流体流动控制组件转让专利

申请号 : CN200980156187.1

文献号 : CN102308131B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : H·洪尼库特C·S·比斯特

申请人 : 盾安美斯泰克有限公司

摘要 :

公开了一种装置,所述装置可以包括滑阀,所述滑阀包括具有第一连接器和第二连接器的主体和相对于所述主体可移动以用于控制所述第一连接器和所述第二连接器之间的流动的阀芯。所述可逆流动控制组件还可以包括形成呈在指令压力下的流体的形式的单一压力指令的导阀装置。所述滑阀可以响应在所述导阀装置中形成的所述单一压力指令以控制所述第一连接器和所述第二连接器之间的流动而不考虑流动的方向。当流体正流动通过所述阀时作用于所述阀芯以相对于所述主体定位所述阀芯的大部分轴向力可以是流体力。

权利要求 :

1.一种流体流动控制组件,包括:

响应指令信号用于将在指令压力下的流体供应到导阀控制口的导阀;和

导阀操作的滑阀,所述导阀操作的滑阀具有:

主体,所述主体具有第一连接器和第二连接器,所述第一连接器和所述第二连接器中的每一个都适合于与外部回路流体连通;和被布置为用于在所述主体中滑动移动的阀芯,所述阀芯具有第一端部分和与所述第一端部分相对的第二端部分,所述阀芯的所述第一端部分与所述导阀控制口流体连通使得所述阀芯由在所述指令压力下的所述流体推动以沿第一方向移动,当流体流动是从所述第一连接器到所述第二连接器的正向流动时和当流体流动是从所述第二连接器到所述第一连接器的反向流动时,所述阀芯可移动以与所述指令压力成比例地控制通过所述主体的在所述第一连接器和所述第二连接器之间的所述流体流动;

所述滑阀使用呈在反馈压力下的流体的形式的负反馈,所述在反馈压力下的流体沿与所述第一方向相反的第二方向作用于所述阀芯以与在所述指令压力下的所述流体共同定位所述阀芯;

所述滑阀利用流体力的不稳定平衡以在控制所述正向流动和所述反向流动之间切换。

2.一种流体流动控制组件,包括:

响应指令信号用于将在指令压力下的流体供应到导阀控制口的导阀;和

导阀操作的滑阀,所述导阀操作的滑阀具有:

主体,所述主体具有第一连接器和第二连接器,所述第一连接器和所述第二连接器的每一个都适合于与外部回路流体连通;和被布置为用于在所述主体中滑动移动的阀芯,所述阀芯具有第一端部分和与所述第一端部分相对的第二端部分,所述阀芯的所述第一端部分与所述导阀控制口流体连通使得所述阀芯由在所述指令压力下的所述流体推动以沿第一方向移动,当流体正沿着从所述第一连接器到所述第二连接器的正向方向流动通过所述主体时所述阀芯可移动通过第一位置范围以与所述指令压力成比例地控制流体的流动,当流体正沿着从所述第二连接器到所述第一连接器的反向方向流动通过所述主体时所述阀芯可移动通过偏离所述第一位置范围的第二位置范围以与所述指令压力成比例地控制所述流体的流动,流动通过所述主体的所述流体的一部分具有反馈压力并且沿与所述第一方向相反的第二方向作用于所述阀芯以与在所述指令压力下的所述流体共同定位所述阀芯,所述反馈压力的量值至少部分地根据所述阀芯的位置而产生。

3.根据权利要求2所述的流体流动控制组件,所述主体还限定:

指令室,所述指令室与所述导阀控制口流体连通以接收在所述指令压力下的所述流体;

反馈室,所述反馈室接收具有所述反馈压力的所述流体;和

腔孔,所述腔孔在所述腔孔的第一端部分与所述指令室连通并且在所述腔孔的第二端部分与所述反馈室连通,所述阀芯被布置为用于在所述腔孔中滑动移动。

4.根据权利要求3所述的流体流动控制组件,所述阀芯还限定:

外表面;

在所述第一端部分和所述第二端部分之间的中心部分;

在所述第一端部分上的第一轴向端面,所述第一轴向端面与所述指令室流体连通;

在所述第二端部分上的第二轴向端面,所述第二轴向端面与所述反馈室流体连通并且具有在其中限定的开口;

与所述第二轴向端面中的所述开口连通的轴向通道,所述轴向通道延伸到所述阀芯的所述中心部分中;

在所述阀芯的所述中心部分中在所述阀芯上的第一轴向位置的第一口,所述第一口提供所述外表面和所述轴向通道之间的连通;和在所述阀芯的所述中心部分中在所述第一轴向位置和所述阀芯的所述第二端部分之间的所述阀芯上的第二轴向位置的第二口,所述第二口提供所述外表面和所述轴向通道之间的连通。

5.根据权利要求4所述的流体流动控制组件,所述主体还限定:

在沿着所述腔孔的第一轴向位置与所述主体中的所述腔孔连通的第一腔;

在沿着所述腔孔的第二轴向位置与所述主体中的所述腔孔连通的第二腔,所述第二轴向位置比沿着所述腔孔的所述第一轴向位置更靠近所述反馈室;

在沿着所述腔孔的第三轴向位置与所述主体中的所述腔孔连通的第三腔,沿着所述腔孔的所述第三轴向位置在沿着所述腔孔的所述第一轴向位置和沿着所述腔孔的所述第二轴向位置之间;

所述第一连接器与所述第一腔和与所述第二腔流体连通;以及

所述第二连接器与所述第三腔流体连通,使得当所述阀芯处于所述第一位置范围中时,建立从所述第一连接器、到所述第二腔、通过所述阀芯、顺序地经由所述第二口、所述轴向通道、所述第一口、到所述第三腔和从那里到达所述第二连接器的用于流体正向流动通过所述滑阀的流动路径,并且使得当所述阀芯处于所述第二位置范围中时,建立从所述第二连接器、到所述第三腔、通过所述阀芯、顺序地经由所述第二口、所述轴向通道和所述第一口、到所述第一腔和从那里到达所述第一连接器的用于流体反向流动通过所述滑阀的流动路径。

6.根据权利要求5所述的流体流动控制组件,其中所述阀芯可移动到在所述第一位置范围和所述第二位置范围之间的关闭位置,在所述关闭位置基本上没有流体连通存在于所述阀芯中的所述轴向通道与所述第一腔或所述第二腔之间。

7.根据权利要求6所述的流体流动控制组件,所述滑阀还包括:

第一弹簧,所述第一弹簧推动所述阀芯从所述第二位置范围朝着所述关闭位置移动;

第二弹簧,所述第二弹簧推动所述阀芯从所述第一位置范围朝着所述关闭位置移动。

8.根据权利要求4所述的流体流动控制组件,所述滑阀还限定:

周向凹槽,所述周向凹槽在所述阀芯的所述外表面中在所述第一轴向位置和所述阀芯的所述第一端部分之间的第三轴向位置形成;以及孔隙,所述孔隙提供所述阀芯的所述外表面中的所述周向凹槽和在所述阀芯中形成的所述轴向通道之间的流体连通。

9.根据权利要求4所述的流体流动控制组件,其中所述第一口是在所述第一轴向位置围绕所述阀芯周向间隔的多个口中的一个,并且所述第二口是在所述第二轴向位置围绕所述阀芯周向间隔的多个口中的一个。

10.根据权利要求4所述的流体流动控制组件,其中:

所述阀芯还限定:

在所述阀芯的所述中心部分中在所述阀芯上的第三轴向位置的第三口,所述第三轴向位置朝着所述阀芯的所述第一端部分与所述阀芯上的所述第一轴向位置间隔第一轴向距离,所述第三口提供所述外表面和所述轴向通道之间的连通;和在所述阀芯的所述中心部分中在所述阀芯上的第四轴向位置的第四口,所述第四轴向位置朝着所述第一轴向位置与所述阀芯上的所述第二轴向位置间隔所述第一轴向距离,所述第四口提供所述外表面和所述轴向通道之间的连通;以及所述主体还限定:

在沿着所述腔孔的第一轴向位置与所述主体中的所述腔孔连通的第一腔;

在沿着所述腔孔的第二轴向位置与所述主体中的所述腔孔连通的第二腔,所述第二轴向位置比沿着所述腔孔的所述第一轴向位置更靠近所述反馈室;

在沿着所述腔孔的第三轴向位置与所述主体中的所述腔孔连通的第三腔,沿着所述腔孔的所述第三轴向位置在沿着所述腔孔的所述第一轴向位置和沿着所述腔孔的所述第二轴向位置之间;

所述第一连接器与所述第一腔和与所述第二腔流体连通;以及

所述第二连接器与所述第三腔流体连通,使得当所述阀芯处于所述第一位置范围中时,建立从所述第一连接器、到所述第二腔、通过所述阀芯、顺序地经由所述第二口、所述轴向通道和所述第一口、到所述第三腔和从那里到达所述第二连接器的用于流体正向流动通过所述滑阀的流动路径,并且使得当所述阀芯处于所述第二位置范围中时,建立从所述第二连接器、到所述第三腔、通过所述阀芯、顺序地经由所述第四口、所述轴向通道和所述第三口、到所述第一腔和从那里到达所述第一连接器的用于流体反向流动通过所述滑阀的流动路径。

11.根据权利要求10所述的流体流动控制组件,其中所述第一口和所述第二口均具有第一横截面流动面积,并且其中所述第三口和所述第四口均具有不同于所述第一横截面流动面积的第二横截面流动面积。

12.根据权利要求10所述的流体流动控制组件,其中所述阀芯可移动到在所述第一位置范围和所述第二位置范围之间的关闭位置,在所述关闭位置基本上没有流体连通存在于所述阀芯中的所述轴向通道与所述第一腔或所述第二腔之间。

13.根据权利要求12所述的流体流动控制组件,所述滑阀还包括:

第一弹簧,所述第一弹簧推动所述阀芯从所述第二位置范围朝着所述关闭位置移动;

第二弹簧,所述第二弹簧推动所述阀芯从所述第一位置范围朝着所述关闭位置移动。

14.根据权利要求13所述的流体流动控制组件,所述滑阀还限定:

周向凹槽,所述周向凹槽在所述阀芯的所述外表面中在所述阀芯上的第五轴向位置处形成,所述阀芯上的第五轴向位置朝着所述阀芯的所述第一端部分离所述阀芯上的所述第一轴向位置第二轴向距离,所述第二轴向距离大于所述第一轴向距离;以及在所述阀芯中形成的孔隙,所述孔隙提供所述阀芯的所述外表面中的所述周向凹槽和所述轴向通道之间的流体连通。

15.根据权利要求14所述的流体流动控制组件,其中所述第一口是在所述阀芯上的所述第一轴向位置围绕所述阀芯周向间隔的多个口中的一个,所述第二口是在所述阀芯上的所述第二轴向位置围绕所述阀芯周向间隔的多个口中的一个,所述第三口是在所述阀芯上的所述第三轴向位置围绕所述阀芯周向间隔的多个口中的一个,并且所述第四口是在所述阀芯上的所述第四轴向位置围绕所述阀芯周向间隔的多个口中的一个。

16.根据权利要求10所述的流体流动控制组件,其中,当所述阀芯处于所述第一位置范围中并且建立在所述第一连接器和所述第二连接器之间、通过所述第二腔、通过所述阀芯、经由所述第二口、所述轴向通道和所述第一口并且通过所述第三腔的流体连通时,在比所述第一连接器中存在的压力更高的压力下的流体存在于所述第二连接器中导致流动的不稳定,使得指令压力的任何减小将导致所述阀芯沿朝着所述指令室的所述第二方向移动,导致所述第二腔和所述第二口之间的连通减小,导致所述轴向通道中的压力和因此所述反馈室中的压力增加,进一步推动所述阀芯沿朝着所述指令室的所述第二方向移动,导致所述阀芯与指令压力的所述减小不成比例地移动,所述阀芯朝着所述第二位置范围移动到所述第一位置范围之外。

17.根据权利要求5所述的流体流动控制组件,其中,当所述阀芯处于所述第一位置范围中并且建立在所述第一连接器和所述第二连接器之间、通过所述第二腔、通过所述阀芯、经由所述第二口、所述轴向通道和所述第一口并且通过所述第三腔的流体连通时,在比所述第一连接器中存在的压力更高的压力下的流体存在于所述第二连接器中导致流动的不稳定,使得指令压力的任何减小将导致所述阀芯沿朝着所述指令室的所述第二方向移动,导致所述第二腔和所述第二口之间的连通减小,导致所述轴向通道中的压力和因此所述反馈室中的压力增加,进一步朝着所述指令室推动所述阀芯,导致所述阀芯与指令压力的所述减小不成比例地移动,所述阀芯朝着所述第二位置范围移动到所述第一位置范围之外。

18.根据权利要求2所述的流体流动控制组件,还包括在一位置限制所述阀芯沿所述第一方向移动的第一限位结构,所述第一限位结构提供所述第一位置范围的任何位置的通过所述主体的流动的大致最小阻力,以及在一位置限制所述阀芯沿所述第二方向移动的第二限位结构,所述第二限位结构提供所述第二位置范围的任何位置的通过所述主体的流动的大致最小阻力。

19.根据权利要求2所述的流体流动控制组件,其中所述导阀是微型阀。

20.根据权利要求2所述的流体流动控制组件,其中所述导阀包括在第一导阀连接口和第二导阀连接口之间延伸的流体管道,通过所述流体管道的流动由串联的两个可变孔调节,所述两个可变孔的一个是常开的并且所述两个可变孔中的另一个是常闭的,所述导阀控制口在所述两个可变孔之间与所述流体管道流体连通地连接。

21.根据权利要求20所述的流体流动控制组件,其中所述常闭的可变孔经由所述第一导阀连接口与所述第一连接器流体连通地连接并且所述常开的可变孔经由所述第二导阀连接口与所述第二连接器流体连通。

22.根据权利要求2所述的流体流动控制组件,其中所述滑阀响应在所述导阀中形成的单一压力指令。

23.根据权利要求15所述的流体流动控制组件,其中在所述阀芯上的所述第一、第二、第三和第四轴向位置处的每个所述口均具有相同的横截面流动面积,并且其中在所述阀芯上的所述第一、第二、第三和第四轴向位置中的一个处的所述口比在所述阀芯上的所述第一、第二、第三和第四轴向位置中的另一个处的所述口多,由此所述流体流动控制组件形成不对称阀。

24.根据权利要求15所述的流体流动控制组件,其中所述第一、第二、第三和第四口中的至少一种口具有与在所述阀芯上的第一、第二、第三和第四轴向位置中的不同的一个位置处的所述第一、第二、第三和第四口中的另一种口不同的横截面流动面积,由此所述流体流动控制组件形成不对称阀。

25.根据权利要求4所述的流体流动控制组件,

所述阀芯还限定:

在所述阀芯的所述中心部分中在第三轴向位置的第三口,所述阀芯上的所述第三轴向位置朝着所述阀芯的所述第一端部分与所述阀芯上的所述第一轴向位置间隔第一轴向距离,所述第三口提供所述外表面和所述轴向通道之间的连通;和在所述阀芯的所述中心部分中在第四轴向位置的第四口,所述阀芯上的所述第四轴向位置朝着所述第一轴向位置与所述阀芯上的所述第二轴向位置间隔所述第一轴向距离,并且所述第四口提供所述外表面和所述轴向通道之间的连通;

所述主体还限定:

在沿着所述腔孔的第一轴向位置与所述主体中的所述腔孔连通的第一腔,所述第一连接器和所述第一腔流体连通;和在沿着所述腔孔的第二轴向位置与所述主体中的所述腔孔连通的第二腔,沿着所述腔孔的所述第二轴向位置比沿着所述腔孔的所述第一轴向位置更靠近所述反馈室,所述第二连接器与所述第二腔流体连通,使得当所述阀芯处于所述第一位置范围中时,建立从所述第一连接器、到所述第一腔、通过所述阀芯、顺序地经由所述第一口、所述轴向通道和所述第三口、到所述第二腔和从那里到达所述第二连接器的用于流体正向流动通过所述滑阀的流动路径,并且使得当所述阀芯处于所述第二位置范围中时,建立从所述第二连接器、到所述第二腔、通过所述阀芯、顺序地经由所述第四口、所述轴向通道和所述第二口、到所述第一腔和从那里到达所述第一连接器的用于流体反向流动通过所述滑阀的流动路径。

26.根据权利要求25所述的流体流动控制组件,其中当控制正向流动和反向流动中的一种时,所述滑阀具有比当控制正向流动和反向流动中的另一种时更大的最大横截面流动面积。

27.根据权利要求25所述的流体流动控制组件,其中在所述阀芯上的所述第一、第二、第三和第四轴向位置处的每个所述口均具有相同的横截面流动面积,并且其中在所述阀芯上的所述第一、第二、第三和第四轴向位置中的一个处的所述口比在所述阀芯上的所述第一、第二、第三和第四轴向位置中的另一个处的所述口多,由此所述流体流动控制组件形成不对称阀。

28.根据权利要求25所述的流体流动控制组件,其中所述第一、第二、第三和第四口中的至少一种口具有与在所述阀芯上的第一、第二、第三和第四轴向位置中的不同的一个位置处的所述第一、第二、第三和第四口中的另一种口不同的横截面流动面积,由此所述流体流动控制组件形成不对称阀。

说明书 :

流体流动控制组件

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2008年12月6日提交的美国临时申请No.61/120,412的权益。

技术领域

[0003] 本发明一般涉及用于控制流体流动的阀,尤其涉及用于控制沿两个流动方向的流体流动的流体流动控制组件。

背景技术

[0004] 阀被广泛地用于控制流体从加压流体源到载荷装置或从载荷装置到低压储存器的流动。经常地,提供泵或其他装置作为加压流体源。流体的流动由阀选择性地控制,从而控制载荷装置的操作。
[0005] 一种类型的阀是微型阀。微型阀系统是通常与半导体机电装置相关的微型机电系统(MEMS)。
[0006] MEMS是形体小并且具有尺寸在微米范围内或更小的特征的一类系统。MEMS装置是至少部分地形成这样的系统的一部分的装置。这些系统具有电气部件和机械部件。术语“微加工”通常被理解为表示制造MEMS装置的三维结构和移动部分。
[0007] MEMS最初使用改进的集成电路(计算机芯片)制造技术(例如化学蚀刻)和材料(例如硅半导体材料)来微加工这些很小的机械装置。如今有更多的微加工技术和材料可用。
[0008] 当在本申请中使用时,术语“微型阀”表示具有尺寸在微米范围内或更小的特征的阀,并且因此根据定义至少部分地通过微加工而形成。当在本申请中使用时,术语“微型阀装置”表示包括微型阀并且可以包括其他部件的装置。应当注意的是,如果除了微型阀以外的部件被包括在微型阀装置中,则这些其他部件可以是经微加工的部件或标准尺寸(较大)部件,也被称为大尺寸部件。
[0009] 已经提出了各种微型阀装置用于控制流体回路内的流体流动。典型的微型阀装置包括可移位构件或阀,该可移位构件或阀由主体可移动地支撑并且可操作地联接到致动器以用于在关闭位置和完全打开位置之间移动。当置于关闭位置时,所述阀阻塞或关闭被布置为与第二流体口流体连通的第一流体口,由此防止流体在所述流体口之间流动。当所述阀从关闭位置移动到完全打开位置时,逐渐地允许流体在所述流体口之间流动。
[0010] 一种类型的微型阀是微型滑阀。微型滑阀典型地由经微加工的阀芯组成,所述阀芯布置在形成于多层阀壳体的中间层中的腔中。通过壳体的层的各种口提供与所述腔的流体连通。经微加工的阀芯在所述腔中是可移动的,从而根据预期结果通过阻塞特定的口而可选择地允许通过所述腔的流体连通。在操作中,在经微加工的阀芯上施加差压以将经微加工的阀芯移动到预期位置。典型地,差压由导阀控制。
[0011] 通常用作导阀的另一种类型的微型阀由在一个端部由主体弹性地支持的横梁组成。在操作中,致动器迫使横梁围绕横梁的被支撑端部弯曲。为了弯曲横梁,致动器必须生成足以克服与横梁相关的弹簧力的力。一般而言,当横梁的移位需求增加时,致动器弯曲或移位横梁所需的输出力增加。
[0012] 除了生成足以克服与横梁相关的弹簧力的力之外,致动器必须生成能够克服抵抗横梁的预期移位的作用于横梁的流体流动力的力。当通过流体口的流率增加时这些流体流动力通常增加。
[0013] 因而,当横梁的移位需求增加时和/或当通过流体口的流率需求增加时,致动器的输出力需求和因此致动器的尺寸和驱动致动器一般所需的动力必须增加。
[0014] 一种具体类型的微型阀系统是导阀操作的微型阀。典型地,这样的微型阀装置包括由如上所述的类型的微型阀导阀操作的微型滑阀。例如,美国专利Nos.6,494,804;6,540,203;6,637,722;6,694,998;6,755,761;6,845,962和6,994,115公开了导阀操作的微型阀和用作导阀的微型阀,上述专利的公开内容通过引用的方式合并于本文中。
[0015] 微型阀装置应用于用于控制诸如液压、气动和制冷系统的系统中的流体的流动的许多领域,所述领域包括加热、通气和空气调节(HVAC)领域。HVAC系统可以非限制性地包括诸如制冷系统、空气调节系统、空气处理系统、冷水式系统之类的系统。包括空气调节和制冷系统的许多HVAC系统通过在第一热交换器(蒸发器)和第二热交换器(冷凝器)之间循环制冷流体而操作,在所述第一热交换器制冷流体获得热能,在所述第二热交换器制冷流体中的热能从HVAC系统排出。一种类型的HVAC系统是热泵系统,其提供制冷剂反向流动通过HVAC系统的部分的能力。这允许热泵系统在夏季用作空气调节系统,通过将来自空气的热吸收到通过第一热交换器泵送的制冷剂中来冷却流过第一热交换器的空气。制冷剂然后流动到第二热交换器,在所述第二热交换器排出在第一热交换器中由制冷剂获得的热。然而,在冬季期间,第一和第二热交换器之间的制冷剂的流动反向。热在第二热交换器中被吸收到制冷剂中,并且制冷剂流动到第一热交换器,在所述第一热交换器热从制冷剂被排出到流过第一热交换器的空气中,加温通过第一热交换器的空气。

发明内容

[0016] 本发明涉及一种用于控制例如但不限于液压、气动或HVAC系统的系统中的流体流动的改进装置,尤其涉及一种可逆流体流动控制组件。
[0017] 所述组件可以包括响应指令信号用于将在指令压力下的流体供应到导阀控制口的导阀;和导阀操作的滑阀。所述导阀操作的滑阀可以具有主体,所述主体具有第一连接器和第二连接器,所述第一连接器和所述第二连接器的每一个都适合于与外部回路流体连通。阀芯可以被布置为用于在所述主体中滑动移动。所述阀芯可以具有第一端部分和与所述第一端部分相对的第二端部分。所述阀芯的所述第一端部分可以与所述导阀控制口流体连通使得所述阀芯由在所述指令压力下的流体推动以沿第一方向移动。当所述流体流动是从所述第一连接器到所述第二连接器的正向流动时和当所述流体流动是从所述第二连接器到所述第一连接器的反向流动时,所述阀芯可以可移动以与所述指令压力成比例地控制通过所述主体的在所述第一连接器和所述第二连接器之间的所述流体流动。所述滑阀可以使用呈在反馈压力下的流体的形式的负反馈,所述在反馈压力下的流体沿与所述第一方向相反的第二方向作用于所述阀芯以与在所述指令压力下的流体共同定位所述阀芯。所述滑阀可以利用流体力的不稳定平衡以在控制正向流动和反向流动之间切换。
[0018] 根据另一个方面,所述可逆流体流动控制组件可以包括滑阀,所述滑阀包括具有第一连接器和第二连接器的主体和相对于所述主体可移动以用于控制所述第一连接器和所述第二连接器之间的流动的阀芯。所述可逆流动控制组件还可以包括形成单一压力指令的导阀装置。所述滑阀可以响应在所述导阀装置中形成的所述单一压力指令以控制所述第一连接器和所述第二连接器之间的流动而不考虑流动的方向。当流体正流动通过所述阀时作用于所述阀芯以相对于所述主体定位所述阀芯的大部分力可以是流体力。
[0019] 当考虑附图进行阅读时,根据优选实施例的以下详细描述,本发明的各种方面对于本领域技术人员而言将会是显而易见的。

附图说明

[0020] 图1是可逆流体流动控制装置的部分横截面和部分示意图。
[0021] 图2是可逆流体流动控制装置的分解透视图。
[0022] 图3是可逆流体流动控制装置的阀芯的截面图。
[0023] 图4是可逆流体流动控制装置的滑阀的截面图,显示了它的阀芯处于第一位置。
[0024] 图5是图4的由圆圈5指示的部分的放大图。
[0025] 图6是类似于图4的视图,区别在于显示了处于第二位置的阀芯。
[0026] 图7是图6的由圆圈7指示的部分的放大图。
[0027] 图8是类似于图4的视图,区别在于显示了处于关闭位置的阀芯。
[0028] 图9是图8的由圆圈9指示的部分的放大图.
[0029] 图10是用于正向流动的可逆流体流动控制装置的操作区域的图形。
[0030] 图11是类似于图10的视图,区别在于反向流动。
[0031] 图12是类似于图4的截面图,但是显示了阀芯的备选实施例。
[0032] 图13是类似于图12的视图,区别在于显示了处于第二位置的阀芯。
[0033] 图14是可逆流体流动控制装置的备选实施例的部分横截面和部分示意图,其中它的阀芯处于在第一位置范围内的位置。
[0034] 图15是图14中所示的阀芯的放大横截面图。
[0035] 图16是图14中所示的可逆流体流动控制装置的部分横截面和部分示意图,其中所示的阀芯处于在第一位置范围内的正向流动位置。
[0036] 图17是图14中所示的可逆流体流动控制装置的部分横截面和部分示意图,其中所示的阀芯处于在第二位置范围内的无动力或动力故障模式。
[0037] 图18是图17中所示的可逆流体流动控制装置的部分横截面和部分示意图,其中所示的阀芯处于在第二位置范围内的反向流动位置。
[0038] 图19是图14中所示的可逆流体流动控制装置的部分横截面和部分示意图,其中所示的它的阀芯处于在第一位置范围和第二位置范围中间的关闭位置。
[0039] 图20是具有提供不相等的正向和反向流动横截面面积的阀芯的可逆流体流动控制装置的备选实施例的部分横截面和部分示意图。
[0040] 图21是图14中所示的控制装置主体的第一透视图。
[0041] 图22是图14中所示的控制装置主体的第二透视图。
[0042] 图23是可逆流体流动控制装置主体的备选实施例的部分横截面和部分示意图。
[0043] 图24是图23中所示的控制装置主体的透视横截面图。
[0044] 图25是图23和24中所示的控制装置主体的备选透视图,示出了它的流体填充空间。
[0045] 图26是类似于图25的视图,区别在于从大体相反的视角透视。
[0046] 图27A是图17中所示的滑阀的一部分的放大横截面图,显示了处于第一计量位置的阀芯。
[0047] 图27B是图17中所示的滑阀的一部分的放大横截面图,显示了处于第二计量位置的阀芯。

具体实施方式

[0048] 首先,应当理解在该说明书和权利要求中,除非清楚地和明确地限制为单数,否则单数单词“口”、“孔隙”、“流体管道”、“通道”或类似含义的单词的使用应当被认为包括具有属于单一口(孔隙、流体管道、通道等)的相同功能性的多个口(孔隙、流体管道、通道等)的可能性。此外,诸如“左”和“右”以及类似含义单词的方向术语的使用应当在讨论中的(一个或多个)图的上下文中进行解释,并且不应当解释为对使用期间的取向或权利要求的范围的限制。
[0049] 现在参考附图,其中在所有图中相似的参考数字和符号可以表示相似的元件,在图1和2中示出了大体由10指示的可逆流体流动控制组件。流动控制组件10可以包括大体由12指示的滑阀,和大体由14指示的导阀装置。滑阀12和导阀装置14均可以与第一连接器16流体连通,借助于所述第一连接器流动控制组件10可以与流动控制组件10可以安装在其中的系统(未显示)的第一部分流体连通地连接,这将在下面详细地进行描述。如下面也将详细地描述,滑阀12和导阀装置14均可以与第二连接器18流体连通,借助于所述第二连接器流动控制组件10可以与流动控制组件10可以安装在其中的系统的第二部分流体连通地连接。第一连接器16和第二连接器18均可以是任何合适的结构,借助于所述结构流动控制组件10可以被连接以安装到系统中,非限制性地包括螺纹连接、焊接连接、铜焊连接、压配合连接、滚压连接、永久可变形连接、粘合连接、压力接头连接等。
[0050] 滑阀12可以包括主体20。优选地第一连接器16和第二连接器18至少部分地形成于主体20中,图1和2中所示的实施例就是这样,其中第一连接器16和第二连接器18的每一个被显示为能够以螺纹方式接收标准液压管接头19的螺纹连接口。主体20可以由适合于应用的任何材料制造,例如铝或其他金属。
[0051] 主体20可以具有限定通过其中的腔孔22的内壁表面21。腔孔22可以具有大体由24指示的第一端部分,大体由26指示的第二端部分,和大体由27指示的中心部分。腔孔22的第一端部分24可以如图所示被扩大和攻螺纹以接收塞子28。类似地,腔孔22的第二端部分26可以如图所示被扩大和攻螺纹以接收另一个塞子28。
[0052] 滑阀12还可以包括被布置为在腔孔22中滑动移动的阀芯29。阀芯29可以具有第一端部分29a和第二端部分29b。如图1和2中所示,阀芯29可以在腔孔22中被定向为阀芯29的第一端部分29a靠近腔孔22的第一端部分24,并且阀芯29的第二端部分29b靠近腔孔22的第二端部分26。将在下面更详细地论述阀芯29的结构。
[0053] 阀芯29和在腔孔22的第一端部分24中的塞子28与主体20协作以限定在腔孔22的第一端部分24中的指令室30。将在下面论述指令室30的目的。流体管道31形成于主体20中,所述流体管道可以与指令室30流体连通,并且如下面将进一步论述,与导阀装置14流体连通。阀芯29和在腔孔22的第二端部分26中的塞子28与主体20协作以限定在腔孔22的第二端部分26中的反馈室32。将在下面论述反馈室32的目的。
[0054] 如图1中所示,在沿着腔孔22的轴向间隔位置,多个腔可以形成于主体20中与腔孔22的中心部分27流体连通。该多个腔中的第一个可以采用周向延伸第一凹槽34的形式,所述第一凹槽在沿着腔孔22的第一轴向位置形成于限定腔孔22的主体20的表面21中,与所述多个腔中的剩余腔的位置相比,可以看到所述第一轴向位置相对靠近腔孔22的第一端部分24,并且因此最靠近指令室30。该多个腔中的第二个可以采用周向延伸第二凹槽36的形式,所述第二凹槽在沿着腔孔22的第二轴向位置形成于限定腔孔22的主体20的表面21中,所述第二轴向位置可以比第一凹槽32可以位于的第一轴向位置更靠近腔孔22的第二端部分26(并且因此更靠近反馈室32)。该多个腔中的第三个可以采用周向延伸第三凹槽38的形式,所述第三凹槽在沿着腔孔22的第三轴向位置形成于限定腔孔22的表面21中,所述第三轴向位置在第一凹槽34可以位于的第一轴向位置和第二凹槽36可以位于的第二轴向位置之间的中间,优选中途。
[0055] 主体20可以限定提供第二连接器18和第三凹槽38之间的流体连通的流体管道40。主体20也可以限定提供第一连接器16和第一凹槽34和第二凹槽36两者之间的流体连通的流体管道42。在图1和2所示的例子中,流体管道42部分地由交叉的腔孔42a和
42b构成,所述交叉的腔孔例如可以通过从主体20的表面钻通主体20并且然后以某种方式(例如通过压入球44)闭合腔孔42a和42b的外端部而形成,在压入球之后可以通过滚压、铆固等使主体20变形以将球44俘获在它们的各自腔孔中。腔孔42a与第一凹槽34交叉,而腔孔42b与第一连接器16交叉。主体20也限定第三腔孔42c,所述第三腔孔也包括流体管道42的一部分,并且也可以例如从主体20的表面进行钻孔以与腔孔42b交叉和连通。然而,腔孔42c的外端部未被闭合,而是可以敞开,从而以下面将论述的方式提供与导阀14的流体连通。主体20也限定第四腔孔42d,所述第四腔孔提供腔孔42b和第二凹槽
36之间的流体连通。腔孔42d例如可以通过从第一连接器16的内端部轴向地钻到第二凹槽36而形成。
[0056] 主体20也可以限定流体管道46,所述流体管道以下面将论述的方式提供第二连接器18和导阀14之间的流体连通。在图1所示的例子中,流体管道46由交叉的腔孔46a和46b构成,所述交叉的腔孔例如可以通过从主体20的表面钻通主体20而形成。腔孔46a的外端部以某种方式(例如通过压入球44)被闭合,在压入球之后可以通过滚压、铆固等使主体变形20以将球44俘获在腔孔46a中。腔孔46b保持敞开,从而以下面将论述的方式提供与导阀14的连通。腔46a与第二连接器18交叉。
[0057] 现在附加地参考图3,阀芯29可以具有在第一端部分29a和第二端部分29b之间的大体由50指示的中心部分。阀芯29可以在第一端部分29a上具有与指令室30流体连通的大体由52指示的第一轴向端面。第一轴向端面52可以具有形成于其上的中心凸起53,将在下面论述所述中心凸起的目的。阀芯29可以在第二端部分29b上具有与反馈室32流体连通的大体由54指示的第二轴向端面。第二轴向端面54可以具有在其中限定的开口
56。
[0058] 阀芯29可以具有在其中限定的内部轴向通道58。轴向通道58可以与第二轴向端面54中的开口56连通。轴向通道58可以从开口56延伸到阀芯29的中心部分中。第二端部分29a可以包括阻尼孔59,所述阻尼孔限制阀芯29的中心部分50中的轴向通道的部分和反馈室32之间的连通,以便在操作期间阻尼阀芯29的运动。在所示的实施例中,孔59被形成为可以以螺纹方式固定在阀芯29的第二端部29b中的螺纹嵌件。狭槽60可以形成于螺纹孔59中以允许在安装期间使用螺丝刀或其他工具来转动螺纹孔59。当然,如果提供直径减小(与轴向通道58的剩余部分的直径相比)的孔完全用于阻尼,孔59可以以任何合适的方式固定到阀芯29,或者可以与阀芯29形成一体。
[0059] 阀芯29可以具有外表面62。阀芯29可以具有在阀芯29的中心部分50中的第一轴向位置的第一口64,所述第一口提供外表面62和轴向通道58之间的流体连通。阀芯29可以具有在阀芯29的中心部分50中在第一轴向位置和阀芯29的第二端部分29b之间的第二轴向位置的第二口64,所述第二口提供轴向通道和阀芯29的外表面62之间的流体连通。在所示的实施例中,第一口64可以是在第一轴向位置围绕阀芯29周向间隔的多个口中的一个,并且第二口66可以是在第二轴向位置围绕阀芯29周向间隔的多个口中的一个。
[0060] 阀芯29可以具有在第一轴向位置和阀芯29的第一端部分29a之间的轴向位置形成于外表面62中的周向凹槽67。阀芯29还可以具有孔隙68,所述孔隙提供周向凹槽67和形成于阀芯29中的轴向通道58之间的流体连通。孔隙68允许在平衡状态期间在存在于轴向通道58中的反馈压力下的流体围绕阀芯29分布在凹槽67中(这将在下面操作的论述期间变得更清楚),最小化指令室30和凹槽67之间的差压,并且因此最小化在限定腔孔22的表面21和阀芯29的表面62之间离开指令室30的泄漏。
[0061] 阀芯29还可以带有多个周向延伸凹槽69,与凹槽67相比所述多个周向延伸凹槽可以较浅。凹槽69可以例如在凹槽66的任一侧、在第一轴向位置和第二轴向位置之间(即,在第一口64和第二口66之间,并且在第二端部分29b中)形成于表面62中。据信凹槽69有助于围绕阀芯29的圆周分布可能发生在阀芯29的外表面62和限定腔孔22的表面21之间的任何泄漏,平衡压力并且最小化可能由从沿着阀芯29的周向不相等泄漏产生的阀芯29上的不相等径向负荷,由此最小化表面21和表面62之间的摩擦。
[0062] 再次参考图1和2,卷簧70可以被布置在指令室30中,在腔孔22的第一端部分24中的塞子28和阀芯29之间作用以朝着腔孔22的第二端部分26推动阀芯29。阀芯29上的凸起53可以有助于径向地居中弹簧70。类似地,卷簧72可以被布置在反馈室32中,在腔孔22的第二端部分26中的塞子28和阀芯29之间作用以朝着腔孔22的第一端部分
24推动阀芯29。如图所示,孔59可以延伸到阀芯29的第二端部分29b之外以有助于径向地居中弹簧72。
[0063] 可以提供限位结构74,所述限位结构将限制阀芯29沿朝着腔孔22的第二端部分26的第一方向的运动。特别地,可以提供限位结构74以防止阀芯29移动超过预期最大移动位置,如图4和5中所示。限位结构74例如可以设在布置在第二端部分24中的塞子28上。限位结构74可以是可调节的,从而允许最大移动位置的调节。例如,所示实施例中的限位结构74可以是可以以螺纹方式接合形成于相关塞子28中的螺纹腔孔的螺纹构件75。
如图5中最清楚地所见,合适的最大移动位置可以是阀芯29的第一位置,所述第一位置被限定为在沿第一方向移动期间达到的阀芯29的第一位置,在所述位置中口66完全露出以与第二凹槽36连通并且口64完全露出以与第三凹槽38连通。如果阀芯29沿朝着腔孔22的第一端部分24的第二方向从图5中所示的第一位置移动,则形成第二凹槽36和第三凹槽38之间的平台的主体20的部分将逐渐覆盖口66,减小流体可以在第二凹槽36和阀芯
29中的轴向通道58之间流过的横截面面积。如下面将进一步所述,阀芯29可以被定位在包括第一位置的第一位置范围的任何位置,第一位置范围中的每个位置具有用于经由口66在第二凹槽36和轴向通道58之间流体连通的不同的横截面面积。
[0064] 类似地,可以提供限位结构76,所述限位结构将接合阀芯29,限制阀芯29沿朝着腔孔22的第一端部分24的第二方向的运动,防止阀芯29移动超过预期最大移动位置,如图6和7中所示。限位结构76例如可以设在布置在第一端部分24中的塞子28上。限位结构76可以是可调节的,从而允许最大移动位置的调节。例如,所示实施例中的限位结构76可以是可以以螺纹方式接合形成于相关塞子28中的螺纹腔孔的螺纹构件77。如图7中最清楚地所见,合适的最大移动位置可以是阀芯29的第二位置,所述第二位置被限定为在沿第二方向移动期间达到的阀芯29的第一位置,在所述位置中口64完全露出以与第一凹槽34连通并且口66完全露出以与第三凹槽38连通。如果阀芯29沿朝着腔孔22的第一端部分24的第二方向从图4和5中所示的第一位置移动,则形成第一凹槽34和第三凹槽
38之间的平台的主体20的部分将逐渐覆盖口64,减小流体可以在第二凹槽36和阀芯29中的轴向通道58之间流过的横截面面积。如下面将进一步所述,阀芯29可以被定位在包括第二位置的第二位置范围的任何位置,第二位置范围中的每个位置具有用于经由口64在第一凹槽34和轴向通道58之间流体连通的不同的横截面面积。
[0065] 弹簧70和72可以将阀芯29推动到在阀芯29的第一位置范围和第二位置范围之间的关闭位置,如图8和9中所示。更具体地,弹簧70可以推动阀芯29从第二位置范围朝着关闭位置移动,并且弹簧72可以推动阀芯29从第一位置范围朝着关闭位置移动。
[0066] 在关闭位置,口64和66两者都可以完全露出以与第三凹槽38连通;然而,口64和口66两者都不处于与第一凹槽34或第二凹槽36的基本直接流通连通,并且因此基本上没有流体连通存在于阀芯29中的轴向通道58和第一凹槽34或第二凹槽36之间。
[0067] 参考图1和2,导阀装置14可以包括一个阀或多个阀80和歧管82,所述歧管带有互连阀80和滑阀12的流体通道,这将在下面进行描述。
[0068] 阀80可以包括在第一导阀连接口86和第二导阀连接口88之间延伸的流体管道84。通过流体管道84的流动可以由串联布置在流体管道84中的两个可变孔调节。第一可变孔90可以是常闭孔;也就是该孔可以在缺少到达阀80的指令信号的情况下可以被闭合。
第二可变孔92可以是常开孔。导阀控制口94可以在第一孔90和第二孔92(二者均为可变孔)之间与流体管道84流体连通地连接。阀80可以是单阀或微型阀,其包含用作第一孔90和第二孔92的移动部件。备选地,阀80可以体现为用作第一孔90和第二孔92的多个阀或微型阀。
[0069] 在导阀装置14中形成用于控制滑阀12的一个且仅仅一个压力指令。在所示的实施例中,例如,当加压流体被供应到阀80时压力指令在第一孔90和第二孔92之间的流体管道84中形成。在那里形成的压力是指令压力,并且在指令压力下的流体从导阀装置14被输送到滑阀12的指令室30。如本文中所示,压力指令可以经由单一流体管道、经由单一导阀控制口94和单一流体管道31被输送到指令室30。然而,可以预见可以使用,甚至可能同时使用多个流体路径在形成压力指令的点和压力指令用于控制滑阀12的操作的点之间输送单一压力指令,并且因此应当被认为在权利要求的范围内。
[0070] 如果阀80是微型阀,则歧管82可以有利地用于使微型阀的小包装尺寸适应主体20的大包装尺寸。阀80可以通过任何合适的方法(例如铜焊、软钎焊、粘接、机械连接等)安装在歧管82上,或者在省略歧管82的情况下安装在主体20上。第一导阀连接口86经由腔孔42c与流体管道42流体连通地连接,提供常闭孔90和第一连接器16之间的不间断流体连通。第二导阀连接口88经由腔孔46b与流体管道46流体连通地连接,因此提供常开孔92和第二连接器18之间的不间断流体连通。导阀控制口94与流体管道31流体连通地连接,并且因此导阀控制口94与指令室30不间断地流体连通。
[0071] 如图2中所见,可以在歧管82和主体20之间利用O形圈96来防止在歧管和主体20之间的接口从流体管道42,流体管道46或流体管道31泄漏。
[0072] 现在将论述所示实施例的操作。
[0073] 在操作期间,可逆流体流动控制组件10经由第一连接器16和第二连接器18安装在系统(未显示)中。在系统的操作期间,通常第一连接器16和第二连接器18中的一个将被供应较高的压力(在下文中被称为“供应压力”)并且第一连接器16和第二连接器18中的另一个将被供应较低的压力(在下文中被称为“返回压力”)。在操作期间,当在供应压力和返回压力之间有差异时,可逆流体控制组件10的部件操作以形成在阀芯29上相反地作用的两个独立的流体压力。在一侧,如图1和4中所示的左侧,在导阀装置14中形成并且被供应到指令室30的指令压力推压阀芯29的第一轴向端面52以沿第一方向(向右,如图1,4和5中所见)推动阀芯29,将阀芯29移动到阀芯29的第一位置范围中。在阀芯29的轴向通道中形成与阀芯29的位置成比例的压力,称为反馈压力,这将在下面进行描述。反馈压力经由开口56从阀芯29的轴向通道传到在阀芯29的右侧(如图1和4中所见)的反馈室32。反馈室32中的反馈压力作用于阀芯29的第二轴向端面54,沿第二方向(向左,如图1和4中所见)推动阀芯29。阀芯29自由移动直到作用于阀芯29的两个端面52,54的力平衡。应当注意在该论述中将不论述由弹簧70,72施加的力,原因是弹簧
70,72通常将被选择为具有很低的弹簧负荷率,从而与作用于阀芯29的轴向端面52,54的流体力相比不对阀芯施加显著的力;如果弹簧力是显著的,则其效果的计算对于本领域的普通技术人员来说是相对简单的和可预测的力平衡计算。实际上,在一些应用中,可以完全省略弹簧70,72。在任何情况下,将领会可以预见在至少一些实施例中,当流体正流动通过滑阀12时作用于阀芯29以相对于主体20定位阀芯29的大部分轴向力将是流体力。
[0074] 在正常操作下指令压力和反馈压力两者都将处于供应压力和返回压力之间。图10是在通过滑阀12的正向流动期间反馈压力与滑阀29的位置的关系的图形。图11是在通过滑阀12的反向流动期间反馈压力与滑阀29的位置的关系的图形。
[0075] 反馈压力是在轴向通道58中的第一口64和第二口66之间形成的压力。在正向流动期间,阀芯29在第一位置范围中,通过滑阀12的流体的流动从第一连接器16移动,通过第二口66,通过阀芯29的轴向通道58,通过第一口64,并且然后通过第二连接器18离开,如图4和5中所示。当阀芯29从关闭位置朝着第一位置移动时,在第二凹槽36和第三凹槽38之间由主体20形成的平台逐渐露出第二口66,并且第一口64保持露出并且与第三凹槽38完全连通。在正向流动中,第三凹槽38将在返回压力下,而第二凹槽36将在供应压力下。当第二口66逐渐被露出时,轴向通道58中的压力将升高,如图10中的图形的右半部所示,其中阀芯位置“S”是图1中所示的关闭位置,并且阀芯位置“1”是图4和5中所示的第一位置。然而,反馈压力将不升高到供应压力的量值,原因是第一口64将来自轴向通道58的流体连续地排放到在返回压力下的第三凹槽38。一旦稳态操作状态存在,反馈室32中的反馈压力将等于轴向通道58中的压力。在瞬时状态期间,反馈室32中的压力可能由于孔59的阻尼效应而滞后于轴向通道中的压力。然而,为了分析可逆流体控制组件10的稳态到稳态操作的目的可以忽视该滞后。
[0076] 通过围绕三个点描述功能性而最佳地解释本构思,所述三个点为在图4和5中示出的阀芯29的第一位置,在图6和7中示出的阀芯29的第二位置,和在图1,8和9中示出的阀芯29的关闭位置。
[0077] 正向流动时在第一位置,滑阀12被认为是稳定的。稳定在本文中被定义为滑阀12的任何这样的操作状态,在所述状态下指令压力的小偏差导致阀芯29的移动,所述移动产生反馈压力的成比例变化,所述变化倾向于将滑阀12的操作返回到平衡状态,阀芯29继续在与指令压力的偏差之前相同的关闭位置的一侧操作。相反地,不稳定(或不稳定状态)被定义为滑阀的任何这样的操作状态,在所述状态下指令压力的小偏差导致阀芯29的移动,所述移动产生反馈压力,所述反馈压力不倾向于将滑阀12的操作返回到平衡状态,阀芯29继续在与指令压力的偏差之前相同的关闭位置的一侧操作。
[0078] 假设滑阀12正以正向流动平衡地操作,并且阀芯29处于在第一位置范围内的位置,并且更特别地,处于在关闭位置和第一位置(将想起其在图10的图形上由“S”和“1”指示)中间的位置。供应到导阀装置14的指令信号处于中间值。导阀装置14的常闭孔90部分地被打开,并且导阀装置14的常开孔92也部分地被打开,并且在孔90和孔92之间的通道84中的压力(经由导阀控制口94供应到滑阀12的指令室30的指令压力)是供应到第一导阀连接口86的供应压力和在第二导阀连接口88的返回压力之间的差值的稳定百分比。现在假设至导阀装置14的指令信号增加。这导致常闭孔90进一步打开并且常开孔92进一步闭合。这导致指令压力升高。指令压力的增加导致阀芯29沿远离指令室30的第一方向(向右,如图4,5和10中所见)移动。当阀芯29移动远离指令室30时,反馈压力增加。反馈压力由于通过第二口66(其是通向供应压力的口)的横截面流动面积与第一口64(其是通向返回压力的口)的横截面流动面积的比率增加而增加,升高轴向通道58中的压力。当反馈压力增加时,阀芯29将停止在新的平衡位置,在所述平衡位置反馈压力大致等于指令压力。反之亦然,若减小指令压力(阀芯29将沿第二方向移动,第二口66渐增地被覆盖,降低通过第二口66(其是通向供应压力的口)的横截面流动面积与第一口64(其是通向返回压力的口)的横截面流动面积的比率),轴向通道58中的压力降低,并且当反馈压力下降到接近降低的指令压力时阀芯29将停止在第一位置范围内的新的平衡位置。
[0079] 类似地,若阀芯29定位在第二位置范围内,并且可逆流体流动控制组件10以反向流动操作(供应压力被供应到第二连接器18,并且返回压力在第一连接器处),阀芯29也将以稳定方式操作,如图6,7和图11的图形的左半部中所示。
[0080] 假设阀芯29处于第二位置范围内的位置,并且更特别地,处于在关闭位置和第二位置(其在图11的图形上由“S”和“2”指示)中间的位置。供应到导阀装置14的指令信号处于中间值。导阀装置14的常闭孔90部分地被打开,并且导阀装置14的常开孔92也部分地被打开,并且在孔90和孔92之间的通道84中的压力(经由导阀控制口94供应到滑阀12的指令室30的指令压力)是第二导阀连接口88的供应压力和在第一导阀连接口86的返回压力之间的差值的稳定百分比。
[0081] 现在假设期望更多地打开阀芯29,也就是说,朝着第二位置移动阀芯以增加通过滑阀12的流体流动。供应到导阀装置14的指令信号增加。这导致常闭孔90进一步打开,打开至第一连接器16处的返回压力的释放路径,并且导致常开孔92进一步闭合,节流从第二连接器18供应的供应压力。这导致供应到指令室的指令压力减小。指令压力的减小导致阀芯29沿朝着指令室30的第二方向(向左,如图6,7和11中所见)移动。当阀芯29朝着指令室30移动时,反馈压力将减小。反馈压力由于通过第一口66(其是通向第一凹槽34中的返回压力的口)的横截面流动面积与第二口64(其是通向供应压力的口)的横截面流动面积的比率增加而减小。随着通过口64至返回的释放路径被打开,并且随着来自供应的流动路径的横截面面积被固定,轴向通道58中的压力也将下降。当反馈压力减小时,阀芯29将停止在新的平衡位置,在所述平衡位置反馈压力大致等于指令压力,通过滑阀12的流动增加,这是所期望的。反之亦然,若减小指令信号,将在导阀装置14中产生增加的指令压力。这将导致阀芯29沿第一方向移动,使得第一口64将渐增地被覆盖,降低第一口64(其是通向返回压力的口)的横截面流动面积与第二口66(其是通向供应压力的口)的横截面流动面积的比率,轴向通道58中的压力升高,并且当反馈压力升高到接近增加的指令压力时阀芯29将停止在第二位置范围内的新的平衡位置。通过滑阀12的流率将低于初始流率。
[0082] 现在考虑可能的情形,其中滑阀12正在不稳定操作区域中操作。如图10和11中所见,有两个不稳定区域:第一不稳定操作区域是在正向流动期间在第二位置范围中的操作,并且第二不稳定操作区域是在反向流动期间在第一位置范围中的操作。对于这两个不稳定操作区域的每一个,指令压力可以沿两个方向变化:指令压力可以增加或指令压力可以减小。因此,有四种情形要考虑。
[0083] 对于第一情形,考虑这样的情况,其中在正向流动操作期间(例如,当首先启动正向流动时)在阀芯29处于第二位置范围中时指令压力增加,如图6和7以及图10的图形的左半部中所示。滑阀12将处于不稳定操作模式,并且将根据不稳定平衡的原理响应指令压力的变化。在不稳定时,指令压力的小增加或减小不导致阀芯位置的成比例移动,在与指令压力的变化之前阀芯29所处的关闭位置相同的一侧也没有阀芯位置返回平衡的操作。
[0084] 假设在正向流动存在时阀芯29在第二位置处于平衡(也就是说,反馈和指令压力对阀芯29施加相等且相反的力),增加的指令压力导致阀芯29沿远离指令室30的第一方向移动。当阀芯29移动远离指令室30时,第一口64将变为渐增地被覆盖,节流从凹槽34(其在正向流动期间在供应压力下)到轴向通道58的流动路径。通过第二口66的释放路径保持大开,并且当轴向通道58中的压力减小时反馈压力将减小。当反馈压力减小时,沿第一方向(向右,如图6,7和10中所示)推动阀芯29的净力增加,加速沿第一方向(远离指令室30)的移动。阀芯29的移动将不停止在第二位置范围中,而是相反地阀芯29将继续经过关闭位置进入第一位置范围中。一旦经过关闭位置,滑阀12返回到用于正向流动的稳定操作,原因是沿第一方向的进一步移动将导致凹槽36(其在供应压力下)和轴向通道58之间的连通增加,升高反馈压力直到反馈压力平衡指令压力,如上所述。在该点,阀芯
29停止,等待指令压力的进一步变化。
[0085] 图10示出了这种过渡。滑阀12初始处于状态O1,该状态对应于第二位置范围中的阀芯位置S1,指令和反馈压力处于P1。如果指令压力升高到P2,则阀芯29由于指令压力和反馈压力的不平衡沿第一方向被推动。在位置S1和关闭位置S之间的操作曲线上没有反馈压力将等于P2的位置,因此阀芯29挪动到第一位置范围中,并且从S移动到S2,在该点反馈压力(轴向通道58中的压力)升高到P2。位置S2处于图10的图形的稳定操作区域中。一旦在稳定区域中,在正向流动继续时滑阀12将保持稳定。
[0086] 对于第二情形,考虑如果所有条件与先前的情形相同,但是在系统正以正向流动操作时指令压力减小并且阀芯29处于第二位置范围中,将发生的情况。再次地,假设滑阀12初始处于状态O1,该状态对应于第二位置范围中的阀芯位置S1,指令和反馈压力处于P1。
如果指令压力降低,则阀芯29由于指令压力和反馈压力的不平衡沿第二方向被推动。这导致第一口62变得更露出,增加在供应压力下的第一凹槽34和轴向通道58之间的横截面流动面积。这导致反馈压力的增加,进一步增加指令压力和反馈压力的不平衡。在位置S1和第二位置(在图10中由“2”指示)之间的操作曲线上没有反馈压力将下降到等于小于P的指令压力的位置,因此阀芯29沿第二方向移动直到遇到限位件74,在该点阀芯29处于第二位置。尽管阀芯29不再移动,但是滑阀12仍然被认为以不稳定方式操作,原因是由于指令压力和反馈压力不大致相等,阀芯29未返回到平衡。为了返回到稳定操作,必须产生大于最大反馈压力的指令压力以启动阀芯沿第一方向的移动。一旦指令压力超过反馈压力,通过以与第一情形中所述相同的方式将阀芯29移动到第一位置范围,滑阀12将返回到稳定操作。
[0087] 指令压力可以在所有操作模式下升高到最大反馈压力之上,原因是当阀芯29被移动到第二位置时,轴向通道58将通过大开的第一口64或通过大开的第二口66连接到返回压力(参见图6和7)。因此,反馈压力不能达到供应压力,并且可能具有供应压力的仅仅大约一半的量值。与之相比,通过操纵常开孔90和常闭孔92,导阀控制口94可以基本上与返回压力隔离,并且完全连接到供应压力使得指令压力可以大致等于供应压力。
[0088] 对于第三情形,考虑这样的情况,其中阀芯29处于第一位置范围中,并且描述图11的右半部中的图形的不稳定区域的反向流动存在。从图4和5中所示的关闭位置“S”和第一位置“1”之间的初始位置,指令压力的任何减小导致与反馈压力的不平衡,所述不平衡推动阀芯沿第二方向(在图4,5和11中向左)移动,经过关闭位置,并且进入第二位置范围(稳定区域)中。当在第二位置范围中时阀芯29沿第二方向的移动(参考图6和7)渐增地露出腔孔64以打开通过轴向通道58的释放路径,降低轴向通道58中的压力,并且因此降低反馈压力。这继续直到反馈压力下降到指令压力,在该点当滑阀12返回到稳定操作时阀芯29停止,等待指令压力的进一步变化。因此,第三情形类似于第一情形。
[0089] 对于第四情形,考虑初始不稳定条件与第三情形相同的情况并且考虑对指令压力增加的响应。指令压力的任何增加导致与反馈压力的不平衡,所述不平衡推动阀芯沿第一方向(在图4,5和11中向右)移动,经过关闭位置,并且进入第二位置范围(稳定区域)中。当在第二位置范围中时阀芯29沿第二方向的移动(参考图6和7)渐增地露出腔孔64以打开通过轴向通道58的释放路径,降低轴向通道58中的压力,并且因此降低反馈压力。阀芯29沿第一方向不成比例地移动并且将移动直到阀芯29接合限位件74,阀芯29处于第一位置。在该点,反馈压力将为供应压力和返回压力之间的差值的大约一半,原因是第一口64和第二口66两者都完全露出。阀芯29将保持在第一位置直到指令压力下降到反馈压力之下。当该情况发生时,阀芯29将开始沿第二方向不成比例地移动,并且将继续经过关闭位置进入第二位置范围中,直到到达反馈压力减小到新降低的指令压力的位置。在该点,滑阀12返回到稳定操作,并且阀芯29停止,等待指令压力的进一步变化。
[0090] 图1,8和9中所示的关闭位置表示用于正向和反向流动的过渡点。从图9将领会,实际上可以存在阀芯29定位在其中的位置范围使得通过滑阀12的流动是不可能的,原因是第一口64和第二口66两者都不(甚至部分地)与除了第三凹槽38之外的凹槽对准,并且因此未建立通过滑阀12进出第三凹槽38(和第二连接器18)的流动路径。其中流动被切断的该位置范围的大小当然取决于相对于第一凹槽34和第二凹槽36之间的间隔的第一口64和第二口66之间的间隔,以及第一、第二和第三凹槽34,36和38之间的平台的宽度。为了该论述的目的,其中流动被切断的该整个位置范围将被称为关闭位置,物理地位于第一位置范围和第二位置范围之间。相对于关闭位置,从关闭位置沿第二方向(图1,8和9中所示的从关闭位置向左)的任何阀芯位置在反向流动中是稳定的并且在正向流动中是不稳定的。相反地,从关闭位置沿第一方向(图1,8和9中所示的从关闭位置向右)的任何阀芯位置在正向流动中是稳定的并且在反向流动中是不稳定的。
[0091] 用于可逆流动控制组件10的所示布置特别适合于导阀装置14中的微型阀的使用,原因是该布置允许通过滑阀12的流动面积是由导阀装置15供应的指令压力的函数,与供应和返回压力无关,假设滑阀12稳定操作。如上所述,流动开度(通过滑阀的流动路径的有效横截面面积)是反馈压力的函数。由于反馈压力通过节流在供应压力和返回压力之间流动的流体而形成于滑阀12中,因此反馈压力是供应压力和返回压力之间的相对压力差的函数。一个微型阀或一系列微型阀响应供应到微型阀并且布置在供应压力和返回压力之间的流体管道中的电指令在一系列孔之间形成“工作压力”,也输出与供应压力和指令压力之间的差值有关的指令压力。
[0092] 对于导阀14,这可以被表达为
[0093] 方程1
[0094] 其中
[0095] PC是指令压力;
[0096] PT是返回压力;
[0097] PS是供应压力;
[0098] Ce是供应到微型阀的电信号,以及
[0099] f()表示是括号内的项的“函数”。
[0100] 对于滑阀12,这可以被表达为,
[0101] 方程2
[0102] 其中
[0103] PF是反馈压力;以及
[0104] AF是流动面积。
[0105] 当滑阀12处于平衡时,下列成立,与供应和返回压力无关,假设阀芯处于稳定位置。
[0106] PF=PC 方程3
[0107] 以及
[0108] AF=f(Ce) 方程4
[0109] 指令压力PC是供应压力PS和返回压力PT之间的差值的百分比。在全功率下(即,当需要通过可逆流动控制组件10的最大流动时),常闭(NC)孔90完全打开并且常闭(NO)孔92被闭合,无论通过可逆流动控制组件10的流动是正向的还是方向的。
[0110] 如图4和6中所示,阀芯29的移动可以由限位件74限制到第二位置(在图6中在左边)和由限位件74限制到第一位置(在图4中在右边)。可以这样做是由于两个原因。首先,当第一口64和第二口66两者都完全露出时(根据定义这发生在第一位置和第二位置),通过滑阀12的峰值流动发生。将阀芯29的行程仅仅限制到从第一位置到第二位置的那些位置有助于保证线性响应,有助于可逆流动控制组件10的控制。其次,这样做是为了保证在第一位置范围和第二位置范围之间的操作之间的过渡总是可能的:假设滑阀12被定位在对于流动的方向不稳定的点(即,图10和11中所示的不稳定操作区域中的一个),到稳定的过渡在正向流动时需要指令压力比反馈压力高,并且在反向流动时需要指令压力比反馈压力低。在该情况下,将移动限制到第一位置和第二位置之间的范围意味着在正向流动期间反馈压力PF将总是小于或等于返回压力PT与返回压力PT和供应压力PS的平均值的总和(方程5),并且在反向流动期间PF将总是大于或等于返回压力PT与返回压力PT和供应压力PS的平均值的总和(方程6)。
[0111] 在正向流动中 方程5
[0112] 在反向流动中 方程6
[0113] 假设指令压力PC可以是供应压力PS和返回压力PT之间的任何压力,最大反馈压力(最大值PF)和最大指令压力(最大值PC)之间的差值将足够大,从而克服负面地影响滑阀12的操作的任何因素以允许过渡,例如从提供从导阀控制口94到指令室30的连通的流体管道的任何泄漏(这将本质上减小指令压力)、由于摩擦或其他力产生的滞后。
[0114] 为了易于解释,当前的论述假设第一口64和第二口66尺寸相等;而它们可以具有不同尺寸。此外,如下面将关于滑阀12的阀芯的备选实施例进一步描述,有可能在正向流动与反向流动时利用不同尺寸的口。
[0115] 如上所述,弹簧70和弹簧72可以被安装在滑阀12中,从而当滑阀12处于“关闭”(电指令为零)时保证阀芯29在关闭位置保持居中,由此最小化在第一连接器16和第二连接器18之间通过滑阀12的泄漏。如上所述,当流体正流过滑阀12时,由于作用于阀芯29的轴向端面53,54的流体压力,弹簧70,72可以提供与轴向力相比最小的力。
[0116] 使用图1中所示的实现方式,如果导阀装置14被断电(即,电指令信号为零),或者若阀芯29被定位在稳定区域(如图10和11中所示)中,阀芯29将在正向流动和反向流动两种状态下移动到关闭位置。在该关闭位置,通过滑阀12的流动路径被闭合。实际上这意味着滑阀12(和可逆流体流动控制组件10)是常闭流动控制阀。
[0117] 与通过滑阀12的流动方向无关,下列可能成立:1)假设阀芯29在在稳定区域中操作,当至导阀装置14的电指令信号变化仅仅一半标度(0至50%,或100%至50%)时,通过滑阀12的流动可以成比例地满标度增加,从零流动增加到全流动。2)100%导阀指令(导致常闭(NC)孔90完全打开和常开(NO)孔92完全闭合的最大电信号)产生迫使阀芯29进入稳定区域中的100%压力指令(即,大致等于供应压力),与初始位置无关(再次地,不考虑通过滑阀12的流动的方向)。
[0118] 应当认识到在备选实施例(未显示)中,其中孔90和92的常开和常闭状态被颠倒(即,如果孔90是常开的,并且孔92是常闭的),并且可逆流体流动控制组件10的所有其他部件如上所示和所述,则至导阀装置14的控制信号可以被反转以实现系统的控制。换句话说,在这样的情况下,0%导阀指令(导致这样的常开(NO)孔90完全打开和这样的常闭(NC)孔92完全闭合的最小或零电信号)产生迫使阀芯29进入稳定区域中的压力指令,与初始位置无关(再次地,不考虑通过滑阀12的流动的方向)。
[0119] 由于阀芯29可以在任何位置启动,尤其如果弹簧70,72被省略,因此通常将预期在可逆流体流动控制组件10安装在其中的系统启动时,100%导阀指令将初始瞬时地被施加以保证在继续正常的比例控制之前阀芯29正确地移动到稳定区域中。当然,预期在流动在其中被反向的多数系统(例如热泵系统)中,系统将沿一个方向被停止,并且然后沿相反方向被再启动。然而,如果可逆流体流动控制组件10被安装在这样的系统中,在所述系统中通过滑阀12和导阀装置10的流体流动可以在不首先停止系统的情况下被反向,则可以预作安排使得一旦可逆流体流动控制组件10被安装在其中的系统中的流动反向,100%导阀指令将初始瞬时地被施加以保证在继续正常的比例控制之前阀芯29正确地移动到稳定区域中。
[0120] 在图10和11中示出了大体由129指示的阀芯的备选实施例。阀芯129可以在可逆流体控制组件10中利用。阀芯129可以类似于阀芯29,区别在于阀芯129在比阀芯29更多的轴向位置的带有控制口;因此,相同的参考符号将在阀芯129的结构和操作的以下描述中用于相似的特征。更具体地,与阀芯29相比,阀芯129可以在阀芯129的中心部分50中在四个轴向位置限定口。阀芯129可以具有在阀芯29的中心部分50中在第一轴向位置的第一口164,所述第一口提供外表面62和轴向通道58之间的流体连通。阀芯129可以具有在阀芯129的中心部分50中在第一轴向位置和阀芯129的第二端部分29b之间的第二轴向位置的第二口166,所述第二口提供轴向通道和阀芯129的外表面62之间的流体连通。阀芯129还可以具有在阀芯129的中心部分50中在第三轴向位置的第三口264,所述第三轴向位置朝着阀芯129的第一端部分29a与第一轴向位置间隔第一轴向距离X,第三口
264提供外表面和轴向通道50之间的连通。最后,阀芯129可以具有在阀芯的中心部分50中在第四轴向位置的第四口266,所述第四轴向位置朝着第一轴向位置与第二轴向位置间隔第一轴向距离X,并且第四口266提供外表面和轴向通道和轴向通道50之间的连通。适宜地,口164,166,264和266可以具有不同的横截面面积。更具体地,在图10和11所示的实施例中,口164和166均可以具有第一横截面面积,而口264和266均可以具有不同于第一横截面面积的第二横截面面积。更加具体地,第一横截面面积大于第二横截面面积。
[0121] 因此,当阀芯129处于第一位置范围中时,如图10中所示,建立从第一连接器16通过流体管道42、第二凹槽36、通过第二口166的较大的第一横截面流动面积、通过轴向通道58、通过第一口164的直径较大的第一横截面流动面积、通过第三凹槽38和从那里到达第二连接器18的用于流体正向流动通过滑阀12的流动路径。与之相比,当阀芯129处于第二位置范围中时,如图11中所示,建立从第二连接器18到第三凹槽38、通过第四口266的较小的第一横截面流动面积、通过轴向通道58、通过第三口264的较小的第一横截面流动面积到第一凹槽34、到流体管道42和从那里到达第一连接器16的用于流体反向流动通过滑阀12的流动路径。因此,所有其他因素相同,利用阀芯129的可逆流动控制组件10所允许的图10中所示的第一位置中的正向流动的体积流率大于图11中所示的第二位置中的反向流动所允许的体积流率。例如在热泵HVAC系统中,当使流动反向并且在冷却功能(更高的预期体积流率)和加热功能(更低的预期体积流率)之间切换时,该特征会是有用的。利用阀芯129的可逆流动控制组件10的操作在其他方面类似于利用阀芯29的可逆流动控制组件10的操作。
[0122] 现在参考图14至27B,其中在所有图中相似的参考数字和符号始终可以表示相似的元件,示出了大体由300指示的可逆流体流动控制组件的附加备选实施例。流动控制组件300可以包括大体由312指示的滑阀,和大体由314指示的导阀装置。滑阀312和导阀装置314均可以与第一连接器316流体连通,借助于所述第一连接器流动控制组件300可以与流动控制组件300可以安装在其中的系统(未显示)的第一部分流体连通地连接,如上所述。
[0123] 滑阀312和导阀装置314均可以与第二连接器318流体连通,借助于所述第二连接器流动控制组件300可以与流动控制组件300可以安装在其中的系统的第二部分流体连通地连接。第一连接器316和第二连接器318均可以是任何合适的结构,借助于所述结构流动控制组件300可以被连接以用于安装到系统中,非限制性地包括螺纹连接、焊接连接、铜焊连接、压配合连接、滚压连接、永久可变形连接、粘合连接、压力接头连接等。
[0124] 滑阀312可以包括主体320。优选地第一连接器316和第二连接器318至少部分地形成于主体320中,图14至20中所示的实施例就是这样,其中第一连接器316和第二连接器318的每一个被显示为能够以螺纹方式接收标准液压管接头(例如上述的管接头19)的螺纹连接口。主体320可以由适合于应用的任何材料制造,例如聚合材料或金属,例如铜或铝。
[0125] 主体320可以具有限定通过其中的腔孔322的内壁表面321。腔孔322可以具有大体由324指示的第一端部分,大体由326指示的第二端部分,和大体由327指示的中心部分。腔孔322的第一端部分324可以带有板325,所述板被固定到主体320,从而以不透流体的方式闭合腔孔322的第一端部分324。类似地,腔孔322的第二端部分326例如可以由布置在其中的球328闭合。球328可以被压入腔孔322中,从而以压力密封方式闭合腔孔322的第二端部分326。
[0126] 滑阀312还可以包括被布置为用于在腔孔322中滑动移动的阀芯329。阀芯329可以具有第一端部分329a和第二端部分329b。如图14至20中所示,阀芯329可以在腔孔322中被定向为阀芯329的第一端部分329a靠近腔孔322的第一端部分324,并且阀芯329的第二端部分329b靠近腔孔322的第二端部分326。将在下面更详细地论述阀芯329的结构。
[0127] 阀芯329和闭合腔孔322的第一端部分324的板325与主体320协作以限定在腔孔322的第一端部分324中的指令室330。将在下面论述指令室330的目的。流体管道331形成于主体320中,所述流体管道可以与指令室330流体连通,并且如下面将进一步论述,与导阀装置314流体连通。阀芯329和在腔孔322的第二端部分326中的球328与主体320协作以限定在腔孔322的第二端部分326中的反馈室332。
[0128] 如图14中所示,在沿着腔孔322的轴向间隔位置,一对腔可以形成于主体320中与腔孔322的中心部分327流体连通。这对腔中的第一个可以采用周向延伸第一凹槽334的形式,所述第一凹槽在沿着腔孔322的第一轴向位置形成于限定腔孔322的主体320的表面321中,与这对腔中的另一个腔的位置相比,可以看到所述第一轴向位置相对靠近腔孔322的第一端部分324,并且因此最靠近指令室330。这对腔中的第二个可以采用周向延伸第二凹槽336的形式,所述第二凹槽在沿着腔孔322的第二轴向位置形成于限定腔孔322的主体320的表面321中,所述第二轴向位置可以比第一凹槽334可以位于的第一轴向位置更靠近腔孔322的第二端部分326(并且因此更靠近反馈室332)。
[0129] 主体320可以限定提供第二连接器318和第二凹槽336之间的流体连通的流体管道340。主体320也可以限定提供第一连接器316和第一凹槽334之间的流体连通的流体管道342。
[0130] 提供腔孔344用于第一连接器316和导阀装置314之间的流体连通。腔孔344例如可以通过从主体320的表面钻通主体320而形成。提供腔孔346用于第一连接器318和导阀装置314之间的流体连通。腔孔346例如可以通过从主体320的表面钻通主体320而形成。
[0131] 现在参考图14和15,阀芯329可以具有在第一端部分329a和第二端部分329b之间的大体由350指示的中心部分。阀芯329可以在第一端部分329a上具有与指令室330流体连通的大体由352指示的第一轴向端面。在所示的实施例中,第一端部分329a为截头圆锥形,原因将在下面进行论述。阀芯329可以在第二端部分329b上具有与反馈室332流体连通的大体由354指示的第二轴向端面。在所示的实施例中,第二端部分329b为截头圆锥形,原因将在下面进行论述。第二轴向端面354可以具有在其中限定的开口356。
[0132] 阀芯329可以具有在其中限定的内部轴向通道358。轴向通道358可以提供从第二轴向端面354中的开口356到阀芯329的第一端部分329a的内部分中的盲端的流体连通。在所示的实施例中,嵌件360通过诸如螺纹接合的合适机构被固定在阀芯329的第二端部329b中的开口356中。嵌件360可以包括从第二轴向端面354轴向向内延伸的第一腔孔361和阻尼孔359,所述阻尼孔限制阀芯329的轴向通道358和反馈室332之间的连通,以便在操作期间阻尼阀芯329的运动。在所示的实施例中,孔359形成在腔孔361和轴向通道358之间的直径减小的腔孔。
[0133] 如果提供直径减小(相对于轴向通道358的剩余部分的直径)的孔,嵌入件360可以以任何合适的方式固定到阀芯329,或者可以与阀芯329形成一体。可以预见在一些应用中,将根本不需要提供阻尼的孔,并且可以省略嵌件360。
[0134] 阀芯329可以具有外表面362。阀芯329可以具有在阀芯329中形成的多个口。在所示的实施例中,第一口363在阀芯329中的第一轴向位置形成,提供外表面362和轴向通道358之间的流体连通。类似地,第二口364在第二轴向位置形成,第三口365在第三轴向位置形成,并且第四口366在阀芯329中的第四轴向位置形成。口363,364,365和366的每一个可以是在口363,364,365和366的各自轴向位置围绕阀芯329周向间隔的多个口中的一个。
[0135] 阀芯329可以具有在第一口363和阀芯329的第一端部分329a之间的轴向位置形成于外表面362中的周向凹槽367。阀芯329还可以具有孔隙368,所述孔隙提供周向凹槽367和形成于阀芯329中的轴向通道358之间的流体连通。孔隙368允许在平衡状态期间存在于轴向通道358中的在反馈压力下的流体围绕阀芯329分布在凹槽367中,如上所述,这最小化指令室330和凹槽367之间的差压,并且因此最小化在限定腔孔322的表面321和阀芯329的表面362之间泄漏到指令室30之中或之外。
[0136] 再次参考图15和19,卷簧370可以被布置在指令室330中,在腔孔322的第一端部分324处的板325和阀芯329之间作用以朝着腔孔322的第二端部分326推动阀芯329。阀芯329的截头圆锥形第一端部分329a可以有助于径向地居中弹簧370。类似地,卷簧372可以被布置在反馈室332中,在腔孔322的第二端部分326中的球328和阀芯329之间作用以朝着腔孔322的第一端部分324推动阀芯329。如图所示,阀芯329的截头圆锥形第二端部分329b可以有助于径向地居中弹簧372。
[0137] 球328限定限位结构,所述限位结构将限制阀芯329沿朝着腔孔322的第二端部分326的第一方向的运动。特别地,该限位结构可以防止阀芯329移动经过预期的第一最大移动位置,如图16中所示。类似地,板325限定限位结构,所述限位结构将接合阀芯329,限制阀芯329沿朝着腔孔322的第一端部分324的第二方向的运动。该限位结构可以防止阀芯329移动经过预期的第二最大移动位置,如图20中所示。
[0138] 在图16中显示了阀芯329的第一位置。在所示实施例中的第一位置可以是预期的第一最大移动位置,其可以是在沿第一方向移动期间达到的阀芯329的第一位置,在所述位置中口363完全露出以与第一凹槽334连通并且口365完全露出以与第二凹槽336连通。如果阀芯329沿朝着腔孔322的第一端部分324的第二方向从图16中所示的第一位置移动,则在第一凹槽334和第一端部分324之间的主体320的部分将逐渐覆盖口363。类似地,形成第一凹槽334和第二凹槽336之间的平台的主体320的部分将逐渐覆盖口365。当阀芯329沿第二方向从第一最大移动位置移动到下面所述的关闭位置时阀芯329可以被定位在第一位置范围中的任何位置。
[0139] 在图18中可以看到阀芯329的第二位置。在该实施例中的第二位置可以是预期的第二最大移动位置,其可以是在沿第二方向移动期间达到的阀芯329的第一位置,在所述位置中口364完全露出以与第一凹槽334连通并且口366完全露出以与第二凹槽336连通。当阀芯329沿第一方向从第二最大移动位置移动到下面所述的关闭位置时阀芯329可以被定位在第二位置范围中的任何位置。
[0140] 弹簧370和372可以将阀芯329推动到在阀芯329的第一位置范围和第二位置范围之间的居中或关闭位置。在图19中示出了该居中位置。更具体地,弹簧370可以推动阀芯329沿第一方向(如图19中所示向左)从第二位置范围朝着居中位置移动;弹簧372可以推动阀芯329沿第二方向(如图19中所示向右)从第一位置范围朝着居中位置移动。第一位置范围在图19中所示的居中位置的左边,并且第二位置范围在图19中所示的居中位置的右边。
[0141] 在居中位置,口365和口366两者都可以部分地露出以与第二凹槽336连通;然而,口363和口364两者都不处于与第一凹槽334的基本直接流体连通。将没有在阀芯329中的轴向通道358和第一凹槽334之间的流体连通,并且因此没有在第一连接器316和第二连接器318之间的流体连通。
[0142] 再次参考图14,导阀装置314可以包括一个阀或多个阀380和歧管,例如上述的歧管82,所述歧管带有互连阀380和滑阀312的流体通道。
[0143] 阀380可以包括流体管道384。通过流体管道384的流动可以由串联布置在流体管道384中的两个可变孔调节。第一可变孔390可以是常闭孔,也就是说,第一孔390可以在缺少到达阀380的指令信号的情况下被闭合。第二可变孔392可以是常开孔。流体管道331可以在第一孔390和第二孔392之间与流体管道384流体连通地连接。阀380可以是单阀或微型阀,其包含用作第一孔390和第二孔392的移动部件。备选地,阀380可以体现为用作第一孔390和第二孔392的多个阀或微型阀。第一孔390和第二孔392可以成反比例地移动,也就是说,当一个打开时,另一个被闭合。当一个打开时,另一个同时闭合,并且当一个半开时,另一个也半开(和半闭)。
[0144] 现在参考图14,15和16,将描述滑阀312的操作。在导阀装置314中形成用于控制滑阀312的压力指令,如上所述。在所示的实施例中,例如,当加压流体被供应到阀380时压力指令在第一孔390和第二孔392之间的流体管道384中形成。在那里形成的压力是指令压力,并且在指令压力下的流体从导阀装置314被输送到滑阀312的指令室330。压力指令可以经由单一流体管道、经由导阀控制口(未示出)和单一流体管道331被输送到指令室330。
[0145] 在操作期间,可逆流体流动控制组件300经由第一连接器316和第二连接器318安装在系统(未显示)中。在系统的操作期间,通常第一连接器316和第二连接器318中的一个将被供应较高的压力(在下文中被称为“供应压力”)并且第一连接器316和第二连接器318中的另一个将被供应较低的压力(在下文中被称为“返回压力”)。在操作期间,当在供应压力和返回压力之间有差异时,可逆流体控制组件300的部件操作以形成在阀芯329上相反地作用的两个独立的流体压力。
[0146] 在一侧,如图14至19中所示在右侧,通过定位第一孔390和第二孔392以获得预期压力而在导阀装置314中形成指令压力。指令压力可以被供应到指令室330,从而推压阀芯329的第一轴向端面352以沿第一方向(向左朝着第一位置范围,如图14至19中所见)推动阀芯329,将阀芯329移动到阀芯329的第一位置范围中。与阀芯329的位置成比例的压力被称为反馈压力,在阀芯329的轴向通道中形成,这将在下面进行描述。反馈压力经由腔孔361从阀芯329的轴向通道358传到在阀芯329的左侧(如图14至19中所见)的反馈室332。
[0147] 反馈室332中的反馈压力作用于阀芯329的第二轴向端面354,沿第二方向(向右,如图14至19中所见)推动阀芯329。阀芯329自由移动直到作用于阀芯329的端面352,354的力平衡。应当注意在该论述中将不论述由弹簧370,372施加的力,原因是弹簧
370,372通常将被选择为具有很低的弹簧负荷率,如上所述。将领会在至少一些实施例中,当流体正流动通过滑阀312时作用于阀芯329以相对于主体320定位阀芯329的大部分轴向力将是流体力。
[0148] 在正常操作下指令压力和反馈压力两者都可以处于供应压力和返回压力之间,如上所述。
[0149] 反馈压力是在轴向通道358中的第一口363和第三口365之间形成的压力。在正向流动(在图16中由箭头R1示出)期间,阀芯329在第一位置范围中,通过滑阀312的流体的流动从第一连接器316移动,通过第一口363,通过阀芯329的轴向通道358,通过第二口365,并且然后通过第二连接器318离开,如图16中所示。
[0150] 在正向流动中,第二凹槽336将在返回压力下,而第一凹槽334将在供应压力下。当第一口363在从图19中所示的关闭位置通过图14中所示的位置(其中流体流过滑阀
312)移动到图16中所示的第一位置期间逐渐被露出时,轴向通道358中的压力可以升高。
然而,反馈压力不会升高到供应压力的量值,原因是第三口365将来自轴向通道358的流体连续地排放到可以在返回压力下的第二凹槽336。
[0151] 当孔390和孔392两者都半开时,如图16中所示,通过阀380的最大流动发生,原因是孔390,392中的一个的任何进一步打开也将意味着孔390,392中的另一个开始关闭(原因是,如上所述,在该实施例中孔390,392相同地并且相反地操作),将流动限制到更低的净值。若正向流动,并且孔390,392两者都半开,指令压力可以是供应压力P1的大约一半。如果阀芯329从图16中所示的位置向右移动,口363将开始由主体320覆盖,减小凹槽334(供应压力)和轴向通道(反馈压力)之间的横截面流动面积。所以,反馈压力降低。若指令压力不变,指令压力和反馈压力之间的净压力平衡可以向左推回阀芯329直到遇到限位件(球328)或压力平衡由反馈压力的综合升高消除。
[0152] 该反馈机制导致通道358中的反馈压力P′2等于指令压力P2。指令压力P2可以由以下方程表示:
[0153] 方程7
[0154] 反馈压力P′2可以由以下方程表示:
[0155] 方程8
[0156] 其中:
[0157] P1是至导阀装置314的供应压力;
[0158] P′1是至滑阀312的供应压力(在正向流动期间来自第一连接器316;在反向流动期间来自第二连接器318)(在所示的实施例中P1=P′1);
[0159] P2是指令压力;
[0160] P′2是反馈压力;
[0161] A1是上游导阀孔的横截面流动(在正向流动期间的390,在反向流动期间的392)面积,在那里流体从在供应压力下的流体管道流入指令室中;
[0162] A′1是滑阀312的入口横截面流动面积,其中流体从凹槽334(在正向流动期间)或凹槽336(在反向流动期间)流入反馈室中;
[0163] A2是下游导阀孔的横截面流动面积,在那里流体流出指令室进入在返回压力下的流体管道;以及
[0164] A′2是滑阀312的出口横截面流动面积,其中流体流出反馈室进入凹槽336(在正向流动期间)或凹槽334(在反向流动期间);
[0165] 方程7可以被重排为:
[0166] 方程9
[0167] 类似地,方程8可以被重排为:
[0168] 方程10
[0169] 由于当滑阀312处于平衡时作用于滑阀312的压力平衡,因此当滑阀312处于平衡时下列成立:
[0170] P2=P′2 方程11
[0171] 如上所述,由于P1=P′1,因此在所示的实施例中,导阀装置314和滑阀314两者都由共同源馈送流体。所以,方程10可以被改写为:
[0172] 方程12
[0173] 所以从方程9和12得到:
[0174] 方程13
[0175] 方程13表明导阀下游孔的横截面流动面积与导阀上游孔的横截面流动面积的比率等于离开滑阀312的出口横截面流动面积与进入滑阀312的入口横截面流动面积的比率。因此方程13可以被改写为:
[0176] 方程14
[0177] 方程14表明导阀上游孔的横截面流动面积与导阀下游孔的横截面流动面积的比率等于进入滑阀312的入口横截面流动面积与离开滑阀312的出口横截面流动面积的比率。
[0178] 因此从方程13和14可以明白可以通过控制导阀装置314的上游和下游孔的横截面流动面积的比率来设定滑阀312的入口和出口横截面流动面积的比率。该关系可以用于开发可逆流动控制组件300的控制算法。试图使用下游压力或流动作为直接反馈信号控制滑阀312在一些应用中会是困难的,例如当两相流体(流体和气体的混合物)正流动通过滑阀时。具体的例子可以是制冷剂,例如1,1,1,2-四氟乙烷(R134a),所述制冷剂在适当的温度下可以由于流过滑阀312所经历的压降而使进入滑阀312的流体的一部分变为气体。微小地改变压降的阀芯329的微小运动可以通过改变滑阀312的下游的流体流中的气体和流体的百分比而导致滑阀312的下游的流量和压力的显著变化。所以,可逆流体流动控制组件300可以通过利用导阀装置314有利地设定通过滑阀312的预期横截面流动面积。
[0179] 其他合适的参数可以用作控制导阀装置314的控制算法的一部分,所述参数不如下游压力和流动稳定,并且是应用所特定的,但是对于可应用领域的普通技术人员而言将是显而易见的。作为例子,在可逆流体流动控制组件300用于供应蒸发器盘管的制冷系统中,在蒸发器盘管的出口的制冷剂管的温度可以用作被考虑用于控制可逆流体流动控制组件314的操作的参数。可以备选地或附加地被利用并且制冷系统的领域的普通技术人员将显而易见的其他参数可以包括蒸发器盘管的入口和出口之间的制冷剂管的温度变化,在蒸发器盘管的出口的制冷剂的过热或过冷的程度,以及在穿过蒸发器盘管之后由蒸发器盘管冷却的流体的能含量或温度变化。
[0180] 在图17和18所示的实施例中,第二连接器318在供应压力P1下。指令压力P2高(指令压力P2可以等于供应压力P1),原因是孔392打开并且下游孔390被关闭(即,在它们的正常位置)。供应压力从第二连接器318通过口366传到轴向通道358,然而轴向通道358和第一连接器316之间的连接不存在,所以反馈压力P′2高(反馈压力P′2可以等于供应压力P′1)。如果阀芯329由于任何原因向右移动,则反馈压力P′2将下降并且指令压力P2将向左推回阀芯329。如果阀芯329由于任何原因向左移动,则反馈压力P′2保持恒定并且等于指令压力P2。所以,弹簧370和372移动回到关闭位置。
[0181] 如果通过系统的流动被反向,例如如果热泵从冷却被切换到加热功能,则第二连接器318将被供应较高压力(供应压力)并且第一连接器316将被供应较低压力(返回压力)。阀芯329然后将在第二位置范围(即,由图18中所示的位置和图19中所示的居中(或关闭)位置界定的位置范围)中操作。
[0182] 滑阀312可以在一个或多个计量位置操作。例如假设阀芯329在第二位置范围内被定位在第一计量位置,如图27A中所示,并且可逆流体流动控制组件300正以反向流动操作(供应压力被供应到第二连接器318,返回压力处于第一连接器316),并且阀芯329处于平衡。供应到导阀装置314的指令信号处于中间值。导阀装置314的常闭孔390(沿该流动方向的下游孔)也部分地被打开,并且导阀装置314的常开孔392(上游孔)也部分地被打开,并且孔390和孔392之间的通道384中的压力(经由导阀控制口314供应到滑阀312的指令室330的指令压力)是在第二导阀连接口388的供应压力和在第一导阀连接口386的返回压力之间的差值的稳定百分比。
[0183] 现在假设期望更多地打开阀芯329,也就是说,通过朝着图27B中所示的第二计量位置移动阀芯329增加通过滑阀312的横截面流动面积以便增加通过滑阀312的流体流动。供应到导阀装置314的指令信号增加。这导致常闭孔390进一步打开,打开至第一连接器316处的返回压力的释放路径,并且导致常开孔392进一步闭合,节流或计量从第二连接器318供应的供应压力。这导致供应到指令室330的指令压力P2减小。指令压力P2的减小导致阀芯329沿朝着指令室330的第二方向(向右,如图16,27A和27B中所见)移动。当阀芯329沿朝着指令室330的第二方向移动时,阀芯329移动通过多个计量位置,从图27A中所示的第一计量位置到图27B中所示的第二计量位置,此时阀芯329沿第二方向1
移动;反馈压力将减小。反馈压力P2 由于通过第二口364(其是通向第一凹槽334中的返
1
回压力的口)的出口横截面流动面积A2 与第四口366(其是通向供应压力的口)的入口横
1
截面流动面积A1 的比率增加而减小。
[0184] 更具体地,若通过口366至返回的释放路径被打开,并且当从图27A中所示的第一计量位置移动到图27B中所示的第二计量位置时来自供应的流动路径的横截面流动面积1
不变,轴向通道358中的反馈压力P2 也将减小。当反馈压力P2减小时,阀芯329将停止在
1
例如图27B中所示的新的平衡位置,在所述平衡位置反馈压力P2 大致等于指令压力P2,横截面流动面积增加并且通过滑阀312的相关流动增加,这是所期望的。
[0185] 反之亦然,若减小指令信号,将在导阀装置314中产生增加的指令压力。这将导致阀芯329沿第一方向移动,使得第二口364将渐增地被覆盖,降低第二口364(其是通向返回压力的口)的横截面流动面积与第四口366(其是通向供应压力的口)的横截面流动面积的比率,升高轴向通道358中的压力,并且当反馈压力升高到等于被增加的指令压力时阀芯329将停止在第二位置范围内的新的平衡位置,例如图27A中所示的第一计量位置。通过滑阀312的质量流率将低于初始质量流率,原因是通过滑阀的横截面流动面积减小。
[0186] 应当强调的是图27A中所示的第一计量位置和图27B中所示的第二计量位置仅仅表示第二位置范围内的无限数量的计量(或“节流”)位置中的两个;类似地在第一位置范围内有无限数量的计量位置。
[0187] 图14至19,27A和27B中所示的滑阀312是对称阀的例子,具有用于对称阀的阀芯329。当在本文中使用时,对称阀被定义为这样的阀,其中在正向和反向流动构造中的最大横截面流动面积大致相同。相反地,不对称阀被定义为这样的阀,其中沿正向流动方向通过阀的最大横截面流动面积基本上不同于沿反向流动方向的最大横截面流动面积。
[0188] 图20中所示的滑阀412是不对称阀的例子。在不对称阀412中,用于不对称阀的阀芯429被布置为用于在阀体320的腔孔322中滑动移动。应当注意主体320可以有利地与(先前所述的)阀芯329一起使用以形成对称阀,或与阀芯429一起使用以形成不对称阀。所示的阀芯429具有围绕阀芯429周向间隔的多个口。在所示的实施例中,一个或多个第一口463在阀芯429中的第一轴向位置形成,提供外表面462和轴向通道458之间的流体连通。类似地,一个或多个第二口464在第二轴向位置形成,一个或多个第三口465在第三轴向位置形成,并且一个或多个第四口466在阀芯429中的第四轴向位置形成。在正向流动期间使用的在第二和第四轴向位置的横截面流动面积小于在反向流动期间使用的在第一和第三轴向位置的横截面流动面积。该阀芯结构允许例如热泵在加热建筑物时和在冷却建筑物时具有不同的制冷剂流率。
[0189] 在所示的实施例中,所有口463,464,465和466具有相同的直径;通过将比分别设在第二和第四轴向位置的口464和466的数量更多的口463和465分别设在第一和第三轴向位置而在第一和第三轴向位置获得更大的横截面流动面积。然而,可以通过任何合适的布置获得横截面流动面积的差异。例如,也可以通过将相同数量的口463,464,465和466以相同的数量设在第一、第二、第三和第四轴向位置、但是使单独的口463和465形成为具有比口464和466更大的直径(更大的单独的横截面流动面积)而获得在第一和第三轴向位置比在第二和第四轴向位置更大的横截面流动面积。在下面将描述的图23和24中所示的备选实施例中示出了这样的布置。
[0190] 关于外壳或主体320,图21和22示出了第一连接器316和第二连接器318分别通过腔孔或管道342和340连接到凹槽334和336。管道340可以由在第一连接器316和凹槽336之间钻出的一个或多个腔孔340a形成,如图21中所示,类似地,管道342可以由在第二连接器318和凹槽334之间钻出的一个或多个腔孔342a形成,如图22中所示。
[0191] 可以提供备选的主体320′,如图23,24,25和26中最佳地所示。管道340′和342′可以被形成为分别在凹槽334′和336′之间以及在第一和第二连接器316和318之间形成的狭槽。限定管道340′和342′的狭槽可以通过任何期望的方法形成,例如通过铣削。图25和26是围绕阀芯329和别处的流体体积的形状的图示,主体320′以虚线表示。
图25和26的图示被包括以对主体320′中的流体通道的构造的有更好的理解。
[0192] 图23和24中所示的阀芯是用于不对称阀的阀芯的另一个例子,并且更具体地是被布置为用于在阀的主体320′的腔孔中滑动移动的阀芯429的备选实施例。图23和24中所示的阀芯的实施例利用与图20中所示的阀芯429所利用的不同的获得不对称流动的方法。图23和24中所示的阀芯具有沿着阀芯被轴向间隔的、成组地在四个轴向位置的每一个的多个口。不同于图20中所示的阀芯429,在轴向位置的口的数量与在其他轴向位置的每一个的数量相同。换句话说,在所示的实施例中,至少第一口463在阀芯中的第一轴向位置形成,提供阀芯的外表面和通过阀芯的纵轴线的轴向通道之间的流体连通。类似地,与在第一轴向位置的口数量相同的口464在第二轴向位置形成,与在第一轴向位置的口数量相同的口465在第三轴向位置形成,并且与在第一轴向位置的口数量相同的口466在阀芯429中的第四轴向位置形成。与在反向流动期间使用的口463和465相比,在正向流动期间使用的分别为464和466的第二和第四口具有更小的直径,并且因此具有更小的横截面流动面积。
[0193] 部分概括地说,除了别的以外所示的可逆流体流动控制组件的优点是能够与来自导阀装置的单一压力指令成比例地控制沿任一方向的流动,而不使用弹簧作为主要阀芯闭合力和利用不稳定平衡力在正向和反向流动功能之间切换。
[0194] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,包括:响应指令信号用于将在指令压力下的流体供应到导阀控制口的导阀;和导阀操作的滑阀。所述导阀操作的滑阀可以具有:主体,所述主体具有第一连接器和第二连接器,所述第一连接器和所述第二连接器的每一个都适合于与外部回路流体连通;和被布置为用于在所述主体中滑动移动的阀芯,所述阀芯具有第一端部分和与所述第一端部分相对的第二端部分。所述阀芯的所述第一端部分可以与所述导阀控制口流体连通使得所述阀芯由在所述指令压力下的所述流体推动以沿第一方向移动。当流体流动是从所述第一连接器到所述第二连接器的正向流动时和当流体流动是从所述第二连接器到所述第一连接器的反向流动时,所述阀芯可以可移动以与所述指令压力成比例地控制通过所述主体的在所述第一连接器和所述第二连接器之间的所述流体流动。所述滑阀可以使用呈在反馈压力下的流体的形式的负反馈,所述在反馈压力下的流体沿与所述第一方向相反的第二方向作用于所述阀芯以与在所述指令压力下的流体共同定位所述阀芯。所述滑阀可以利用流体力的不稳定平衡以在控制通过所述滑阀的流体的所述正向流动和所述反向流动之间切换。
[0195] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,包括:响应指令信号用于将在指令压力下的流体供应到导阀控制口的导阀;和导阀操作的滑阀。所述导阀操作的滑阀可以具有:主体,所述主体具有第一连接器和第二连接器,所述第一连接器和所述第二连接器的每一个都适合于与外部回路流体连通;和被布置为用于在所述主体中滑动移动的阀芯。所述阀芯可以具有第一端部分和与所述第一端部分相对的第二端部分,所述阀芯的所述第一端部分可以与所述导阀控制口流体连通使得所述阀芯由在所述指令压力下的所述流体推动以沿第一方向移动。当流体正沿从所述第一连接器到所述第二连接器的正向方向流动通过所述主体时,所述阀芯可以可移动通过第一位置范围以与所述指令压力成比例地控制流体的流动。当流体正沿从所述第二连接器到所述第一连接器的反向方向流动通过所述主体时,所述阀芯可以可移动通过偏离所述第一位置范围的第二位置范围以与所述指令压力成比例地控制所述流体的流动。流动通过所述主体的所述流体的一部分可以具有反馈压力并且沿与所述第一方向相反的第二方向作用于所述阀芯以与在所述指令压力下的所述流体共同定位所述阀芯,所述反馈压力的量值至少部分地根据所述阀芯的位置而产生。当流动通过所述主体的所述流体的一部分从所述主体流入所述阀芯内的通道中并且被引导到所述阀芯之外进入反馈室中以沿所述第二方向作用于所述阀芯时,可以形成所述反馈压力。
[0196] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,所述装置具有:指令室,其与所述导阀控制口流体连通以接收在所述指令压力下的所述流体;反馈室,其接收具有所述反馈压力的所述流体;和腔孔,其在第一端部分与所述指令室连通并且在第二端部分与所述反馈室连通,所述阀芯被布置为用于在所述腔孔中滑动移动。
[0197] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,其中所述阀芯还可以限定外表面、第一端部分、第二端部分和在所述第一端部分和所述第二端部分之间的中心部分。第一轴向端面可以被限定在所述第一端部分上,与所述指令室流体连通。第二轴向端面可以被限定在所述第二端部分上,与所述反馈室流体连通并且具有在其中限定的开口。轴向通道可以被限定为与所述第二轴向端面中的所述开口连通,所述轴向通道延伸到所述阀芯的所述中心部分中。在所述阀芯的所述中心部分中在第一轴向位置的第一口可以提供所述外表面和所述轴向通道之间的连通。最后,在所述阀芯的所述中心部分中在所述第一轴向位置和所述阀芯的所述第二端部分之间的第二轴向位置的第二口可以提供所述外表面和所述轴向通道之间的连通。
[0198] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,其中所述主体可以限定在沿着所述腔孔的第一轴向位置与所述主体中的所述腔孔连通的第一腔。所述主体也可以限定在沿着所述腔孔的第二轴向位置与所述主体中的所述腔孔连通的第二腔,所述第二轴向位置比所述第一轴向位置更靠近所述反馈室。所述主体也可以限定在沿着所述腔孔的第三轴向位置与所述主体中的所述腔孔连通的第三腔。所述第三位置可以位于所述第一轴向位置和所述第二轴向位置之间。所述第一连接器可以与所述第一腔和与所述第二腔流体连通。所述第二连接器可以与所述第三腔流体连通。当所述阀芯处于所述第一位置范围中时,建立从所述第一连接器、到所述第二腔、通过所述阀芯、顺序地经由所述第二口、所述轴向通道、所述第一口、到所述第三腔和从那里到达所述第二连接器的用于流体正向流动通过所述滑阀的流动路径,并且使得当所述阀芯处于所述第二位置范围中时,建立从所述第二连接器、到所述第三腔、通过所述阀芯、顺序地经由所述第二口、所述轴向通道和所述第一口、到所述第一腔和从那里到达所述第二连接器的用于流体反向流动通过所述滑阀的流动路径。所述第一、第二和第三腔的每一个可以呈在限定所述主体中的所述腔孔的壁的表面中形成的周向延伸凹槽的形式。
[0199] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,其中所述阀芯可移动到在所述第一位置范围和所述第二位置范围之间的关闭位置,在所述关闭位置基本上没有流体连通存在于所述阀芯中的所述轴向通道与所述第一腔或所述第二腔之间。
[0200] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,其中所述滑阀还可以具有推动所述阀芯从所述第二位置范围朝着所述关闭位置移动的第一弹簧,并且可以具有推动所述阀芯从所述第一位置范围朝着所述关闭位置移动的第二弹簧。
[0201] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,其中周向凹槽可以在所述阀芯的所述外表面中在所述第一轴向位置和所述阀芯的所述第一端部分之间的第三轴向位置形成;并且孔隙可以在所述阀芯中形成,提供所述阀芯的所述外表面中的所述周向凹槽和在所述阀芯中形成的所述轴向通道之间的流体连通。
[0202] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,其中所述第一口可以是在所述第一轴向位置围绕所述阀芯周向间隔的多个口中的一个。此外,所述第二口可以是在所述第二轴向位置围绕所述阀芯周向间隔的多个口中的一个。
[0203] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,其中所述阀芯还可以限定在所述阀芯的所述中心部分中在第三轴向位置的第三口,所述第三轴向位置朝着所述阀芯的所述第一端部分与所述第一轴向位置间隔第一轴向距离。所述第三口可以提供所述外表面和所述轴向通道之间的连通。此外,所述阀芯也可以限定在所述阀芯的所述中心部分中在第四轴向位置的第四口,所述第四轴向位置朝着所述第一轴向位置与所述第二轴向位置间隔所述第一轴向距离。所述第四口可以提供所述外表面和所述轴向通道之间的连通。所述主体还可以限定:在沿着所述腔孔的第一轴向位置与所述主体中的所述腔孔连通的第一腔;在沿着所述腔孔的第二轴向位置与所述主体中的所述腔孔连通的第二腔,所述第二轴向位置比所述第一轴向位置更靠近所述反馈室;在沿着所述腔孔的第三轴向位置与所述主体中的所述腔孔连通的第三腔,所述第三位置在所述第一轴向位置和所述第二轴向位置之间。所述第一连接器可以与所述第一腔和与所述第二腔流体连通。所述第二连接器可以与所述第三腔流体连通,使得当所述阀芯处于所述第一位置范围中时,建立从所述第一连接器、到所述第二腔、通过所述阀芯、顺序地经由所述第二口、所述轴向通道和所述第一口、到所述第三腔和从那里到达所述第二连接器的用于流体正向流动通过所述滑阀的流动路径,并且使得当所述阀芯处于所述第二位置范围中时,建立从所述第二连接器、到所述第三腔、通过所述阀芯、顺序地经由所述第四口、所述轴向通道和所述第三口、到所述第一腔和从那里到达所述第二连接器的用于流体反向流动通过所述滑阀的流动路径。
[0204] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,其中所述第一口和所述第二口均具有第一横截面流动面积,并且其中所述第三口和所述第四口均具有不同于所述第一横截面流动面积的第二横截面流动面积。
[0205] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,其中当所述阀芯处于所述第一位置范围中并且建立在所述第一连接器和所述第二连接器之间、通过所述第二腔、通过所述阀芯、经由所述第二口、所述轴向通道和所述第一口并且通过所述第三腔的流体连通时,在比所述第一连接器中存在的压力更高的压力下的流体存在于所述第二连接器中导致流动的不稳定,使得指令压力的任何减小将导致所述阀芯沿朝着所述指令室的所述第二方向移动,导致所述第二腔和所述第二口之间的连通减小,导致所述轴向通道中的压力和因此所述反馈室中的压力增加,进一步推动所述阀芯沿朝着所述指令室的所述第二方向移动,导致所述阀芯与指令压力的所述变化不成比例地移动,所述阀芯朝着所述第二位置范围移动到所述第一位置范围之外。
[0206] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,所述装置可以包括在一位置限制所述阀芯沿所述第一方向移动的第一限位结构,所述第一限位结构提供所述第一位置范围的任何位置的通过所述主体的流动的大致最小阻力,以及在一位置限制所述阀芯沿所述第二方向移动的第二限位结构,所述第二限位结构提供所述第二位置范围的任何位置的通过所述主体的流动的大致最小阻力。
[0207] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,所述装置可以利用微型阀作为导阀装置。
[0208] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,其中所述导阀装置可以包括在第一导阀连接口和第二导阀连接口之间延伸的流体管道,通过所述流体管道的流动由串联的两个可变孔调节,所述可变孔的一个是常开的并且所述可变孔中的一个是常闭的,所述导阀控制口在所述可变孔之间与所述流体管道流体连通地连接。
[0209] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,其中所述常闭孔可以经由所述第一导阀连接口与所述第一连接器流体连通地连接并且所述常开孔经由所述第二导阀连接口与所述第二连接器流体连通。
[0210] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,所述装置具有阀芯,所述阀芯具有在所述阀芯中分别在沿着所述阀芯的第一、第二、第三和第四轴向位置形成的第一、第二、第三和第四口,所述口的每一个与所述阀芯中的轴向通道连通,所述口的每一个具有相同的横截面流动面积,并且其中在所述第一、第二、第三和第四轴向位置中的相关的一个处的所述第一、第二、第三和第四口中的一种口比在所述第一、第二、第三和第四轴向位置中的另一个处的口多,由此所述装置形成不对称阀。
[0211] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,所述装置具有阀芯,所述阀芯具有在所述阀芯中分别在沿着所述阀芯的第一、第二、第三和第四轴向位置形成的第一、第二、第三和第四口,所述口的每一个与所述阀芯中的轴向通道连通,所述第一、第二、第三和第四口中的至少一种口具有与在第一、第二、第三和第四轴向位置中的不同的一个位置处的所述第一、第二、第三和第四口中的另一种口不同的横截面流动面积,由此所述装置形成不对称阀。
[0212] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,所述装置包括:主体,所述主体具有第一连接器和第二连接器,所述第一连接器和所述第二连接器的每一个适合于与外部回路流体连通;和被布置为用于在所述主体中滑动移动的阀芯。所述阀芯具有第一端部分和与所述第一端部分相对的第二端部分,所述阀芯的所述第一端部分与产生指令压力的导阀流体连通使得所述阀芯由所述指令压力推动以沿第一方向移动,当流体正沿从所述第一连接器到所述第二连接器的正向方向流动通过所述主体时所述阀芯可移动通过第一位置范围以与所述指令压力成比例地控制流体的流动,当流体正沿从所述第二连接器到所述第一连接器的反向方向流动通过所述主体时所述阀芯可移动通过偏离所述第一位置范围的第二位置范围以与所述指令压力成比例地控制流体的流动,流动通过所述主体的所述流体的一部分具有反馈压力并且沿与所述第一方向相反的第二方向作用于所述阀芯以与在所述指令压力下的所述流体共同定位所述阀芯,所述反馈压力的量值至少部分地根据所述阀芯的位置而产生。所述主体还可以限定:指令室,其与所述导阀控制口流体连通以接收在所述指令压力下的所述流体;反馈室,其接收具有所述反馈压力的所述流体;和腔孔,其在第一端部分与所述指令室连通并且在第二端部分与所述反馈室连通,所述阀芯被布置为用于在所述腔孔中滑动移动。所述阀芯还可以限定:外表面;在所述第一端部分和所述第二端部分之间的中心部分;在所述第一端部分上的第一轴向端面,其与所述指令室流体连通;在所述第二端部分上的第二轴向端面,其与所述反馈室流体连通并且具有在其中限定的开口;与所述第二轴向端面中的所述开口连通的轴向通道,所述轴向通道延伸到所述阀芯的所述中心部分中;在所述阀芯的所述中心部分中在第一轴向位置的第一口,其提供所述外表面和所述轴向通道之间的连通;在所述阀芯的所述中心部分中在所述第一轴向位置和所述阀芯的所述第二端部分之间的第二轴向位置的第二口,其提供所述外表面和所述轴向通道之间的连通;在所述阀芯的所述中心部分中在第三轴向位置的第三口,所述第三轴向位置朝着所述阀芯的所述第一端部分与所述第一轴向位置间隔第一轴向距离,所述第三口提供所述外表面和所述轴向通道之间的连通;和在所述阀芯的所述中心部分中在第四轴向位置的第四口,所述第四轴向位置朝着所述第一轴向位置与所述第二轴向位置间隔所述第一轴向距离,并且所述第四口提供所述外表面和所述轴向通道之间的连通。所述主体还可以限定:在沿着所述腔孔的第一轴向位置与所述主体中的所述腔孔连通的第一腔,所述第一连接器和所述第一腔流体连通;和在沿着所述腔孔的第二轴向位置与所述主体中的所述腔孔连通的第二腔,所述第二轴向位置比所述第一轴向位置更靠近所述反馈室,所述第二连接器与所述第二腔流体连通,使得当所述阀芯处于所述第一位置范围中时,建立从所述第一连接器、到所述第一腔、通过所述阀芯、顺序地经由所述第一口、所述轴向通道和所述第三口、到所述第二腔和从那里到达所述第二连接器的用于流体正向流动通过所述滑阀的流动路径,并且使得当所述阀芯处于所述第二位置范围中时,建立从所述第二连接器、到所述第二腔、通过所述阀芯、顺序地经由所述第四口、所述轴向通道和所述第二口、到所述第一腔和从那里到达所述第一连接器的用于流体反向流动通过所述滑阀的流动路径。当控制正向流动和反向流动中的一种时,所述装置可以具有比当控制正向流动和反向流动中的另一种时更大的最大横截面流动面积。进一步部分概括地说,可以在这样的装置中获得最大横截面流动面积的该差异,在所述装置中所述第一、第二、第三和第四口均具有相同的横截面流动面积,并且其中在所述第一、第二、第三和第四轴向位置中的相关的一个处的所述第一、第二、第三和第四口中的一种口比在所述第一、第二、第三和第四轴向位置中的另一个处的口多,由此所述装置形成不对称阀。进一步部分概括地说,可以获得最大横截面流动面积的该差异的另一种方式存在于这样的装置中,在所述装置中所述第一、第二、第三和第四口中的至少一种口具有与在第一、第二、第三和第四轴向位置中的不同的一个位置处的所述第一、第二、第三和第四口中的另一种口不同的横截面流动面积,由此所述装置形成不对称阀。
[0213] 进一步部分概括地说,公开了一种装置,所述装置可以包括滑阀,所述滑阀包括具有第一连接器和第二连接器的主体和相对于所述主体可移动以用于控制所述第一连接器和所述第二连接器之间的流动的阀芯。所述可逆流动控制组件还可以包括形成单一压力指令的导阀装置。所述滑阀可以响应在所述导阀装置中形成的所述单一压力指令以控制所述第一连接器和所述第二连接器之间的流动而不考虑流动的方向。当流体正流动通过所述阀时,与所述压力指令相反地作用于所述阀芯以相对于所述主体定位所述阀芯的大部分力可以是流体力。
[0214] 已经在本发明的优选实施例中解释和例示了本发明的操作的原理和模式。然而,必须理解的是,本发明可以以不同于具体解释和例示的其他方式被实施而不脱离它的精神或范围。