專利名稱：容錯排放閥組件的制作方法
容錯排放閥組件
背景技術：
液壓系統的多功能性和靈活性使得它比與其它傳遞動力的方法相比具備眾多優 點。但是，與許多動力系統一樣，必須對液壓系統進行適當的保護以防止出現問題。液壓系統中可能發生的常見問題是進氣。液壓系統中的進氣通常是由于空氣通過 入口管線中的泄漏處或由于儲液器中的低液面進入液壓系統而造成的。如果液壓系統的流 體中的空氣未被釋放，則空氣將朝泵的構件爆炸。這種空氣爆炸釋放大量的能量，其會導致 泵的損壞，隨著時間推移，這會導致泵過早出現故障。雖然現有技術已采用通氣閥來釋放液壓系統中的空氣，但這樣的閥并不防止由于 閥構件故障而導致的閥的液壓泄漏。液壓系統中的泄漏會導致問題，因為其使得液壓流體 從液壓系統排出。隨著液壓系統中液壓流體的減少，儲液器中的液位降低。如前所述，液壓 系統中進氣的危險隨著液壓系統中液壓流體量的減小而增加，這潛在地縮短了液壓系統構 件的壽命。
發明內容
本發明的一方面涉及一種排放閥組件。該排放閥組件包括具有流體入口、流體出 口以及與流體入口和流體出口流體連通的流體通路的控制組件。機電閥設置在該控制組件 中。該機電閥提供通路與流體出口之間的選擇性流體連通。流體傳感器與該通路流體連通。 該流體傳感器包括傳感頭并且與機電閥電氣連通。閥組件設置在控制組件的通路中。該閥 防止流體入口與流體出口之間的非氣態流體的流體連通。本發明的另一方面涉及一種用于液壓系統的排放閥組件。該排放閥組件包括具有 流體入口和流體出口的控制組件。該控制組件包括第一殼體和第二殼體。第一和第二殼體 共同限定與流體入口和流體出口流體連通的通路。第一殼體限定該通路的第一部分，第二 殼體限定該通路的第二部分。流體傳感器設置在第一殼體中。流體傳感器包括至少部分地 設置在該通路的第一部分中的傳感頭。電磁閥設置在第二殼體中。該電磁閥包括選擇性地 位于該通路的第二部分中的銜鐵。該銜鐵提供通路與流體出口之間的選擇性流體連通。閥 組件設置在第一殼體與第二殼體之間。該閥組件包括浮子件和閥座，該閥座具有穿過閥座 的流體通道。浮子件適于通過阻斷非氣態流體流經閥座的流體通道而防止非氣態流體接觸 電磁閥。本發明的另一方面涉及一種液壓系統。該液壓系統包括流體儲液器。該液壓系統 還包括一通路。該通路與流體儲液器的頂部流體連通。流體傳感器包括與通路流體連通的 傳感頭。流體傳感器設置在流體儲液器下游。機電閥設置在流體傳感器下游。該機電閥包 括選擇性地位于通路中的銜鐵。該銜鐵適于響應來自流體傳感器的電氣信號而選擇性地排 出通路中的氣態流體。備用閥組件設置在位于流體傳感器與機電閥之間的通路中。該備用 閥組件包括閥座和浮子件。閥座和浮子件適合于防止非氣態流體在備用閥組件的下游流 動。下面的描述將陳述其它各個方面。這些方面可涉及單獨的特征和特征的組合。應理解，前面的總體描述和下文的詳細描述只是示例性和說明性的，且并非對文中公開的實 施例所基于的寬泛概念加以限制。
圖的實例。
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圖1是具有一特征的液壓系統的示意圖一該特征作為根據本發明原理的一方面
系統中的光電傳感器中的第一光路的示意圖< 光路的示意圖。
具體實施例方式現將對在附圖中示出的本發明的示例性方面進行詳細說明。在可能的情況下，所 有附圖中將使用相同的附圖標記來表示相同或相似的結構。現參照圖1，示出了總體上以10表示的簡化的液壓系統的示意圖。液壓系統10包 括儲液器12、泵14、在此作為馬達示出的致動器16以及總體上以20表示的排放閥組件。在 一個實施例中，液壓系統10設置在航空應用上，例如設置在飛行器上。在所涉及的實施例中，儲液器12提供用于保持用于液壓系統10的流體的容器。泵 14的流體入口和致動器16的流體出口與儲液器12流體連通。如前所述，液壓系統中的常見問題是液壓系統的液壓流體中存在空氣。如果液壓 系統10的液壓流體中的這種空氣未被釋放，則空氣可能朝泵14的構件爆炸，由此導致潛在 地損壞泵14。在所涉及的實施例中，排放閥組件20適于檢測和釋放液壓系統10中的空氣。在 圖1所示的實施例中，排放閥組件20與儲液器12的頂部流體連通。現參照圖1和圖2，示出了排放閥組件20的一個實施例。排放閥組件20包括總體 上以22表示的控制組件。控制組件22包括流體傳感器M、總體上以沈表示的閥組件以及 機電閥28，隨后將對各者進行更詳細的描述。現參照圖2-5，控制組件22包括第一殼體30和第二殼體32。在所涉及的實施例 中，第一殼體30和第二殼體32由多個緊固件34(例如，螺栓、螺釘等)以緊密密封接合的 方式保持在一起。但是，應理解，本發明的范圍并不限于緊密密封接合的第一殼體30和第 二殼體32，這是因為第一殼體30和第二殼體32可分開設置在控制組件22中。第一殼體30和第二殼體32中的每一個限定用于接收或排出流體的流體端口 36。 在所涉及的實施例中，第一殼體30限定用于接收流體的流體進入端口 36a，而第二殼體32 限定用于排放流體的流體排出端口 36b。控制組件22的第一殼體30和第二殼體32進一步限定提供流體進入端口 36a和流體排出端口 36b之間的流體連通的流體通路38。在所涉及的實施例中，第一殼體30限定流體通路38的第一部分40。流體通路38 的第一部分40從流體進入端口 36a延伸至第一殼體30的端面44中的第一腔室42。在所 涉及的實施例中，第一腔室42的直徑大于流體通路38的第一部分40。第一殼體30包括傳感器端口 46。傳感器端口 46與流體通路38的第一部分40—其 位于流體進入端口 36a與第一腔室42之間一流體連通。傳感器端口 46適合于接納流體 傳感器M。在一個實施例中，傳感器端口 46包括適合于接納流體傳感器M上的多個外螺 紋的多個內螺紋。第一殼體30進一步包括安裝座48。安裝座48適合于將排放閥組件20安裝在儲 液器12上。在所涉及的實施例中，安裝座48從第一殼體30的一側50向外延伸。安裝座 48限定多個孔52-所述孔延伸穿過安裝座48并適合于接納多個安裝緊固件M。在所涉 及的實施例中，且僅舉例而言，安裝座48包括四個孔52。第一殼體30的安裝座48進一步包括與流體進入端口 36a接合的連接器56。在所 涉及的實施例中，連接器56與流體進入端口 36a之間的接合為螺紋接合。連接器56限定 穿過連接器56的中心的、與流體進入端口 36a流體連通的通道58(圖4中用虛線示出)。 連接器56包括適合于被接納在儲液器12上的端口中的外表面60。第二殼體32限定流體通路38的第二部分62。流體通路38的第二部分62從流體 排出端口 36b延伸至位于第二殼體32的端面66中的第二腔室64。在所涉及的實施例中， 第二腔室64的內徑大致等于第一殼體30中的第一腔室42的內徑并且通常大于流體通路 38的第二部分62的內徑。第二殼體32包括閥端口 68。閥端口 68與流體通路38的第二部分62—其位于流 體排出端口 36b與第二腔室64之間一流體連通。閥端口 68適于接納機電閥28。現將參照圖5-7描述流體傳感器M。流體傳感器M為光電傳感器。適合與排 放閥組件20聯用的流體傳感器24由Eaton-iTedeco作為htellisenseLevelPro Series Liquid Level Sensors 售賣。流體傳感器M包括具有傳感頭72的體部70。傳感頭72由透明材料(例如，玻 璃、塑料等)制成并大致成形為棱鏡。在所涉及的實施例中，流體傳感器M的傳感頭72至 少部分設置在流體通路38的第一部分40中。光源(例如，發光二極管等)74、光接收器76和微處理器78設置在流體傳感器M 的體部70的內腔中。光源74將光傳播至傳感頭72。如果傳感頭72位于非氣態的流體中， 則從光源74發出的光順著第一光路，其中光線如圖6所示被反射回到位于流體傳感器M 的內腔中的光接收器76。如果傳感頭72位于氣態的流體例如空氣中，則從光源74發出的 光順著第二光路，其中光線如圖7所示經傳感頭72折射。現將參照圖5描述機電閥28。在所涉及的實施例中，機電閥28為具有線圈80和 銜鐵82的電磁閥。銜鐵82的至少一部分設置在線圈80的孔口中。銜鐵82包括從線圈80的孔口向 外延伸并設置在流體通路38的第二部分62中的端部84。銜鐵82的端部84選擇性地阻斷 排放閥組件20的流體進入端口 36a和流體排出端口 36b之間的流體連通。在所涉及的實 施例中，銜鐵82被偏壓至閉合位置，其中流體進入端口 36a與流體排出端口 36b之間的流體連通被阻斷。在一個實施例中，彈簧86將銜鐵82偏壓至閉合位置。現將參照圖5-7描述流體傳感器M和機電閥觀的操作。在所涉及的實施例中， 線圈80與流體傳感器M的微處理器78選擇性地電連通。響應于從流體傳感器M的光接 收器76接收的信號，微處理器78相應地致動機電閥28的線圈80。例如，如果傳感頭72 位于氣態的流體(例如，空氣等)中，則光接收器76沒有接收到從光源74發出的光，這是 因為發出的光被折射出傳感頭72。在此情形中，流體傳感器M的微處理器78從光接收器 76接收一信號并致動機電閥觀的線圈80。當線圈80被致動時，銜鐵82在線圈80的孔口 中縮回至開啟位置。在銜鐵82處于開啟位置的情況下，流體排出端口 36b與流體進入端口 36a開啟流體連通，由此允許流體通路38中的流體流出流體排出端口 36b。但是，如果流體傳感器M的傳感頭72位于非氣態的流體(例如，液壓流體等) 中，則流體傳感器M的光接收器76接收從光源74發出的光，其如圖6所示反射離開傳感 頭72。在此情形中，流體傳感器M的微處理器78不致動機電閥觀的線圈80。由于機電 閥28被偏壓至其中流體進入端口 36a與流體排出端口 36b之間的流體連通被阻斷的閉合 位置，所以防止非氣態流體從流體排出端口 36b排出。在所涉及的實施例中，流體傳感器M的微處理器78適于解譯從光接收器76接收 的信號。例如，可對微處理器78進行編程以識別傳感頭72上的小滴流體、環境光和傳感頭 72上的非氣態流體的濺灑。這種識別減少或消除了流體傳感器M的錯誤操作和排放閥組 件20的錯誤操作。現參照圖5和圖8-10，示出了閥組件26。在所涉及的實施例中，閥組件沈為排放 閥組件20提供備用或容錯的特征。例如，如果機電閥觀的銜鐵82無法從線圈80完全伸出 并因此無法完全阻斷流體通路38、或者如果流體傳感器M無法致動機電閥28的線圈80， 則閥組件沈適于防止來自儲液器12的非氣態流體通過流體排出端口 36b排出。該特征是 有利的，因為它允許儲液器12在流體傳感器M或機電閥觀發生故障的情況下保持其流體 容積。閥組件沈包括浮子件90和浮子座92。在所涉及的實施例中，浮子件90 —般呈球形形狀并且體部是中空的。在圖5所示 的實施例中，浮子件90設置在流體通路38的第一部分40的第一腔室42中。為了將浮子 件90保持在第一腔室42中，浮子件90的外徑大于流體通路38的第一部分40的內徑。現參照圖8-10，示出了浮子座92。浮子座92包括閥座94和凸緣96。閥座94 一般呈圓筒形形狀并且包括第一軸向端部98a和相對地設置的第二軸向 端部98b。閥座94限定沿著閥座94的縱向軸線102延伸貫穿第一軸向端部98a和第二軸 向端部98b的流體通道100。流體通道100的內徑小于浮子件90的外徑。閥座94的第一軸向端部98a限定通向流體通道100的第一開口 104。在所涉及的 實施例中，第一開口 104的內徑從第一軸向端部98a的第一軸向端面106往流體通道100 逐漸變小。第一開口 104在第一軸向端面106處的內徑大于浮子件90的外徑，使得浮子件 90可被容納在第一開口 104內。第一軸向端部98a的第一外表面108的尺寸設計成被接納在第一殼體30的第一 腔室42中。第一軸向端部98a的第一外表面108限定第一凹槽110。在所涉及的實施例 中，第一凹槽110適合于接納例如0形圈的第一密封件112 (在圖5中示出)，其適于提供第 一軸向端部98a與第一殼體30的第一腔室42之間的流體密封。
閥座94的第二軸向端部98b限定通向流體通道100的第二開口 114。在所涉及的 實施例中，第二開口 114的內徑從第二軸向端部98b的第二軸向端面116往流體通道100 逐漸變小。第二軸向端部98b的第二外表面118的尺寸設計成與第二殼體32的第二腔室64 松配合地接合。第二軸向端部98b的第二外表面118限定第二凹槽120。在所涉及的實施 例中，第二凹槽120適合于接納第二密封件122，其適于提供第二軸向端部98b與第二殼體 32的第二腔室64之間的流體密封。浮子座92的凸緣96沿大致垂直于縱向軸線102的方向從閥座94向外延伸。在 所涉及的實施例中，凸緣96沿著閥座94縱向的設置使得第一軸向端部98a和第二軸向端 部98b大致對稱。第一軸向端部98a和第二軸向端部98b的這種對稱布置保證了排放閥組 件20的容易組裝，這是因為第一軸向端部98a和第二軸向端部98b將均配合在第一殼體30 的第一腔室42和第二殼體32的第二腔室64中。在所涉及的實施例中，凸緣96適于設置在第一殼體30的端面44與第二殼體32 的端面66之間。凸緣96限定適于接納多個緊固件34的多個貫通孔124。在所涉及的實施 例中，凸緣96的外周類似于第一殼體30和第二殼體32的外周成形。現將參照圖1和圖5描述排放閥組件20的容錯特征的操作。來自儲液器12的流 體通過流體進入端口 36a進入排放閥組件20。流體進入流體通路38的第一部分40并與 流體傳感器M的傳感頭72接觸。如果流體是氣態的，則來自流體傳感器M的光源74的 光折射通過傳感頭72。當光折射通過傳感頭72時，光接收器76向微處理器78發送信號。 響應來自光接收器76的信號，微處理器致動機電閥觀的線圈80。 流體通路38的第一部分40中的氣態流體在浮子件90周圍流動并流入閥組件沈 的流體通道100中。由于浮子件90是體部中空的部件，所以氣態流體的壓力能夠升高浮子 件90，使得氣態流體可在浮子件90周圍流動并流入流體通道100。氣態流體然后流入流體通路38的第二部分62。在機電閥觀的線圈80被致動的 情況下，氣態流體流經第二部分62并流出流體排出端口 36b。如果當非氣態流體位于流體通路38的第一部分40中時機電閥觀保持處于開啟 位置而不是返回閉合位置，則閥組件沈防止非氣態流體進入流體通路38的第二部分62。 隨著非氣態流體進入第一殼體30的第一腔室42，浮子件90升高并進入閥座94的第一軸向 端部98a的第一開口 104。浮子件90上升，直到其阻斷非氣態流體進入閥座94的流體通道 100。在浮子件90阻斷流體進入閥座94的流體通道100的情況下，即使機電閥28處于開 啟位置，也防止了非氣態流體流經流體排出端口 36b。排放閥組件20的閥組件沈潛在地是有利的，因為它防止儲液器12由于機電閥觀 的錯誤致動或機電閥觀保持在開啟位置而被清空。雖然在優選實施例中閥組件沈位于流 體傳感器M與機電閥觀之間，但本發明的范圍并不限于處于流體傳感器M與機電閥觀 之間的閥組件26。在可選實施例中，閥組件沈可位于機電閥28與流體排出端口 36b之間。 但是，在閥組件沈設置在流體傳感器M與機電閥28之間的情況下，閥組件沈保持機電閥 28不會與非氣態流體接觸，這會潛在地延長機電閥觀的壽命。雖然已考慮到液壓系統10中的空氣描述了排放閥組件20，但應理解，本發明的范 圍并不限于在液壓系統中使用排放閥組件20，因為排放閥組件20可適于從非氣態流體系統釋放任何氣態流體。 此公開內容的各種改型和變型對本領域的技術人員來說將變得明顯而不脫離此 公開內容的范圍和精神，并且應當理解，此公開內容的范圍并不由文中所述的說明性實施 例不恰當地限制。
權利要求
1.一種排放閥組件(20)，包括:控制組件0幻，其具有流體入口(36a)、流體出口(36b)和與所述流體入口及所述流體 出口流體連通的通路(38)；機電閥( )，其設置在所述控制組件中，其中所述機電閥提供所述通路與所述流體出 口之間的選擇性流體連通；流體傳感器(M)，其具有與所述通路流體連通的傳感頭(72)，所述流體傳感器與所述 機電閥電氣連通；以及閥組件(26)，其設置在所述控制組件的所述通路中，其中所述閥組件防止所述流體入 口與所述流體出口之間的非氣態流體的流體連通。
2.如權利要求1所述的排放閥組件，其中，所述控制組件包括第一殼體(30)和第二殼 體(32)。
3.如權利要求2所述的排放閥組件，其中，所述第一殼體限定所述通路的第一部分 (40)，所述第二殼體限定所述通路的第二部分(62)。
4.如權利要求3所述的排放閥組件，其中，所述第一殼體限定與所述通路的所述第一 部分流體連通的第一腔室G2)。
5.如權利要求4所述的排放閥組件，其中，所述第一腔室的內徑大于所述通路的所述 第一部分的內徑。
6.如權利要求4所述的排放閥組件，其中，所述第二殼體限定與所述通路的所述第二 部分流體連通的第二腔室(64)。
7.如權利要求6所述的排放閥組件，其中，所述第二腔室的內徑大于所述通路的所述 第二部分的內徑。
8.如權利要求1所述的排放閥組件，其中，所述閥組件包括浮子件(90)和浮子座 (92)。
9.如權利要求8所述的排放閥組件，其中，所述浮子座包括閥座(94)和從所述閥座向 外延伸的凸緣(96)，所述凸緣設置在所述第一殼體與所述第二殼體之間。
10.如權利要求1所述的排放閥組件，其中，所述流體傳感器的傳感頭為光學棱鏡。
11.如權利要求1所述的排放閥組件，其中，所述傳感頭至少部分地設置在所述通路中。
12.—種液壓系統(10)，包括流體儲液器(12)；通路(38)，其與所述流體儲液器的頂部流體連通；流體傳感器(M)，其具有與所述通路流體連通的傳感頭(72)，所述流體傳感器設置在 所述流體儲液器的下游；機電閥( )，其設置在所述流體傳感器的下游，所述機電閥具有選擇性地位于所述通 路中的銜鐵(82)，所述銜鐵適于響應來自所述流體傳感器的電氣信號而選擇性地排出所述 通路中的氣態流體；以及備用閥組件(26)，其在所述流體傳感器與所述機電閥之間設置于所述通路中，所述備 用閥組件包括閥座(94)和浮子件(90)，其中，所述閥座和浮子件適于防止非氣態流體在所 述備用閥組件的下游流動。
13.如權利要求12所述的液壓系統，其中，所述流體傳感器是光電傳感器，所述光電傳 感器包括限定內腔的體部(70)，所述光電傳感器具有設置在所述內腔中的光源(74)、光接 收器(76)和微處理器(78)。
14.如權利要求12所述的液壓系統，進一步包括與所述流體傳感器接合的第一殼體 (30)和與所述機電閥接合的第二殼體(32)。
15.如權利要求14所述的液壓系統，其中，所述備用閥組件包括從所述閥座向外延伸 的凸緣(96)，所述凸緣設置在所述第一殼體與所述第二殼體之間。
全文摘要
一種排放閥組件(20)，其包括具有流體入口(36a)和流體出口(36b)的控制組件(22)。控制組件限定與流體入口和流體出口流體連通的流體通路(38)。機電閥(28)與控制組件接合。機電閥提供通路與流體出口之間的選擇性流體連通。流體傳感器(24)與通路流體連通。流體傳感器包括傳感頭并且與機電閥電氣連通。閥(26)設置在控制組件的通路中。該閥防止流體入口與流體出口之間的非氣態流體的流體連通。
文檔編號F15B20/00GK102076975SQ200980124856
公開日2011年5月25日 申請日期2009年5月27日 優先權日2008年5月28日
發明者K·S·雷珀爾, P·W·加洛維 申請人:伊頓公司