專利名稱：液壓混合儲能器截止閥的制作方法
技術領域：
本發明的主要用途是提高機動車輛的效率從而降低溫室氣體的排放。更具體地說，本發明的領域是混合車輛用傳動系統，該車輛用傳動系統至少是一臺液壓馬達與一臺內燃發動機相結合的傳動系統。
背景技術：
液壓混合機動車輛使用儲能器來存儲從制動車輛中回收的機械能和/或從發動機產生的過多的能量。請參閱美國專利5,495,912號及美國專利申請序列號09/479,844(審理中)中有關在液壓混合車輛中使用儲能器的細節的敘述。然而，在使用液壓混合傳動系統中，在對高壓液流、流進流出儲能器的控制中仍然存在安全問題。
傳統的儲能器有好幾種不同的設計，其中，一種是活塞儲能器，在活塞儲能器中，在一圓筒形儲能器容器中的活塞把液壓流體與氣體(通常是氮氣)分開，該氮氣通過將流體流入容器內而被壓縮從而存儲能量，另一種是囊式儲能器，其中使用彈性囊狀體以將液壓流體與氣體分開，還有一種是隔膜儲能器，其中使用一隔膜以將液壓流體與氣體分開。
圖1示出了一已有技術的囊式儲能器10的流體入口和閥端的截面圖。該囊式儲能器是一具有圓蓋形端部的圓筒形容器。用于液壓混合車輛的這種高壓儲能器，壓力一般高達5000磅/英寸2(psi)。液壓流體從儲能器通過口11泵入和流出。液體繞過提升閥12流入儲能器的液體室13。儲能器的壁14必須具有足夠的強度以安全地容納高壓流體。一經過壓縮的氣體(通常是氮氣)容納在密封的彈性囊15內。一彈簧16使閥12打開以進行通常的運作。閥組件17，如果需要的話，可以從儲能器取下。對于5000psi的儲能器來說，囊15中的氣體通常在任一流體被泵入儲能器之前預先壓縮到1,600～2,000psi之間以使存儲在儲能器內的能量能夠達到最大。當通過在另一端的閥(圖中未示出)讓高壓氣體進入囊15而使囊升壓中時，彈性囊15膨脹，頂在提升閥12上，壓縮彈簧16而使閥12關閉。閥12被關閉后，囊15被阻止擠壓過流體口11而防止該囊破裂。因而人們給閥12起了一個“抗擠壓閥”的名字，因為閥12的設計功能就是防止囊15擠壓過流體口11。當高于囊中預充氣壓力的流體通過口11泵入時，閥12被強行打開，流體流入室13壓縮囊15及囊中的氣體。當足夠的流體被泵入室13把囊15中的氣體壓縮到5000psi時，氣體及囊的體積下降到原有體積的約1/3左右，大量能量就儲存在被壓縮的氣體之中。當車輛的駕駛員需要動力時，液體可以從儲能器流至液壓馬達以推動車輛。當液體從儲能器出來時，囊15膨脹。如果液體繼續被抽出，壓力降至囊15中的預充氣壓力時，囊15將膨脹而頂住閥12，從而使閥12關閉，阻止液體被進一步抽出，并防止囊15被擠壓來。彈簧16則阻止儲能器中流出的液體過早地關閉閥12。
抗擠壓閥組件17在液壓儲能器的應用中工作得較好，然而，在把該儲能器用于液壓混合車輛中時要添加另外的閥功能才行。在已有技術中，所述另外的閥功能只能用另外的閥組件來完成或提供。
發明的概要因此，本發明的一個目的是通過提供一經改進的儲能器截止閥來改進對高壓液流入和流出傳動系統中的儲能器的控制，從而提高液壓混合傳動系統的安全性。
本發明提供了一種獨特的裝置，當囊中流體含量接近于零和預充的氣體(例如對5000psi的儲能器，預先加入的氣體具有2000psi的壓力)行將把囊驅逐出儲能器時，該裝置具有防止把囊擠壓出的功能。
更具體地說，本發明提供一種用于混合車輛傳統系統中的截止閥，此截止閥包括一閥體，該閥體具有一圓筒形空腔、一圍繞圓筒形空腔一端的閥座、一可滑動地安裝于其中的活塞，該活塞包括一活塞頭，此活塞頭上具有一容納提升閥(也稱菌狀閥)的閥桿的中心開孔，該閥桿具有頭部(閥頭)，在關閉位置時它與閥座相匹配，容納閥桿的活塞頭部的中心孔用于引導提升閥相對于活塞的軸向運動；一彈簧，它安裝在提升閥的頭部和活塞頭之間，以驅使閥頭離開活塞而至打開位置；活塞驅動裝置，例如，一控制閥，用于使活塞在打開位置和關閉位置之間相對于閥體移動。
在一較佳實施例中，在提升閥頭部和活塞頭之間的彈簧具有能提供在一預定最大流速時等于閥兩端壓降的壓縮力的強度，從而使該閥能被超過該預定最大流速的流速所關閉，由此為本發明提供所謂“流體保險絲”的特色。
在一較佳實施例中，在活塞和閥體之間形成一環形室，在其中，壓力受活塞驅動裝置所控制。該活塞至少具有一個凸緣，它延伸入環形室、分隔該環形室并密封于該閥體的內壁。該活塞凸緣將環形室分成一個與低壓儲液槽恒定地連通的第二室和一與活塞控制裝置例如控制閥相連通的第一室，用于將第一室中的壓力在將活塞移動至一打開位置的高壓源及一允許活塞移動至它的關閉位置的低壓儲液槽之間進行轉換。較佳的是，控制閥是一常閉閥，當控制閥在它的常閉位置時，提升閥也是關閉的。在一個較佳實施例中，該活塞具有兩個凸緣，它們延伸入該環形室以形成第一、第二和第三室，其中，第三室是恒定地與活塞的圓筒形空腔相連通的。
較佳的是，本發明的截止閥具有至少一個檢測器，用于測定通過活塞空腔內部的流速(“圓筒形空腔”)。流速可以用沿著流動路線(管線)間隔地設置的兩個或多個檢測器來測定，目的是測定可用于計算流速的壓力降。一電子控制單元或計算機接收來自檢測器的信號，根據信號計算出實際的流速并將此實際流速與指令的流速進行比較。如果實際流速超過指令的流速，該電子控制單元就發出一指令信號給控制閥以關閉提升閥。
在一較佳實施例中，本發明還提供了在這里稱之為“流體保險絲”的新的特點。如果儲能器的出口線路斷開或錯誤地打開，并且液流超過一預定的最高速度，閥就自動關閉。在此實施例中，保持閥打開的彈簧是經校準的，當流速超過預定可允許的最大流速時，它就允許閥關閉。
本發明還提供了閥的快速關閉和閥的快速打開。在得到或響應電子指令后，閥可以很快關閉，一般不到50毫秒的時間就可以關閉。如果計算機檢測到流出的流速高于瞬時預期的流速，暗示在系統中有泄漏發生，而該泄漏又小于觸發緊急“流體保險絲”的關閉作用時，閥就能被指令關閉。計算機控制著并且不斷地掌握流出的流速，并且通過對流出線路上兩個位置處的壓力進行比較(以測定與流速有聯系的壓降)或者通過其他流速計量裝置，并且連續地把指令的流速與測得的流速進行比較。如果測得流速超過被指令的流速，計算機將指令閥關閉。當系統關閉時，例如當一電門關閉時，計算機也指令閥關閉。關閉的指令很快就達到關閉的作用，因為當閥打開時，閥兩側的壓力基本上是相等的，而關閉時的力只要能克服閥的摩擦以及提供所希望的加速就可以。
在時間超過幾分鐘以后(當閥下游的壓力已下降時)閥的打開需要很大的驅動力，因為不僅要克服摩擦及加速閥組件的總體質量，還必須克服作用在閥的儲能器側上的儲能器中的壓力的力。在極端的情況下，當下游壓力達到它的最低值(例如100psi)而儲能器的壓力達到它的最高值時(例如5000psi)，需要很大的力才能打開閥。例如，如果提升閥表面面積是一平方時，而壓力差是4900psi時，驅動器就必須克服額外的4900磅的力才能移動閥。而本發明在打開閥時所需要的驅動力要小得多，因為有一條平行的線路把儲能器連接到主閥的下游側，并且含有一個小的開/關閥，此小的開/關閥先被指令打開以使主閥下游的壓力與儲能器中的壓力得到均衡。在此小的平行線路中的流體只是要求增壓下游容積的液流，它是很小的。當主閥下游的壓力與儲能器的壓力相同時，驅動力就只需要足以克服摩擦力以及按所要求的速度能加速閥組件的總體質量的力就可以。
本發明中在提升閥座中使用了一種優良的O形密封環(或類似的密封材料)以提供零泄漏的可靠的密封。這防止了儲能器由于沒有可靠的密封發生低速泄漏而慢慢地損失掉壓力的不良情況。
附圖的簡要說明圖1是囊狀儲能器的部分截面圖，該儲能器中配備了已有技術的截止閥；圖2是囊狀儲能器的部分截面圖，該儲能器配備了按本發明第一實施例的一截止閥以及組合在一起的一電子控制單元及一控制閥；圖3是一囊狀儲能器的部分截面圖，其中配備了按照本發明第二實施例的一截止閥以及組合在一起的一電子控制單元及一控制閥；圖4是按照本發明第三實施例的截止閥的截面圖，其中結合使用了一電子控制單元及一控制閥；圖5是按照本發明的第四實施例的截止閥的截面圖，其中結合使用了一電子控制單元及控制閥；圖6是按照本發明的第五實施例配備有截止閥的囊式儲能器的截面圖，其中結合使用了一電子控制單元及一控制閥。
較佳實施例的敘述本發明可以應用于所有設計款式的儲能器，但是下面敘述的較佳實施例用囊式儲能器10作為例子來說明本發明。圖2中示出了使用結合在一起的閥組件21，它作為本發明的第一個實施例。該閥組件21代替了圖1中已有技術的抗擠壓閥組件17。圖2中的提升閥22及彈簧23具有與圖1中的提升閥12和彈簧16同樣的抗擠壓功能。然而閥22的基部是安裝在一可滑動的活塞組件24之中的。它與圖1中的閥12不同，圖1中的閥12的基部是固定不動的。更具體地說，閥22包括一頭部22a和一桿部22b，桿部22b延伸入活塞頭部24a的中心孔24b中以引導閥22相對于活塞頭部24a作軸向運動。
可滑動活塞組件24可滑動地安裝在閥體20的圓筒形空腔30之內(下文簡稱為“室30”)。可滑動活塞組件24可以接受指令通過降低口25及室26內的壓力并從在口31及32的系統高壓降低到儲液槽33處的系統低壓而移動到左邊，從而關閉閥22。當CPU(中央處理單元)8發出指令關閉閥22時，控制閥27(通常稱為常閉閥)的電動力終止。選擇一常閉閥作為控制閥27可以確保在丟失電動力時儲能器可以截止，這是一安全可靠的設計特點。因為當閥22打開時閥22左右兩面的壓力是相等的，或者接近相等的(唯一的差別是由于流體流進或流出儲能器而產生的從一面到另一面的小的壓降)，因此組件24將迅速移動到左邊而關閉閥22。室38是始終通過口28通向低壓儲液槽33的。室29則是始終通過口34通向室30中的儲能器下游壓力的。室30中的儲能器下游壓力通過止回閥36阻止讓液流流過口35流至口25或低壓儲液槽33(在指令關閉閥以后)。
一彈性體密封件37用作提升閥22的閥座以確保當閥22接受指令而關閉時從儲能器中沒有絲毫泄漏泄出。零泄漏儲能器截止閥對液壓混合車輛來說是十分關鍵的，因為在室30中的儲能器下游壓力容易受到幾個有可能存在低速泄漏的閥(圖中未示出)的影響，而儲能器必須在車輛停止使用幾個星期后仍保持壓力，因為存儲在儲能器內的能量要用來啟動車輛的發動機及幫助車輛初始的加速度的。
彈簧23被校準以允許當從儲能器流出的流量超過車輛所需要的最大流量時閥22“急速關閉”。一旦從閥22的右面到閥22的左側的壓力降達到最大可允許流量的壓力降時，作用在閥22右面的此壓力降的力將克服彈簧23的彈力開始關閉閥22。當閥22開始關閉時，由于流速增加而壓力降上升，閥22面對的是要用于關閉的增加的力，這使閥以極快的速度關閉。這個“保險絲閥”的功能是對液壓混合車輛的非常重要的安全特點，因為在儲能器下游系統破裂時，在儲能器內存儲的能量可以被截止住。
本發明中包含的另一個重要的安全特點是能夠將口35的壓力和口32處的壓力進行比較。此壓力差與離開儲能器流體的流速具有相關性，此從計算得出的流速可以與由車輛計算機指令的流速進行比較以用以在每一個時刻驅動車輛。如果計算所得的流速超過指令的一規定的安全范圍流速時，計算機將把可滑動活塞組件24移動到左面以關閉閥22。此特點的作用是可以檢查出小的系統泄漏(小泄漏仍舊是危險的)，而此小的系統泄漏還沒有達到最大可允許流量來觸發上述“保險絲閥”的功能。這種整個可滑動活塞組件24相對于閥體20移向左面的關閉方式與“保險絲閥”功能不同，在“保險絲閥”功能中，只是提升閥22相對于閥體20移向左面。
在閥22被關閉之后，室30中的下游壓力將開始下降，在口31處的儲能器壓力及室30中的下游壓力之間的壓差將增加。為了重新打開閥22及克服閥22兩端的壓力差的力，本來需要一個非常大的力加到閥22的左面(此情況將伴隨結構及其他問題)，而在本發明中，閥22兩端的壓力首先被均衡，從而只要用一個小得多的力就可以很快打開閥22。當一個打開閥22的指令發出時，控制閥27被打開以將從口32的儲能器高壓連接到口25及35的較低的壓力。高壓液流使室26增壓并且流過室29及口34以增加室30中的儲能器下游壓力。室26中的高壓作用在可滑動活塞組件24上，并把它移向右面。當室30中的壓力與31處的壓力均衡時，彈簧23打開閥22。
閥組件21也可以用于允許液壓混合車輛工作于靜液壓模式(當發動機能在室30中產生一高于在31處儲能器瞬時可得的下游壓力時)。當需要靜液壓運作時，閥22如上所述地被指令關閉。當室30中的下游壓力上升到超過儲能器壓力31時，一凈力將作用在閥22的左面，促使閥22趨向打開位置。只需要恰當選擇室29中的活塞的面積以克服此力，閥組件21就可以很好地執行控制靜液壓模式的運作。當重新需要具有正常的儲能器協助的運作時，室30中的下游壓力將降低到接近儲能器的壓力，閥22將如前所述那樣被打開。
圖3示出了本發明的第二個實施例。其中的閥組件41代替圖1中的抗擠壓閥組件17。圖3中的提升閥42及彈簧43具有和圖1中的提升閥12及彈簧16是一樣的抗擠壓功能。然而，閥42的基部安裝在一可滑動的活塞組件44中，與固定于基部的圖1的閥12不同。
可滑動組件44可以接受指令，通過降低口45處及室46中的壓力，從口51處及52系統高壓降低到儲液槽53處的系統低壓而移動到左面，關閉閥42。當發出一關閉閥42的指令時，控制閥47移動到如圖3所示的位置。因為在閥42打開時，在閥42的左右面上的壓力相等或接近相等，組件44將迅速地移動到左邊關閉閥42。室58始終通過口48通向低壓儲液槽53。室58中包含彈簧59，此彈簧59施加彈力于組件44上使之迅速移動到左邊兩關閉閥42。止回閥56防止室50中的儲能器下游壓力使液流通過口55流至口45或低壓儲液槽53。一彈簧體密封件57用作提升閥42的閥座以當閥42被指令關閉時確保從儲能體的泄漏為零。
彈簧43被校準，當從儲能器流出的液流超過車輛所需要的最大流量時可以允許閥42“快速關閉”。
在閥42被關閉后，室50中的下游壓力將開始下降，儲能器壓力51及室50中的下游壓力之間的壓力差將上升。在再打開閥42時，閥42兩端的壓力是均衡的，所以只要一相對較小的力就可以很快打開閥42。當打開閥42的指令發出時，控制閥47被打開，把儲能器的高壓從口52連接到口45及55的較低壓力處。高壓流體使室46增壓，并流過口54以增加室50中的儲能器下游壓力。室46中的高壓作用在可滑動活塞60上，此可滑動活塞60牢牢地連接到可滑動組件44上，因此成為可滑動組件44的一部分從而使它向右移動。當室50中的壓力與口51的壓力均衡時，彈簧43打開閥42。
圖4示出了閥組件61，它是本發明的第三個實施例。提升閥62及彈簧63的抗擠壓功能與圖1中的提升閥12及彈簧16相同。但是，閥62的基部安裝在一個可滑動的活塞組件64中。它與圖1中的閥1 2不同，圖1中的閥12的基部是固定的。更具體地說，閥62包括一個頭部62a及一延伸入活塞頭64a中的一中心孔64b的桿部62b以引導閥62相對于活塞頭64a作軸向移動。
彈簧66逆儲能器中的壓力把可滑動活塞組件64偏置于右面。可滑動活塞組件64可以接受指令通過降低口67及室67a內的壓力，從口69及70的系統高壓降低到儲液槽71處的系統低壓而相對于閥體65被移動到左面從而關閉閥62。當CPU 72發出一指令關閉閥62時，控制閥73(一般稱為常閉閥)的電動力中斷。和前面所述的實施例一樣，為控制閥73選用一個常閉閥可以確保儲能器在丟失電動力時可以被關掉，從而稱為一個安全設計的特點。室68中的儲能器下游壓力通過止回閥75可以防止液流通過口74流到67中。提供一彈性體密封件76作為提升閥62的閥座。
彈簧63經過校準以允許閥62在從儲能器流出的流量超過車輛需要的最大預定流量值時“砰然迅速關閉”。
此第三實施例也具有將口74處的壓力與口70處的壓力進行比較的能力。其中的壓力差與離開儲能器的流體的流速具有一定的關系，可以從該壓差計算出流速。因此，此計算出來的流速可以與車輛的計算機指令的流速進行比較以在每一時刻作驅動車輛之用。如果計算所得的流速比指令的流速高出一規定的安全系數，計算機72就將指令把可滑動活塞組件64向左移而把閥62關閉。
當發出指令打開閥62時，控制閥73被打開以把儲能器的高壓從口69連接到口67及口74的較低壓。高壓流體使室67a的壓力上升并流過口74以增加室68中的儲能器下游壓力。室67a內的高壓作用在活塞組件64及彈簧66上以把活塞組件64向右移。當室68中的壓力與70處的壓力均衡時，彈簧63將閥62打開。
與上述諸實施例不同，其中，提升閥在可滑動活塞組件84的右面抵靠在97處的一閥座進行密封。而圖5中所示的第四實施例中有一提升閥頭部82c，它在可滑動活塞組件84的左面對靠著一內座111進行密封。此結構可以允許可滑動活塞組件84比較易于向左(相對于圖2，3，4中的諸實施例而言)并向儲能器結構內的室90部分的外部移動。在儲能器之內的室90的部分的直徑要求盡可能地小但仍然允許具有最大液流流速而不發生令人不能接受的高流量損失(產生高的壓力降)以使對儲能器結構的沖撞盡可能最小(也就是說，一大的打開口要求在開口周圍有一較強的結構)。而把可滑動活塞組件84置于儲能器室90部分之外可以允許使室90的延伸入儲能器的直徑與圖2，3，4相比可以較小。但是基本功能及特點與前述諸實施例是相似的。在打開閥82時，壓力均衡閥87a(常閉閥)打開并使在111處閥座密封的下游處的室89a中的壓力與室90中內的壓力相等。閥87b移向被賦能位置，通過口85使室86與較低壓力儲液槽93相連。可滑動活塞組件84移向右面(圖5中的位置)允許彈簧83打開閥82，因為在室89a及90之間的壓力獲得了均衡。在關閉閥82時，閥87b失去能量(常閉位置)，此關閉用于把室86通過口85與增壓室92b通過口91b相連接。室86中的高壓作用在活塞組件84上并把它移向左，關閉閥82，因為閥頭82c的表面密封著閥座111。室98中的壓力始終處在低壓力儲液槽93的壓力下。
圖6示出了本發明的第五實施例，其中著重壓力的均衡功能。一傳統的球閥121裝在抗擠壓閥組件122上，其中的流體保險絲校準彈簧123，抗擠壓流體熔絲提升閥124，密封125及儲能器(高壓)出入口126的改變如前所述實施例中所述。在打開儲能器截止閥121時(在這里是一球閥)，控制閥127(常閉，如圖所示)被打開，并在口126處從儲能器把高壓提供給下游口126以均衡球129兩端的壓力，并逆著或對抗彈簧132(或其他關閉轉矩裝置)的關閉轉矩而打開閥121。在關閉閥121時，控制閥127被關閉(如圖所示)，沒有高壓到驅動器130，此時，彈簧132關閉閥121。
在不背離本發明的精神實質及基本特點的情況下，本發明也可以用別的形式實施。因此，在所有方面，本發明的諸實施例只是為了說明本發明之用，因而本發明絕不限于實施例的范圍。本發明的范圍如所附權利要求書所述而不是如以上的敘述的諸實施例的范圍。凡是落入權利要求的意義和范圍內和與權利要求書等效的所有變化均擬包括在權利要求的保護范圍之內。
權利要求
1.一種液壓混合儲能器截止閥，它包括一閥體，該閥體具有一圓筒形空腔和一圍繞所述圓筒形空腔一端的閥座；一主活塞，它包括一具有一中心孔的活塞頭，該主活塞可滑動地安裝在所述圓筒形空腔內；一提升閥，它包括一閥頭，與所述閥座在關閉位置相配合，以及一閥桿，該閥桿從所述閥頭延伸入所述中心孔，以引導所述閥件相對于所述活塞作軸向移動；一安裝在所述閥和所述主活塞之間的彈簧，促使該閥趨向打開位置；一活塞運行裝置，用以使所述活塞相對于所述閥體在打開位置和閉合位置之間移動。
2.如權利要求1所述的液壓混合儲能器截止閥，其中，所述彈簧具有能提供一壓縮力的強度，此壓縮力等于在一預定最大流速時閥兩端的壓力降，從而使該閥能被一超過所述預定最高流速的一流速所關閉。
3.如權利要求1所述的液壓混合儲能截止閥，其中所述主活塞和所述閥體之間形成一環形室，所述活塞運行裝置控制著所述環形室中的壓力。
4.如權利要求3所述的液壓混合儲能器截止閥，其中所述主活塞具有一第一凸緣，它密封于所述閥體并將所述環形室分為第一、第二室，其中所述第二室恒定地與一低壓儲液槽相連通，所述活塞運行裝置是一控制閥，它與所述第一室相連通，用以使第一室能在與一高壓源連通以使所述活塞移向打開位置和與一低壓儲液槽相連通以允許所述活塞移向所述關閉位置之間進行轉換。
5.如權利要求4所述的液壓混合儲能器截止閥，其中，所述控制閥是一常閉閥，當所述控制閥是在常閉位置時所述提升閥是被關閉的。
6.如權利要求4所述的液壓混合儲能器截止閥，其中，所述主活塞具有一第二凸緣，該第二凸緣在所述環形室內從第二室分隔出一第三室，且其中，所述第三室是恒定地通向圓筒形空腔的。
7.如權利要求6所述的液壓混合儲能器的截止閥，其中，所述第三室通過一止回閥與第一室及控制閥相連通，此止回閥防止液流從圓筒形空腔流向所述第一室。
8.如權利要求4所述的液壓混合儲能器截止閥，其中，所述控制閥通過一通道與高壓源連通，此通道經過所述閥體到通向鄰近閥座所在處的閥體的遠端的、高壓的、徑向延伸口。
9.如權利要求1所述的液壓混合儲能器截止閥，其中，所述閥座包含一彈性體密封件的環形圈。
10.如權利要求1所述的液壓混合儲能器截止閥，其中，所述活塞運行裝置是一控制閥，以及其中，所述截止閥還包括至少一個檢測器，用于測量(檢測)通過圓筒形空腔的流速；一電子控制單元，用于接收來自檢測器的信號，將基于信號的實際流速與指令的流速進行比較，如果實際流速超過指令的流速，該控制單元就發出一指令給控制閥關閉所述提升閥。
11.如權利要求1所述的液壓混合儲能器截止閥，該閥還包括一第二活塞，它通過一活塞桿與所述主活塞牢固地相連；一在安裝著可滑動第二活塞的閥體內形成一閉合室的軸向孔，所述第二活塞把所述閉合室分成兩個分室，其中之一與低壓源保持連通，另一室可被一用作所述活塞運行裝置的控制閥使之在所述低壓源和一高壓源之間進行轉換。
12.一液壓車輛傳動系統的儲能器，它包括一箱罐；一囊狀體，它安裝在所述箱罐內，囊狀體中含有流體，所述箱罐形成一圍繞所述囊狀體的流體空間以及，一與所述流體空間連通的截止閥，并且包括一閥體，該閥體具有一圓筒形空腔，并且一圍繞所述圓筒形空腔一端的閥座；一主活塞，該主活塞包括一具有一中心孔的活塞頭部，并且可滑動地安裝在所述圓筒形空腔內；一提升閥，它包括一閥頭，與所述閥座在閉合位置相匹配，以及一閥桿，從所述閥頭部延伸入所述開孔內以引導所述閥件相對于所述活塞作軸向運動；一彈簧，它安裝在所述閥和所述主活塞之間以促使所述閥趨向打開位置；一活塞運行裝置，用以使所述活塞相對于閥體在打開和閉合位置之間移動。
13.如權利要求12所述的儲能器，其中，所述彈簧具有一定的強度，它能提供一與在一預定最大流速時橫跨所述閥兩端的壓降相等的壓縮力，從而可使所述閥被超過所述預定最大流速的流體所關閉。
14.如權利要求12所述的儲能器，其中，在所述主活塞和所述閥體之間形成一環形室，所述活塞運作裝置控制著所述環形室中壓力。
15.如權利要求14所述的儲能器，其中，所述主活塞具有一第一凸緣，該第一凸緣密封于所述閥體并在所述環形室內分隔成第一和第二室，其中所述第二室恒定地與一低壓儲液槽連通，所述活塞運行裝置是一與第一室連通的控制閥，用于使所述第一室在與所述箱罐內的流體之間連通以建立所述打開位置和與一低壓儲液槽連通以允許活塞移向所述關閉位置之間轉換。
16.如權利要求15所述的儲能器，其中，控制閥是一常閉閥，當所述控制閥處于常閉位置時，所述提升閥是被關閉的。
17.如權利要求15所述的儲能器，其中，所述活塞有一第二凸緣，它在所述環形室內從第二室隔出一第三室，并且其中，所述第三室恒定地通向所述圓筒形空腔。
18.如權利要求17所述的儲能器，其中，所述第三室與第一室及所述控制閉閥通過一止回閥相連通，所述止回閥防止液流從所述圓筒形空腔流入所述第一室。
19.如權利要求15所述的儲能器，其中，所述控制閥通過一通道與所述儲能器內的流體空間相連通，該通道經過所述閥體到一通向鄰近于所述閥座所在處的閥體的遠端的流體空間的一個徑向延伸口。
20.如權利要求12所述的儲能器，其中，所述閥座包含一彈性體密封件的一環形圈。
21.如權利要求12所述的儲能器，其中，所述活塞運行裝置是一控制閥，以及其中，所述截止閥還包括至少一檢測器，用于檢測通過所述圓筒形空腔的流速；一電子控制單元，用于接收來自檢測器的信號，用于將根據信號的實際流速與指令流速相比較，如果實際流速超過所述指令流速，該電子控制單元就發出一指令信號給控制閥以關閉所述提升閥。
22.如權利要求12所述的儲能器，它還包括一通過一活塞連桿牢固地與主活塞相連的第二活塞；一軸向孔，它在閥體中形成一封閉室，所述第二活塞可滑動地安裝在其中，所述第二活塞將所述封閉室分隔成兩個小室，其中一個與一低壓源保持連通，另一個則由一用作所述活塞運行裝置的控制閥在所述低壓源和液流空間之間轉換。
23.一種液壓混合儲能器截止閥，它包括一閥體，它具有一圓筒形空腔，一閥座，它圍繞所述圓筒形空腔的一端；一提升閥，它具有一閥頭部，與所述閥座在關閉位置中相配合；一閥桿，它從所述閥頭延伸出，以及一引導件，該引導件具有一接納所述閥桿的中心孔以引導提升閥進行運動；一第一彈簧，安裝在提升閥和引導件之間，用以促使該提升閥趨向打開位置；一球閥，可旋轉地安裝在打開位置和閉合位置之間并與所述圓筒形空腔流體連通；一第二彈簧，它將所述球閥偏置于在一個方向旋轉；一流體驅動器，用于使所述閥在與第一方向相反的第二方向旋轉；一控制閥，它與所述流體驅動器連通，用以有選擇地將一高壓流體提供給所述流體驅動器。
24.一種用于液壓車輛傳動系統的儲能器，它包括一箱罐；一囊狀體，它安裝在所述箱罐內，并且囊狀體內含有流體，所述箱罐在所述囊狀體周圍形成一流體空間；一截止閥，它與所述流體空間連通，并且包括一提升閥，它具有一閥頭，與所述閥座在閉合位置相匹配，一閥桿，它從閥頭部延伸，以及一引導件，該引導件具有一接納閥桿的中心孔以引導提升閥的運動；一第一彈簧，它安裝在所述提升閥和所述引導件之間，用以促使該提升閥趨向打開位置；一球閥，可旋轉地安裝在打開位置和關閉位置之間并與圓筒形空腔流體連通；一第二彈簧，它將所述球閥偏置于一個方向旋轉；一流體驅動器，用于使所述閥在與所述一個方向相反的第二方向旋轉；以及一與所述流體驅動器相連通的一控制閥，用于有選擇地為所述流體驅動器提供高壓流體。
全文摘要
一種配備有一新型截止閥的液壓混合儲能器(14)。該截止閥包括一閥體(21)，該閥體具有一圓筒形空腔，一圍繞其一端的閥座(37)。主活塞(24)包括一活塞頭，主活塞(24)具有一中心孔(30)并且可滑動地安裝在閥體的圓筒形空腔內。一提升閥(22)有一閥頭，它與閥座相匹配，一閥桿，它延伸通過活塞的中心孔以引導提升閥相對于活塞作軸向運動。一彈簧(23)安裝在閥頭和主活塞頭之間以促使閥頭離開活塞頭。一控制閥(27)響應計算機(72)的信號使活塞相對于閥體在打開和閉合位置之間移動，此計算機(72)在測定通過閥的流速已超過一最大時間后用信號通知閥關閉。在提升閥頭部和活塞頭部之間的彈簧產生一與一預定最大流速時橫跨提升閥兩端的壓降大致相等的力。
文檔編號F16K31/122GK1596355SQ02823881
公開日2005年3月16日 申請日期2002年11月13日 優先權日2002年11月13日
發明者查爾斯L·小格雷 申請人:美國環境保護署