸筒之间的精密公差。由于必须在活塞与缸筒之间获得精密公差，因此缸筒126A-126H的机械加工是制造阀102的重要步骤。例如，活塞在缸筒126A-126H内形成金属-金属密封以防止流体在由活塞形成的端部室与内部室之间泄漏。因此，缸筒126A-126H中的每一个首先使用钻机被大致定位。接下来，活塞台114A-114H中的每一个的其它特征被机械加工成缸筒126A-126H。例如，可以使用平底扩孔钻头形成埋头孔140A-140H，而可以使用半圆(woodruff)刀具(铣刀)形成底切142A-142F。制造活塞缸筒126A-126C的最后一个步骤包括缸筒的珩磨，从而制造具有非常的精密公差的光滑缸筒。如图5所示，活塞台114A-114H沿着圆128布置，所述圆128绕中心点130为中心以有助于阀块112的制造。圆128包括在平行于活塞表面122A的平面中延伸并与每一个缸筒126A-126H相交的几何路径。在一个实施例中，圆128包括与每一个缸筒126A-126H的中心相交的圆周。中心点130与每一个镗孔126A-126H的中心是等距离的，并且镗孔126A-126H绕圆128的圆周相等地分布。如所述的，活塞缸筒126A-126H以圆形阵列布置。这使得活塞缸筒126A-126H还具有多边形轮廓。如图5所示，活塞缸筒126A-126H布置成八边形轮廓。如图4所示，活塞缸筒126A-126F以六边形轮廓布置。如图3所示，活塞缸筒126A-126D以方形轮廓布置。中心点130包括凹痕或凹口，机械加工支撑件可以插入所述凹痕或凹口中以为用于缸筒126A-126H的机械加工点提供参考。具体地，阀块112定位在托架内，所述托架固定阀块并相对于刀具旋转。中心点130以距离每一个活塞台的固定距离为刀具提供指示点。因此，第一粗切割的活塞缸筒可以利用刀具通过使刀具下降和退出进入活塞缸筒中而被珩·磨。托架然后使阀块112沿着圆128旋转等于活塞缸筒之间的适合间距的固定量。一旦托架旋转，下一个活塞缸筒相对于刀具的位置与前一个活塞缸筒相同。因此，刀具仅需要下降到阀块112中并退出，而不需要进一步指示。对每一个粗切割的活塞缸筒重复该过程。通过绕着圆定位活塞缸筒，可以在使阀块112和机械加工设备的重新定位最小化的情况下精确地执行珩磨。此外，中心点130位于阀块112的重心处，使得阀块112被平衡，从而减小支架定位阀块112所需的时间。在活塞缸筒126A-126C完成之后，或在珩磨步骤完成之前，端口 136和端口 138被机械加工成阀块112。端口 136的机械加工例如要求精确位置，使得活塞缸筒126A-126C在适合的时间被开口并相对于活塞134A和134C的移动放置。例如，理想的是以与通过底切146B使内部室148B被开口的大约相同的时间通过活塞134A的底切146A使内部室148A被开口，使得流体体积在阀102中可以被相等地排出。端口 138A-138D相对于钻头必须行进以形成缸筒的距离为小孔。即，与缸筒的长度相比较，缸筒的直径小。通常，在这种情况下，钻头当前进通过材料时具有“游动(walk)”倾向。这使得能够将精确位置至少预测成活塞缸筒的精确开口所需的精度，在该精确位置处钻头将略微不可预测地穿过活塞缸筒。参照图6B，本发明采用结合底切142C和142F的两级式钻孔过程以减轻与钻头游 动相关联的问题。端口 138B和138D包括分别将端部室144A和144D连接到底切142C和142F的对角线通路。端口 138B和138D通过在活塞缸筒126C内执行机械加工而形成。首先，使用具有第一直径的钻头部分地钻端口 138B和138D以形成分别在后缸筒156B和156D上延伸的端口的第一长度。第一直径相对于端口 138A-138D的长度较大以使游动最小化。后缸筒156B和156D允许较小直径的钻头更靠近活塞缸筒126C插入阀块112中，使得较小直径的钻头用于穿过底切142A-142F。较小直径的钻头仅需要穿过端口的比总长度短的第二长度以再次使游动最小化。底切142A-142F使用半圆刀具被精确定位，所述刀具可以直接相邻于活塞缸筒126C定位在适合的位置。具体地，底切142A-142F定位在适合对内部室148B和148C开口的精确点处。底切142A-142F包括相邻于活塞缸筒126A的空隙，所述空隙增加缸筒的局部横截面面积。底切142A-142F完全围绕活塞缸筒126A和126C的圆周延伸。底切142A-142F因此形成用于与钻头相交的较大表面面积。具体地，底切142A-142F产生以正确的角度在精确位置处与活塞缸筒126C相交的一对水平(相对于图6B)表面。底切142A-142F产生用于钻头相交的较大目标的单个垂直(相对于图6B)表面。垂直表面的高度大于用于使后缸筒156B和14 与底切142C和142F连接的钻头的较小直径的直径。产生的几何形状是圆柱形底切。当底切完全包围水平表面时，钻头与竖直表面相交的精确位置不是重要的。只要钻头穿过垂直表面，端口 138B将与内部通道148B流体连接，且水平表面确保所述连接产生于适合位置处。这种钻孔和机械加工处理减少了超出规格之外所制造的阀块112的数量并增加阀102的体积输出的精度。底切143以其它方式改善阀102的操作。例如，底切143A和143B减小加载在活塞134A上的点。例如，如图6B所示，端口 165A使活塞缸筒126A没有与活塞134A的侧部相交。同样地，端口 1651没有使活塞缸筒126A与活塞134A的侧部相交。通常，在没有底切143A和143B的情况下，移动通过端口 165A和1651并进入到内部室148A和148D的流体(当活塞134A的底切146A和146B被如此定位时)仅在底切143A或143B的圆周的一部分处撞击活塞134A。这种不平衡将对活塞134A在活塞缸筒126A内的往复运动产生轻微扰动，从而增加活塞台114A处的磨损。然而，底切143A和143B围绕活塞134A的整个圆周分布流入流体的力。因此，活塞134A的直线往复运动相对于活塞缸筒126A在径向方向上没有被扰动。参照图6B，用于减小阀块112内的有源活塞台和有源出口的第二装置不需要改变阀块112和在阀块112内被机械加工而成的端口的几何形状。除了活塞缸筒126B没有从活塞表面122A延伸穿过到达活塞表面122B之外，图6B的实施例以与图6A的实施例的相同方式被机械加工。另外地，底切142B和142E(图6A)被省略。活塞缸筒126B被柱缸筒158A和158B代替。柱缸筒158A充分远地延伸到活塞表面122A中以在第一位置处与端口138A相交。柱缸筒158B充分远地延伸到活塞表面122B以在第二位置处与端口 138C相交。在底切142B和142E被定位的情况下出现这种相交。除了在这种情况下，当流体仅需要从端口 138A通到138B和从端口 138C通到138D以将流体输送到定位底切142C和142F的内部室148B和148C时，不需要柱缸筒158A和158B与端口 138A和138C精确相交。因此，例如，图5的阀块112可以从八个有源活塞减小到七个有源活塞。
柱缸筒158A和158B可以使用用于机械加工活塞缸筒126A和126C的机械加工指令的子集被机械加工成阀块112。例如，代替对活塞缸筒126B钻孔，柱缸筒158A和柱缸筒158B被机械加工。然而，另外的机械加工步骤是相同的，例如用于埋头孔140B和140J以及端口 138A和138C的机械加工步骤。用于底切142B和142E的机械加工被简单省略。这使得柱缸筒158A和158B具有装配在机械加工活塞缸筒所需的包络内的移除材料的包络。因此，如果适合，则柱缸筒158A和158B可以通过用机械加工活塞缸筒的指令在柱缸筒158A和158B的位置处简单地重新机械加工阀块112被转换成活塞缸筒。具体地，形成柱缸筒158A与158B之间的分配器的阀块112的材料的一部分可以被机械加工掉并且增加底切142B 和 142E。图7是本发明的串联递进式分配阀102的第三实施例的侧视图，其中显示了具有以圆形阵列布置的八个出口 116A-116H的阀块112。出口 116A-116H中的每一个包括出口孔160A-160H中的一个。出口 116A-116H沿着圆162并围绕入口 118布置。出口孔160A-160H连接旁通通道164A-164H与端口 165A-165H，所述端口 165A-165H延伸到阀块112以连接接合活塞134的底切146A-146F(图6A)中的一个的底切143。图8是穿过图7的串联递进式分配阀102的在部分8-8处截得的图解横截面，其中显示了连接阀出口 160A-160D的旁通通道164A-164D。图8显示了联接到116A-116D的交叉式管接头166A-166D。在图7中，交叉式管接头被省略，使得出口孔160A-160H可见。图7和图8被同时论述。如图7所示，出口孔160A-160H沿圆162被布置，该圆围绕入口 118定中心。圆162包括在平行于出口表面124A的平面中延伸并与每一个出口孔160A-160H相交的几何路径。在一个实施例中，圆162包括与每一个孔160A-160H的中心相交的圆周。入口 118距离每一个孔160A-160H相等距离，并且孔160A-160H围绕圆162的圆周相等地分布。如所述的，孔160A-160H被布置成圆形阵列。这导致孔160A-160H还具有多边形轮廓。如图7所示，孔160A-160H以八边形轮廓被布置。然而，出口孔160A-160H不需要被布置成真正的圆形阵列。例如，孔160A-160H可以围绕椭圆形阵列或多边形阵列被布置。然而，两个出口孔必须与每一个活塞缸筒对齐。具体地，出口孔160A-160H被布置成接近结构，使得每一个出口都可以被连接到开路流动路径，该开路流体路径连接出口表面124A和124B中的每一个上的全部出口。在出口孔160A-160H以圆形阵列布置的情况下，出口孔160A-160H彼此充分靠近以允许端口 165A-165H中的相邻端口相互连接。由于出口 116A-116H设置在一对表面上，垂直于一对表面的出口表面124A和124B、阀面122A和122B(活塞台114A-114H设置在所述阀面上)的事实，圆形端口的这种布置被允许。这种圆形布置允许阀块112以更加紧凑的方式形成。这种布置还避免对使用“入口”块和“端部”块的使用，如以上参照的现有技术所述，并允许出口如这里所述被连接。因此，阀102不包括不会被交叉式管接头堵塞的任何“终点站”出口。
出口孔160A-160H延伸到出口表面124A中，仅用于连接到端口 165A-165H。旁通通道164A-164H中的每一个将出口孔160A-160H中的一个连接到端口 165A-165H中的相邻端口。旁通通道164A-164H不是必须延伸通过孔160A-160H的中心，使得所述旁通通道不需要形成为真正的圆。然而，旁通通道164A-164H形成上述多边形轮廓。旁通通道164A-164H成角度，使得钻头可以被插入中出口孔160A-160H中以与端口 165A-165H相交。旁通通道164A-164H与端口 165A-165H —起形成开路流动路径，来自任一个出口中的流体可以在所述开路流动路径中按规定路线行进。如图8所示，出口孔160A-160D联接到交叉式管接头，交叉式管接头被构造成当接头125AU25B和12 被构造时仅允许流体进入到联接器168A-168D中，或者当接头125C使用螺纹接合部170与塞169被构造在一起时，所述交叉式管接头允许流体进入到联接器168A-168D中以在塞的协作下允许流入到旁通通道164A-164D 中。图9是图3的串联递进式分配阀102的部分分解立体图，其中显示了从出口 116A移除的双密封交叉式管接头125B。交叉式管接头125B包括适配器171、第一密封件172和第二密封件174。如参照图7所述，出口 116A-116D包括允许流体从一个出口流动到下一个出口的旁通通道164A-164D。然而，不适合的是使出口 116A-116D始终相互连接。交叉式管接头125B的密封件172和174可以被构造成允许流体从出口孔160B流动通到联接器168A(图IOA和图11A)，或者借助于塞170从出口孔160B流动通到旁通通道164B(图IOB和 11B)。图IOA是双密封交叉式管接头125B的第一实施例处于直通结构中的横截面图。交叉式管接头125B包括适配器171、第一密封件172和第二密封件174。适配器171包括联接段176，所述联接段176包括第一直径部176A和第二直径部176B。适配器171形成联接器168B(图8、9)，出口软管可以联接到所述联接器168B或塞170 (图9)可以装配到所述联接器168B中。第一直径部176A包括从轴向延伸部176向外径向延伸的环形段。第一直径部176A包括接合出口孔160B中的配合螺纹的螺纹178。第一直径部176A在联接段176中形成沟槽179。第二直径部176B包括来自具有较小直径的第一直径部176A的轴向延伸部。第二直径部176B包括沟槽180，第二密封件174定位在所述沟槽180中。第一密封件172邻近出口孔160B中的斜面184定位在沟槽179中。内部通道184延伸穿过联接段176并进入到适配器171中以与联接器168A相交。适配器段176因此形成围绕通道184的侧壁。联接段176插入出口孔160B中，使得适配器171接合阀块112的外部。第一直径部176A的螺纹接合部178接合出口孔160B中的配合螺纹。另外，内部通道184和端口165B连接，而旁通通道和第一直径部176A连接。如此被插入，沟槽179的底部和沟槽180的底部径向背对通道184而面向出口孔160B。在所示的实施例中，第一密封件172包括绕沟槽179的底部表面装配的橡胶O形环。当接头125B与出口孔160B组装在一起时，密封件172被压缩在沟槽179与斜面182之间以防止流体从阀体112泄漏。具体地，能够防止存在于旁通通道164B中的诸如来自未示出的旁通通道164B的端部处的出口的流体从阀体112移出。同样地，第二密封件174包括绕沟槽180的底部表面装配的橡胶O形环。在其它实施例中，密封件172和174可以包括其它类型的O形环或其它类型的密封件，如参照图IlA和IlB所述。当接头125B与出口孔160B组装在一起时，密封件174被压缩在沟槽180与出口孔160B之间以防止流体从阀体112泄漏。具体地，能够防止来自端口 165B的流体在联接段176与阀块112之间通过而达到旁通通道164B。密封件174阻碍流体接合螺纹接合部178。因此，来自端口 165的所有流体按照规定路线直接进入到通道184中并从接头125A出来。因此，连接到联接器168A并包括螺纹接合部170 (图8)的软管将接收由阀102分配的流体。密封件174可以被移除， 并且联接器168A被塞170封住以使来自端口 165B的流体转向到旁通通道164B中。图IOB是图IOA的双密封交叉式管接头125B处于旁通结构中的横截面图。在图IOB中，密封件174从沟槽180被移除，但是密封件172保持在沟槽179中。塞170被拧入到联接器168A中以阻挡流体流动通过适配器171。因此，端口 165B与旁通通道164B流体联接。第二直径部176B具有略微小于出口 160B直接包围部分176B的部分的直径，使得流体可以在所述第二直径部176B与所述出口 160B的部分之间通过。第二直径部176B还具有小于第一直径部176A的直径的直径，使得能够阻碍流体流朝向第一密封件172行进。第一直径部176A还包括使流体向后朝向旁通通道164B偏转的倾斜肩部186。然而，流体通过密封件172的存在被防止继续在出口 160B与适配器171之间流动。因此，流体从端口 165B流动到旁通通道164B以与不同的出口连接并离开阀块112。图IIA是双密封交叉式管接头125B的第二实施例处于直通结构下的横截面图。图IlB是图IlA的双密封交叉式管接头125B处于旁通结构下的横截面图。在图IlA和IlB的实施例中，除了没有通道180之外，接头125B包括与图IOA和IOB的实施例的所有相同特征。另外，在图IlA和IlB中，密封件174被换成表面密封件188。表面密封件188外接于部分176B并接合第一部176A的轴向表面190。当接头125B拧入到孔160B中时，表面密封件188被压缩在轴向表面190与孔160B的相应轴向表面之间。在所示的实施例中，表面密封件188包括具有大致平坦轴向面对表面的聚合表面密封件。具体地，表面密封件188包括内金属环，聚合垫圈围绕所述内金属环装配，如本领域所公知的。虽然已经参照优选的实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可以在形式和细节上进行改变。
权利要求
1.一种串联递进式分配阀，包括 阀体，所述阀体包括 延伸到所述阀体的外部中的流体入口； 多个活塞缸筒，所述多个活塞缸筒穿过所述阀体从第一端延伸到第二端，其中所述活塞缸筒沿着与所述活塞缸筒中的每一个相交的第一圆形路径布置，每一个活塞缸筒都包括活塞; 延伸到所述阀体中的多个出口孔，所述多个出口孔包括 第一组出口孔；和 第二组出口孔；以及 形成多个通路的端口，所述多个通路使所述活塞缸筒相互连接并与所述多个出口孔连接，使得当高压流体被施加到所述入口时，所述活塞中的每一个依次从第一端向第二端往复运动。
2.根据权利要求I所述的串联递进式分配阀，其中 所述阀体包括由单个材料件形成并具有多个表面的平行六面体块； 其中所述多个活塞缸筒中的每一个在第一对相对表面之间延伸，并且所述第一圆形路径在平行于所述第一对相对表面的平面中延伸；以及 其中所述第一组出口孔和所述第二组出口孔在第二对相对表面之间相等地分布。
3.根据权利要求2所述的串联递进式分配阀，其中，所述第二对相对表面垂直于所述第一对相对表面。
4.根据权利要求2所述的串联递进式分配阀，其中，所述出口孔沿着在平行于所述第二对相对表面的平面中延伸的第二圆形路径布置，所述第二圆形路径与所述出口孔中的每一个相交。
5.根据权利要求4所述的串联递进式分配阀，其中，所述第二圆形路径的圆周与所述出口孔的中心相交，并且所述出口孔绕所述第二圆形路径的圆周相等地间隔开。
6.根据权利要求2所述的串联递进式分配阀，其中，所述第一圆周路径与所述多个活塞缸筒中的每一个的中心相交。
7.根据权利要求6所述的串联递进式分配阀，其中，所述活塞缸筒的中心绕所述第一圆形路径的圆周相等地间隔开。
8.根据权利要求2所述的串联递进式分配阀，其中，所述第一圆形路径的中心延伸通过所述阀体的重心。
9.根据权利要求2所述的串联递进式分配阀，还包括中心凹口，所述中心凹口设置在所述第一圆形路径的中心处，所述凹口与每一个活塞缸筒等间距。
10.根据权利要求I所述的串联递进式分配阀，其中，每一个活塞都包括 第一端面，所述第一端面用于在活塞延伸通过的活塞缸筒内限定第一端部室的一部分； 第二端面，所述第二端面用于在活塞延伸通过的活塞缸筒内限定第二端部室的一部分； 第一底切，所述第一底切用于在活塞延伸通过的活塞缸筒内限定第一内部室的一部分；和第二底切，所述第二底切用于在活塞延伸通过的活塞缸筒内限定第二内部室的一部分。
11.根据权利要求10所述的串联递进式分配阀，其中，形成多个通路的所述端口对于每一个活塞都包括 第一通路和第二通路，所述第一通路和所述第二通路将所述内部室中的每一个连接到单独的出口； 第三通路和第四通路，所述第三通路和所述第四通路将所述内部室中的每一个连接到端部室。
12.根据权利要求11所述的串联递进式分配阀，还包括多个底切，所述多个底切位于所述第三通道和所述第四通道与所述内部室的交点处。
13.—种制造串联递进式分配阀的方法，所述方法包括以下步骤 将多个活塞缸筒钻进到平行六面体阀块中，每一个活塞缸筒与所述阀块的中心等间距； 相对于机械加工工具定位所述阀块，使得所述机械加工工具与第一活塞缸筒对准； 通过使所述机械加工工具下降并后退到第一活塞缸筒中珩磨所述第一活塞缸筒；以及 在所述阀块的中心处旋转所述阀块以对所述多个活塞缸筒中的另一个进行标示。
14.根据权利要求13所述的制造串联递进式分配阀的方法，还包括以下步骤在珩磨所述活塞缸筒之前，通过所述活塞缸筒机械加工所述阀块以包括使所述活塞缸筒相互连接的端口。
15.根据权利要求14所述的制造串联递进式分配阀的方法，还包括以下步骤 通过所述活塞缸筒机械加工所述阀块以在所述活塞缸筒中包括底切；以及 机械加工所述端口以与所述底切相交。
16.根据权利要求13所述的制造串联递进式分配阀的方法，其中，所述中心包括重心。
17.根据权利要求13所述的制造串联递进式分配阀的方法，其中，所述活塞缸筒穿过所述阀块从第一表面延伸到第二表面。
18.根据权利要求13所述的制造串联递进式分配阀的方法，其中，所述多个活塞缸筒以圆形阵列布置。
19.根据权利要求18所述的制造串联递进式分配阀的方法，其中，所述多个活塞缸筒以多边形结构布置。
20.根据权利要求13所述的制造串联递进式分配阀的方法，其中，所述阀块以相等的量旋转以便对另一活塞缸筒进行指示，使得所述活塞缸筒彼此被相等地间隔开。
全文摘要
本发明公开了一种串联递进式分配阀，该串联递进式分配阀包括阀体和活塞。阀体包括流体入口、活塞缸筒、出口孔和端口。流体入口延伸到阀体的外部中。活塞缸筒穿过阀体从第一端延伸到第二端，其中活塞缸筒沿着与活塞缸筒中的每一个相交的第一圆形路径布置。每一个活塞缸筒都包括活塞。出口孔延伸到阀体中，并且每一个出口孔都包括第一组出口孔和第二组出口孔。端口形成多个通路，所述多个通路使活塞缸筒相互连接并与出口孔连接，使得当高压流体被施加到入口时，活塞中的每一个依次从第一端向第二端往复运动。
文档编号F16K31/363GK102939491SQ201180026226
公开日2013年2月20日 申请日期2011年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者安德鲁·J·卡尔菲克, 安东尼·J·库实尔, 丹·D·特优, 安德鲁·J·约翰逊 申请人:格瑞克明尼苏达有限公司