專利名稱：用于串聯(lián)遞進式分配閥的活塞缸筒和制造活塞缸筒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及串聯(lián)遞進式(series progressive)分配閥。更具體的，本發(fā)明涉及用于堵塞出口端口使得流體可以被串聯(lián)遞進地引導至下一個排出端口的接頭。
背景技術(shù)：
串聯(lián)遞進式分配閥長期存在于現(xiàn)有技術(shù)中并包括用于將單個穩(wěn)定輸入的加壓流體分成多個分布式爆發(fā)流的機構(gòu)。因此，流體在單個進入端口處被輸送到閥體并通過活塞陣列或套筒的周期性操作在流體的壓力下被輸送到多個分離的出口端口。閥輸出根據(jù)活塞陣列的運動以預定遞進的方式連續(xù)循環(huán)。例如，傳統(tǒng)的串聯(lián)遞進式分配閥包括活塞陣列，在所述活塞陣列中，所有活塞的中心軸線布置在單個平面中。用于活塞的每一個端部的出口通常布置在平行于活塞的平面的平面中。出口穿過被機械加工成閥體的端口的精密系統(tǒng)而被連接到活塞?；钊谟啥松w封閉的閥體的缸筒內(nèi)往復運動。活塞本身包括一對軸向間隔開的底切，使得每一個活塞形成三個凸起。因此，在活塞插入缸筒中并被端蓋封閉時，形成四個壓力室在活塞的每一個端部處的一個端部室和在活塞內(nèi)的兩個內(nèi)部室。每一個端部室通過延伸穿過閥體的端口連續(xù)連接到下一個活塞的內(nèi)部室。另外，每一個內(nèi)部室通過使用單獨的端口連接到閥的出口。因此，四個活塞閥包括八個出口。高壓進入端口連接每一個活塞缸筒，并且基于每一個活塞的位置，連接用于每一個活塞的內(nèi)部室中的一個。然而，除了“第一”活塞的端部室連接到“最后一個”活塞的內(nèi)部室使得活塞可以反向并且可以無限繼續(xù)該串聯(lián)遞進之外，所有連接和出口在形成在閥體的同一側(cè)和活塞的同一端處。參照附圖從現(xiàn)有技術(shù)，尤其從授予Snow等人的美國專利第4，312，425號說明典型的串聯(lián)遞進式分配閥的操作，其中所述美國專利顯示了一種被簡單化的活塞和出口結(jié)構(gòu)。圖I顯示了典型的串聯(lián)遞進式分配閥的立體圖，所述串聯(lián)遞進式分配閥具有由多個塊主體10A-10H形成的閥體10。圖2顯示了包括活塞12A、12B和12C的閥體10的示意圖。圖I和圖2被同時論述。如圖所示，活塞12A、12B和12C中的每一個都包括被分別表示為14A、14B、14C、16A、16B、16C、18A、18B 和 18C 的三個凸起。凸起 14A-18C 分別形成底切 20A、20B、20C、22A、22B和22C?；钊?2A、12B和12C分別在缸筒24A、24B和24C中往復運動，所述缸筒24A、24B和24C分別形成端部室26A、26B、26C、28A、28B和28C。另外，底切20A-22C形成內(nèi)部室30A、30B、30C、32A、32B和32C。底切20A-22C中的每一個以及由所述底切形成的室通過被機械加工成閥體10的端口流體連接到另一個底切和閥出口 38A-38F中的一個。具體地，內(nèi)部泵送室30A通過端口 36A流體連接到端部室28C以及通過端口 40A流體連接到出口 38A。內(nèi)部泵送室30B通過端口 36B流體連接到端部室26A以及通過端口 40B流體連接到出口 38B。內(nèi)部泵送室30C通過端口 36C流體連接到端部室26B以及通過端口 40C流體連接到出口 38C。內(nèi)部泵送室32A通過端口 36D流體連接到端部室26C以及通過端口 40D流體連接到出口 38D。內(nèi)部泵送室32B通過端口 36E流體連接到端部室28A以及通過端口40E流體連接到出口 38E。內(nèi)部泵送室32C通過端口 36F流體連接到端部室28B以及通過端口 40F流體連接到出口 38F。高壓端口 42將來自入口 44的高壓流體分配給缸筒24A-24C。高壓端口 42基于凸起16A-16C的位置將入口 44流體連接到內(nèi)部室30A-32C。高壓流體基于活塞12A-12C中的每一個的位置始終將高壓流體直接提供給凸起16A-16C中的每一個的一側(cè)。如圖所示，高壓流體被提供給內(nèi)部室32A、30B和30C。因此，高壓流體分別通過端口 36D、36B、36C也被提供給端部室26C、26A和26B。在圖2所示的結(jié)構(gòu)之前的最后一次活塞運動中，低壓流體已經(jīng)從端口 38F通過活塞12B的運動被向下分配通過端口 36F和40F。隨后，如圖2所示，高壓流體被提供給室26B和26C。室26B和26C中的高壓流體不會使活塞12B和12C運動，這是因為凸起18B和18C已經(jīng)與缸筒24B和24C的端蓋接合。然而，當端部室28A排出低壓流體時，室26A中的高壓流體將使活塞12A向下運動。端部室28A中的低壓流體通過端口36E使內(nèi)部室32B中的流體通過端口 40E位移出出口 38E。只要高壓流體被提供給入口 44，活塞12A-12C的這種位移就被反復，且端口 36D和 36A連接在活塞的相對端部上的端部室和內(nèi)部室以允許軸向活塞位置的反向。例如，活塞12C向下移動推動流體通過出口 38A，活塞12B接著向下移動推動流體通過出口 38F，活塞12A接著向下移動推動流體通過出口 38E，接著活塞12C向上移動推動流體通過出口 38D，接著活塞12B向上移動推動流體通過出口 38C，并且最后活塞12A向上移動推動流體通過出口38B。如提及的，為了獲得這種周期性運動，閥體10設有由三維端口形成的精密系統(tǒng)。這種端口使用一系列機械加工操作(具體地，鉆孔)在多個矩形塊中被制造而成。例如，閥體10由圖I所示的塊10A-10H制造而成。塊IOA和IOE包括具有使流體在陣列的端部處的活塞之間按規(guī)定路線行進所需的端口的“入口 ”塊和“端部”塊。中間塊10B-10D彼此完全相同并包括活塞缸筒24A-24C。中間塊10F-10H彼此完全相同并包括出口 38A-38F。中間塊IOB-1OD與中間塊IOF-1OH成對以形成活塞和出口組合。為了改變活塞和出口端口的數(shù)量，可以移除一對中間塊。然而，這種操作例如由于移除和更換螺釘46A-46I使得塊的拆卸和重新組裝冗長且耗時。在上述授予Snow等人的美國專利第4，312，425號中進一步詳細描述了這種組裝復雜性。使用多個單獨的中間塊降低或消除對不必要“開口端”鉆孔操作的需要。這些鉆孔操作用于連接其它通道，而不是用于形成朝向閥體的外部開口的通道。然而，由于制造限制，鉆孔操作是必需的并且開口端必須被堵塞。例如，兩個平行端口可能需要通過鉆垂直端口來連接。然而，垂直端口不需要被朝向閥塊的外部開口。這種端口通常使用焊接在適當?shù)奈恢玫匿撝楸环忾]，如授予Gruber的美國專利第3，467，222中所述。這些方法因此需要另外的制造步驟，并且會額外地將可能的泄漏點和應力點引入到系統(tǒng)中。在現(xiàn)有技術(shù)串聯(lián)遞進閥的其它結(jié)構(gòu)中，出口端口 38A-38F可以通過交叉式端口和塞相互連接。具體地，出口 36C可以為端口以與出口 38A和38B連接。同樣地，出口 38F可以為端口以與出口 38E和38D連接。在如此夠造而成時，出口 38B可以被堵塞以引導其排放物進入到出口 38C中，使得出口 38C將接收兩股流體。另外地，出口 38C可以被堵塞，因此出口 38A可以被構(gòu)造成接收三股流體。然而，在使用中間塊的傳統(tǒng)的串聯(lián)遞進閥中，出口38A不能被堵塞，這是因為由于不能被引入到塊10A-10H的模塊化塊設計中的所需的端口的復雜性而在出口 38A與38B之間沒有設置端口。換句話說，所需的端口將使得每一個中間塊具有唯一的結(jié)構(gòu)。因此，出口 38A變成必須被許可為允許來自閥體10的流體的“終點站”出口，這是因為沒有流體可以按規(guī)定路線到達另一個出口。因此，如果出口 38A、38B和38C被堵塞，則閥體10的操作將停止。出于相同的理由，出口 38D也變成“終點站”出口。交叉式端口需要通過接頭或塞來堵塞出口端口，從而適合通過所述接頭或塞防止液體流。這種交叉式管接頭在可從SKF公司的Lincoln Industrial買得到的SSV SSVMSeries Valves 的Quicklub Progressive Divider Valves 手冊中被顯不。然而，這些接頭需要使用多個不同的插頭和套圈組合。輸出組合的其它方法涉及迫使接頭黃銅塞進入到出口中。然而，這些塞在重復使用之后磨損并變得無效。

發(fā)明內(nèi)容
串聯(lián)遞進式分配閥包括閥體和活塞。閥體包括流體入口、活塞缸筒、出口孔和端口。流體入口延伸到閥體的外部中?；钊淄泊┻^閥體從第一端延伸到第二端，其中活塞缸筒沿著與活塞缸筒中的每一個相交的第一圓形路徑布置。每一個活塞缸筒都包括活塞。 出口孔延伸到閥體中，并且每一個出口孔都包括第一組出口孔和第二組出口孔。端口形成多個通路，所述多個通路使活塞缸筒相互連接并與出口孔連接，使得當高壓流體被施加到入口時，活塞中的每一個依次從第一端向第二端往復運動。


圖I是由多個分離閥體組制造而成的現(xiàn)有技術(shù)串聯(lián)遞進式分配閥的立體圖；圖2是通過圖I的現(xiàn)有技術(shù)串聯(lián)遞進式分配閥的橫截面的簡圖，其中顯示了經(jīng)由延伸通過多個閥體組的端口網(wǎng)與出口孔相互連接的活塞缸筒；圖3是使用本發(fā)明的具有一體式閥塊的串聯(lián)遞進式分配閥的潤滑系統(tǒng)的立體圖，所述閥塊具有四個活塞和八個出口；圖4是本發(fā)明的具有一體式閥塊的串聯(lián)遞進式分配閥的第二實施例的立體圖，所述一體式閥塊具有六個活塞和十二個出口 ；圖5是本發(fā)明的具有一體式閥塊的串聯(lián)遞進式分配閥的第三實施例的俯視圖，所述閥塊具有由八個活塞陣列形成的圓形布置；圖6A是穿過圖5的閥塊的第一實施例在部分6-6處截得圖解橫截面，其中顯示了插入活塞缸筒中的芳通活塞；圖6B是穿過圖5的閥塊的第二實施例在部分6-6處截得的圖解橫截面，其中顯示了平衡活塞缸筒；圖7是本發(fā)明的具有一體式閥塊的串聯(lián)遞進式分配閥的第三實施例的側(cè)視圖，所述閥塊具有由八個出口陣列形成的圓形布置；圖8是穿過圖7的串聯(lián)遞進式分配閥的在部分8-8截得的圖解橫截面，其中顯示了連接閥出口的旁通通道；圖9是圖3的串聯(lián)遞進式分配閥的部分分解立體圖，其中顯示了從出口移除的雙密封交叉式管接頭；圖IOA是雙密封交叉式管接頭的第一實施例在貫穿結(jié)構(gòu)中的橫截面圖；圖IOB是圖IOA的雙密封交叉式管接頭在旁通結(jié)構(gòu)中的橫截面圖IlA是雙密封交叉式管接頭的第二實施例在貫穿結(jié)構(gòu)中的橫截面圖；以及圖IlB是圖IlA的雙密封交叉式管接頭在旁通結(jié)構(gòu)中的橫截面圖。
具體實施例方式圖3是使用本發(fā)明的一體式串聯(lián)遞進式分配閥102的潤滑系統(tǒng)100的立體圖，其中所述一體式串聯(lián)遞進式分配閥102具有四個活塞和八個出口。潤滑系統(tǒng)100還包括自動流體源104、手動流體源106、軟管108A和108B、以及潤滑目標110。閥102包括一體式閥塊112、活塞臺114A-114D、出口 116A-116G以及入口 118。手動流體源106使用任何適當?shù)慕宇^連接到入口 118。例如，入口 118可以包括油槍加油嘴，而手動流體源106可以包括注油槍?？蛇x地，閥102可以連接到在更高壓力下提供更大體積的流體的諸如大輸出泵的自動流體源104。閥102包括設置在為出口 116A-116G提供輸出的臺114A-114D內(nèi)的多個活塞。出 口 116A-116G可以聯(lián)接到軟管以將流體提供給多個目標。如圖所示，軟管108A連接到包括軸承120的流體目標110。例如,軸承120可以包括車輛中的輪軸軸承或機器中的軸承。軟管108B可以聯(lián)接到另一個輪或需要流體的機器的其它部件上的另一個軸承。閥102從入口 118接收單個輸入并將所述輸入分成多個輸出。閥102還包括位于閥102的相對側(cè)上的第二入口(未示出)，所述第二入口可以代替入口 118使用。雖然僅顯示了七個出口 116A-116G，但是每一個活塞臺114A-114D為兩個出口提供輸出，一個朝向活塞的每一個端部。由手動流體源106或自動流體源104提供的壓力啟動閥102內(nèi)的活塞以通過在出口 116A-116G中的每一個處輸送單個輸出脈沖而循環(huán)?；钊^續(xù)以使輸出脈沖循環(huán)到相繼的出口，只要加壓流體被提供給入口 118即可。閥102因此通常在多個目標需要斷續(xù)的少量潤滑油而不是穩(wěn)定的大量潤滑油的情況下(例如，半拖車、施工設備、風輪機和復雜機器)是有用的。閥102由單個材料塊(通常為鋼或其它金屬)組成，從而形成閥塊112。閥102在所述的實施例中包括具有六個表面的平行六面體，但是可以包括其它形狀。在本發(fā)明中，活塞臺114A-114D被構(gòu)造成垂直于出口 116A-116G。例如，閥102包括活塞表面122A和122B，被鉆的缸筒延伸穿過所述活塞表面122A和122B以容納活塞。被鉆的缸筒被諸如蓋123A-123F的端蓋堵塞，以保持活塞并形成活塞臺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包括可以被構(gòu)造成聯(lián)接到軟管或被構(gòu)造成使輸出按規(guī)定路徑達到另一個出口的接頭。例如，出口 116A-116D包括接頭125A-125D。閥塊112可以被構(gòu)造成具有不同的多個活塞臺和不同的多個有源活塞臺，從而使得出口和有源出口的數(shù)量不同。如圖3所示，閥塊112被端口化為用于四個活塞和八個出口。如圖4所示，閥塊112被端口化為用于六個活塞和十二個出口。如圖5和圖7所示，閥塊112被端口化為用于八個活塞和十六個出口。圖6A和圖6B顯示了對于具體的閥塊結(jié)構(gòu)可以如何繞過活塞臺以減少有源活塞臺和出口的數(shù)量。圖5和圖7進一步顯示了閥臺114和出口 116如何以圓形圖案布置以有助于制造并改善性能。圖8顯示了成圓形布置的出口116如何可以被鉛垂在一起以形成減少有源出口的數(shù)量的交叉式管接頭。圖9-1IB顯示了可以在出口 116中使用的各種交叉式管接頭。在圖3-11B中所示的每一種結(jié)構(gòu)中，每一個活塞臺114和出口 116都是類擬的，除非另有規(guī)定。一個實施例與另一個實施例的唯一變化在于活塞的數(shù)量和活塞臺與出口所圍繞設置的圓的直徑。如在整個說明書中所使用的，諸如活塞臺、活塞、出口、端蓋等的類擬部件使用共用的附圖標記表示。每一個附圖標記與特定于每一副圖的參考字母相關(guān)聯(lián)，使得所述字母未必對應于另一副圖的字母，除非另有規(guī)定。例如，圖3涉及活塞臺114A-114D，而圖4涉及活塞臺114A-114F。圖3的活塞臺114A不是圖4的活塞臺114A，但是每一個在功能上是等效 的。關(guān)于本發(fā)明的操作，基于示意性液體流觀點，圖3-圖IlB的各種串聯(lián)遞進式分配閥以與參照圖2所述的大致相同的方式執(zhí)行。然而，本發(fā)明的串聯(lián)遞進式分配閥包括圖2中未示出的具有新穎性的端口和孔，所述端口和孔連接各種活塞室和出口并由具有新穎性的制造過程和方法制造而成。圖2是為了便于說明總體上的串聯(lián)遞進式分配閥的操作。因此，本發(fā)明執(zhí)行圖2中所述的所有過程，但是圖2不能描述圖3-11B中的所有過程。圖4是本發(fā)明的具有六個活塞臺和十二個出口的一體式串聯(lián)遞進式分配閥102的第二實施例的立體圖，其中臺114A-116F和出口 116A-116J被示出。活塞臺114A-114F中的每一個都被顯示為類似于圖3的蓋123A-123F閉合。類似地，出口 116A-116J中的每一個被顯示為連接到類似于圖3的接頭125A-125D的接頭。如上所述，閥塊112由單個材料件形成，臺114和出口 116被機械加工成所述單個材料件。此外，可以穿過被機械加工成用于活塞臺114和出口 116的孔來執(zhí)行流體地連接活塞臺114和出口 116所需的所有機械加工操作。這種機械加工操作通過將活塞臺114A-114F放置在活塞表面122A與122B之間以及將出口 116A-116F放置在出口表面124A與124B之間來實現(xiàn)。此外，機械加工操作通過以圓形圖案布置活塞臺114來實現(xiàn)，如參照圖5所述。另外，出口 116以圓形圖案的布置允許在其相應出口表面124A或124B上的每一個出口被連接到出口表面上的兩個相鄰出口，如參照圖7所述。圖5是本發(fā)明的一體式串聯(lián)遞進式分配閥102的第三實施例的俯視圖，其中顯示了具有以圓形陣列布置的八個活塞臺114A-114H的閥塊112?；钊_114A-114H中的每一個都包括活塞缸筒126A-126H中的一個。活塞臺114A-114H沿著圓128并繞中心點130布置。圖6A是穿過圖5的閥塊112的第一實施例在部分6-6處截得的圖解橫截面，其中分別顯示了活塞缸筒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設有端蓋123A-123F。圖5和圖6A被同時論述。在圖5中，活塞臺114A-114H被顯示為沒有端蓋123A-123F，使得活塞缸筒126A-126H是可見的。活塞缸筒126A-126H延伸到閥塊112的活塞表面122A直達活塞表面122B，如圖6A所示?；钊淄?26A-126H通過端口網(wǎng)連接以允許流體從一個缸筒達到下一個缸筒，如可以在圖6A中部分所示。例如，活塞缸筒126A-126C包括端口 136和138A-138D?；钊淄?26A-126C還包括有助于連接端蓋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?；钊?34A和134C分別插入缸筒126A和126C中并通過端蓋123A和123D以及端蓋123C和123F被密封在缸筒126A和126C中。類似地，旁通活塞132插入活塞缸筒126B中并被端蓋123B和123E封閉在活塞缸筒126B中。端蓋123A-123F例如被擰入到埋頭孔140A-140C以及140I-140K內(nèi)襯的配合螺紋并被O形環(huán)密封。一旦在缸筒126A和126C內(nèi)部，活塞134A和134C在活塞的端部與端蓋之間形成端部室144A-144D。另外，活塞134A和134C包括形成內(nèi)部室148A-148D的底切146A-146D?；钊?34A和134C以及旁通活塞132受到來自端口 136的高壓入口流體，所述端口 136使內(nèi)部室148A-148D相互連接并連接到未示出的其它活塞的內(nèi)部室。活塞134A和134C受到端部室144A、144C、144D和144F中的高壓，使得根據(jù)以上說明往復運動。然而，旁通活塞132的長度基本上等于活塞室126B的長度，使得往復運動受到限制。具體地，旁通活塞132的端面接合端蓋123B和123E。旁通活塞132不包括形成內(nèi)部室的底切。旁通活塞132包括中心部150，所述中心部150的直徑與活塞缸筒126B大致相同以形成具有非常小的間隙的密封件。中心部150還包括用于容納閉合間隙的O形環(huán)152A和152B的溝槽。中心部150將活塞缸筒126B分成第一流體通道和第二流體通道。旁通活塞132還包括分別在活塞缸筒126B內(nèi)從底切142B和142E延伸到端部室144B和144E的頸下端部或流動部154A和154B。因此，旁通活塞132是平衡活塞，所述平衡活塞允許流體從通道138A-138D在活塞缸筒126A與126C之間按規(guī)定路線簡單地通過活塞缸筒126B，而不需要將一股流體分配給出口。被機械加工成用于活塞缸筒126B的閥塊112的出口 116被密封接頭堵塞。因此，旁通活塞132提供一種用于減小閥塊112中的有源活塞臺和有源出口的數(shù)量而不需要改變閥塊112和被機械加工成閥塊的端口的裝置。因此，例如，圖5的閥塊112可以從八個有源活塞減小到七個有源活塞。如此構(gòu)造而成，閥塊通過移除平衡活塞和任何密封接頭而被變回到八個有源活塞?；钊?34A和134C的往復要求每一個活塞的外徑與其相關(guān)聯(lián)的活塞缸筒之間的精密公差。由于必須在活塞與缸筒之間獲得精密公差，因此缸筒126A-126H的機械加工是制造閥102的重要步驟。例如，活塞在缸筒126A-126H內(nèi)形成金屬-金屬密封以防止流體在由活塞形成的端部室與內(nèi)部室之間泄漏。因此，缸筒126A-126H中的每一個首先使用鉆機被大致定位。接下來，活塞臺114A-114H中的每一個的其它特征被機械加工成缸筒126A-126H。例如，可以使用平底擴孔鉆頭形成埋頭孔140A-140H，而可以使用半圓(woodruff)刀具(銑刀)形成底切142A-142F。制造活塞缸筒126A-126C的最后一個步驟包括缸筒的珩磨，從而制造具有非常的精密公差的光滑缸筒。如圖5所示，活塞臺114A-114H沿著圓128布置，所述圓128繞中心點130為中心以有助于閥塊112的制造。圓128包括在平行于活塞表面122A的平面中延伸并與每一個缸筒126A-126H相交的幾何路徑。在一個實施例中，圓128包括與每一個缸筒126A-126H的中心相交的圓周。中心點130與每一個鏜孔126A-126H的中心是等距離的，并且鏜孔126A-126H繞圓128的圓周相等地分布。如所述的，活塞缸筒126A-126H以圓形陣列布置。這使得活塞缸筒126A-126H還具有多邊形輪廓。如圖5所示，活塞缸筒126A-126H布置成八邊形輪廓。如圖4所示，活塞缸筒126A-126F以六邊形輪廓布置。如圖3所示，活塞缸筒126A-126D以方形輪廓布置。中心點130包括凹痕或凹口，機械加工支撐件可以插入所述凹痕或凹口中以為用于缸筒126A-126H的機械加工點提供參考。具體地，閥塊112定位在托架內(nèi)，所述托架固定閥塊并相對于刀具旋轉(zhuǎn)。中心點130以距離每一個活塞臺的固定距離為刀具提供指示點。因此，第一粗切割的活塞缸筒可以利用刀具通過使刀具下降和退出進入活塞缸筒中而被珩·磨。托架然后使閥塊112沿著圓128旋轉(zhuǎn)等于活塞缸筒之間的適合間距的固定量。一旦托架旋轉(zhuǎn)，下一個活塞缸筒相對于刀具的位置與前一個活塞缸筒相同。因此，刀具僅需要下降到閥塊112中并退出，而不需要進一步指示。對每一個粗切割的活塞缸筒重復該過程。通過繞著圓定位活塞缸筒，可以在使閥塊112和機械加工設備的重新定位最小化的情況下精確地執(zhí)行珩磨。此外，中心點130位于閥塊112的重心處，使得閥塊112被平衡，從而減小支架定位閥塊112所需的時間。在活塞缸筒126A-126C完成之后，或在珩磨步驟完成之前，端口 136和端口 138被機械加工成閥塊112。端口 136的機械加工例如要求精確位置，使得活塞缸筒126A-126C在適合的時間被開口并相對于活塞134A和134C的移動放置。例如，理想的是以與通過底切146B使內(nèi)部室148B被開口的大約相同的時間通過活塞134A的底切146A使內(nèi)部室148A被開口，使得流體體積在閥102中可以被相等地排出。端口 138A-138D相對于鉆頭必須行進以形成缸筒的距離為小孔。即，與缸筒的長度相比較，缸筒的直徑小。通常，在這種情況下，鉆頭當前進通過材料時具有“游動(walk)”傾向。這使得能夠?qū)⒕_位置至少預測成活塞缸筒的精確開口所需的精度，在該精確位置處鉆頭將略微不可預測地穿過活塞缸筒。參照圖6B，本發(fā)明采用結(jié)合底切142C和142F的兩級式鉆孔過程以減輕與鉆頭游 動相關(guān)聯(lián)的問題。端口 138B和138D包括分別將端部室144A和144D連接到底切142C和142F的對角線通路。端口 138B和138D通過在活塞缸筒126C內(nèi)執(zhí)行機械加工而形成。首先，使用具有第一直徑的鉆頭部分地鉆端口 138B和138D以形成分別在后缸筒156B和156D上延伸的端口的第一長度。第一直徑相對于端口 138A-138D的長度較大以使游動最小化。后缸筒156B和156D允許較小直徑的鉆頭更靠近活塞缸筒126C插入閥塊112中，使得較小直徑的鉆頭用于穿過底切142A-142F。較小直徑的鉆頭僅需要穿過端口的比總長度短的第二長度以再次使游動最小化。底切142A-142F使用半圓刀具被精確定位，所述刀具可以直接相鄰于活塞缸筒126C定位在適合的位置。具體地，底切142A-142F定位在適合對內(nèi)部室148B和148C開口的精確點處。底切142A-142F包括相鄰于活塞缸筒126A的空隙，所述空隙增加缸筒的局部橫截面面積。底切142A-142F完全圍繞活塞缸筒126A和126C的圓周延伸。底切142A-142F因此形成用于與鉆頭相交的較大表面面積。具體地，底切142A-142F產(chǎn)生以正確的角度在精確位置處與活塞缸筒126C相交的一對水平(相對于圖6B)表面。底切142A-142F產(chǎn)生用于鉆頭相交的較大目標的單個垂直(相對于圖6B)表面。垂直表面的高度大于用于使后缸筒156B和14 與底切142C和142F連接的鉆頭的較小直徑的直徑。產(chǎn)生的幾何形狀是圓柱形底切。當?shù)浊型耆鼑奖砻鏁r，鉆頭與豎直表面相交的精確位置不是重要的。只要鉆頭穿過垂直表面，端口 138B將與內(nèi)部通道148B流體連接，且水平表面確保所述連接產(chǎn)生于適合位置處。這種鉆孔和機械加工處理減少了超出規(guī)格之外所制造的閥塊112的數(shù)量并增加閥102的體積輸出的精度。底切143以其它方式改善閥102的操作。例如，底切143A和143B減小加載在活塞134A上的點。例如，如圖6B所示，端口 165A使活塞缸筒126A沒有與活塞134A的側(cè)部相交。同樣地，端口 1651沒有使活塞缸筒126A與活塞134A的側(cè)部相交。通常，在沒有底切143A和143B的情況下，移動通過端口 165A和1651并進入到內(nèi)部室148A和148D的流體(當活塞134A的底切146A和146B被如此定位時)僅在底切143A或143B的圓周的一部分處撞擊活塞134A。這種不平衡將對活塞134A在活塞缸筒126A內(nèi)的往復運動產(chǎn)生輕微擾動，從而增加活塞臺114A處的磨損。然而，底切143A和143B圍繞活塞134A的整個圓周分布流入流體的力。因此，活塞134A的直線往復運動相對于活塞缸筒126A在徑向方向上沒有被擾動。參照圖6B，用于減小閥塊112內(nèi)的有源活塞臺和有源出口的第二裝置不需要改變閥塊112和在閥塊112內(nèi)被機械加工而成的端口的幾何形狀。除了活塞缸筒126B沒有從活塞表面122A延伸穿過到達活塞表面122B之外，圖6B的實施例以與圖6A的實施例的相同方式被機械加工。另外地，底切142B和142E(圖6A)被省略。活塞缸筒126B被柱缸筒158A和158B代替。柱缸筒158A充分遠地延伸到活塞表面122A中以在第一位置處與端口138A相交。柱缸筒158B充分遠地延伸到活塞表面122B以在第二位置處與端口 138C相交。在底切142B和142E被定位的情況下出現(xiàn)這種相交。除了在這種情況下，當流體僅需要從端口 138A通到138B和從端口 138C通到138D以將流體輸送到定位底切142C和142F的內(nèi)部室148B和148C時，不需要柱缸筒158A和158B與端口 138A和138C精確相交。因此，例如，圖5的閥塊112可以從八個有源活塞減小到七個有源活塞。
柱缸筒158A和158B可以使用用于機械加工活塞缸筒126A和126C的機械加工指令的子集被機械加工成閥塊112。例如，代替對活塞缸筒126B鉆孔，柱缸筒158A和柱缸筒158B被機械加工。然而，另外的機械加工步驟是相同的，例如用于埋頭孔140B和140J以及端口 138A和138C的機械加工步驟。用于底切142B和142E的機械加工被簡單省略。這使得柱缸筒158A和158B具有裝配在機械加工活塞缸筒所需的包絡內(nèi)的移除材料的包絡。因此，如果適合，則柱缸筒158A和158B可以通過用機械加工活塞缸筒的指令在柱缸筒158A和158B的位置處簡單地重新機械加工閥塊112被轉(zhuǎn)換成活塞缸筒。具體地，形成柱缸筒158A與158B之間的分配器的閥塊112的材料的一部分可以被機械加工掉并且增加底切142B 和 142E。圖7是本發(fā)明的串聯(lián)遞進式分配閥102的第三實施例的側(cè)視圖，其中顯示了具有以圓形陣列布置的八個出口 116A-116H的閥塊112。出口 116A-116H中的每一個包括出口孔160A-160H中的一個。出口 116A-116H沿著圓162并圍繞入口 118布置。出口孔160A-160H連接旁通通道164A-164H與端口 165A-165H，所述端口 165A-165H延伸到閥塊112以連接接合活塞134的底切146A-146F(圖6A)中的一個的底切143。圖8是穿過圖7的串聯(lián)遞進式分配閥102的在部分8-8處截得的圖解橫截面，其中顯示了連接閥出口 160A-160D的旁通通道164A-164D。圖8顯示了聯(lián)接到116A-116D的交叉式管接頭166A-166D。在圖7中，交叉式管接頭被省略，使得出口孔160A-160H可見。圖7和圖8被同時論述。如圖7所示，出口孔160A-160H沿圓162被布置，該圓圍繞入口 118定中心。圓162包括在平行于出口表面124A的平面中延伸并與每一個出口孔160A-160H相交的幾何路徑。在一個實施例中，圓162包括與每一個孔160A-160H的中心相交的圓周。入口 118距離每一個孔160A-160H相等距離，并且孔160A-160H圍繞圓162的圓周相等地分布。如所述的，孔160A-160H被布置成圓形陣列。這導致孔160A-160H還具有多邊形輪廓。如圖7所示，孔160A-160H以八邊形輪廓被布置。然而，出口孔160A-160H不需要被布置成真正的圓形陣列。例如，孔160A-160H可以圍繞橢圓形陣列或多邊形陣列被布置。然而，兩個出口孔必須與每一個活塞缸筒對齊。具體地，出口孔160A-160H被布置成接近結(jié)構(gòu)，使得每一個出口都可以被連接到開路流動路徑，該開路流體路徑連接出口表面124A和124B中的每一個上的全部出口。在出口孔160A-160H以圓形陣列布置的情況下，出口孔160A-160H彼此充分靠近以允許端口 165A-165H中的相鄰端口相互連接。由于出口 116A-116H設置在一對表面上，垂直于一對表面的出口表面124A和124B、閥面122A和122B(活塞臺114A-114H設置在所述閥面上)的事實，圓形端口的這種布置被允許。這種圓形布置允許閥塊112以更加緊湊的方式形成。這種布置還避免對使用“入口”塊和“端部”塊的使用，如以上參照的現(xiàn)有技術(shù)所述，并允許出口如這里所述被連接。因此，閥102不包括不會被交叉式管接頭堵塞的任何“終點站”出口。
出口孔160A-160H延伸到出口表面124A中，僅用于連接到端口 165A-165H。旁通通道164A-164H中的每一個將出口孔160A-160H中的一個連接到端口 165A-165H中的相鄰端口。旁通通道164A-164H不是必須延伸通過孔160A-160H的中心，使得所述旁通通道不需要形成為真正的圓。然而，旁通通道164A-164H形成上述多邊形輪廓。旁通通道164A-164H成角度，使得鉆頭可以被插入中出口孔160A-160H中以與端口 165A-165H相交。旁通通道164A-164H與端口 165A-165H —起形成開路流動路徑，來自任一個出口中的流體可以在所述開路流動路徑中按規(guī)定路線行進。如圖8所示，出口孔160A-160D聯(lián)接到交叉式管接頭，交叉式管接頭被構(gòu)造成當接頭125AU25B和12 被構(gòu)造時僅允許流體進入到聯(lián)接器168A-168D中，或者當接頭125C使用螺紋接合部170與塞169被構(gòu)造在一起時，所述交叉式管接頭允許流體進入到聯(lián)接器168A-168D中以在塞的協(xié)作下允許流入到旁通通道164A-164D 中。圖9是圖3的串聯(lián)遞進式分配閥102的部分分解立體圖，其中顯示了從出口 116A移除的雙密封交叉式管接頭125B。交叉式管接頭125B包括適配器171、第一密封件172和第二密封件174。如參照圖7所述，出口 116A-116D包括允許流體從一個出口流動到下一個出口的旁通通道164A-164D。然而，不適合的是使出口 116A-116D始終相互連接。交叉式管接頭125B的密封件172和174可以被構(gòu)造成允許流體從出口孔160B流動通到聯(lián)接器168A(圖IOA和圖11A)，或者借助于塞170從出口孔160B流動通到旁通通道164B(圖IOB和 11B)。圖IOA是雙密封交叉式管接頭125B的第一實施例處于直通結(jié)構(gòu)中的橫截面圖。交叉式管接頭125B包括適配器171、第一密封件172和第二密封件174。適配器171包括聯(lián)接段176，所述聯(lián)接段176包括第一直徑部176A和第二直徑部176B。適配器171形成聯(lián)接器168B(圖8、9)，出口軟管可以聯(lián)接到所述聯(lián)接器168B或塞170 (圖9)可以裝配到所述聯(lián)接器168B中。第一直徑部176A包括從軸向延伸部176向外徑向延伸的環(huán)形段。第一直徑部176A包括接合出口孔160B中的配合螺紋的螺紋178。第一直徑部176A在聯(lián)接段176中形成溝槽179。第二直徑部176B包括來自具有較小直徑的第一直徑部176A的軸向延伸部。第二直徑部176B包括溝槽180，第二密封件174定位在所述溝槽180中。第一密封件172鄰近出口孔160B中的斜面184定位在溝槽179中。內(nèi)部通道184延伸穿過聯(lián)接段176并進入到適配器171中以與聯(lián)接器168A相交。適配器段176因此形成圍繞通道184的側(cè)壁。聯(lián)接段176插入出口孔160B中，使得適配器171接合閥塊112的外部。第一直徑部176A的螺紋接合部178接合出口孔160B中的配合螺紋。另外，內(nèi)部通道184和端口165B連接，而旁通通道和第一直徑部176A連接。如此被插入，溝槽179的底部和溝槽180的底部徑向背對通道184而面向出口孔160B。在所示的實施例中，第一密封件172包括繞溝槽179的底部表面裝配的橡膠O形環(huán)。當接頭125B與出口孔160B組裝在一起時，密封件172被壓縮在溝槽179與斜面182之間以防止流體從閥體112泄漏。具體地，能夠防止存在于旁通通道164B中的諸如來自未示出的旁通通道164B的端部處的出口的流體從閥體112移出。同樣地，第二密封件174包括繞溝槽180的底部表面裝配的橡膠O形環(huán)。在其它實施例中，密封件172和174可以包括其它類型的O形環(huán)或其它類型的密封件，如參照圖IlA和IlB所述。當接頭125B與出口孔160B組裝在一起時，密封件174被壓縮在溝槽180與出口孔160B之間以防止流體從閥體112泄漏。具體地，能夠防止來自端口 165B的流體在聯(lián)接段176與閥塊112之間通過而達到旁通通道164B。密封件174阻礙流體接合螺紋接合部178。因此，來自端口 165的所有流體按照規(guī)定路線直接進入到通道184中并從接頭125A出來。因此，連接到聯(lián)接器168A并包括螺紋接合部170 (圖8)的軟管將接收由閥102分配的流體。密封件174可以被移除， 并且聯(lián)接器168A被塞170封住以使來自端口 165B的流體轉(zhuǎn)向到旁通通道164B中。圖IOB是圖IOA的雙密封交叉式管接頭125B處于旁通結(jié)構(gòu)中的橫截面圖。在圖IOB中，密封件174從溝槽180被移除，但是密封件172保持在溝槽179中。塞170被擰入到聯(lián)接器168A中以阻擋流體流動通過適配器171。因此，端口 165B與旁通通道164B流體聯(lián)接。第二直徑部176B具有略微小于出口 160B直接包圍部分176B的部分的直徑，使得流體可以在所述第二直徑部176B與所述出口 160B的部分之間通過。第二直徑部176B還具有小于第一直徑部176A的直徑的直徑，使得能夠阻礙流體流朝向第一密封件172行進。第一直徑部176A還包括使流體向后朝向旁通通道164B偏轉(zhuǎn)的傾斜肩部186。然而，流體通過密封件172的存在被防止繼續(xù)在出口 160B與適配器171之間流動。因此，流體從端口 165B流動到旁通通道164B以與不同的出口連接并離開閥塊112。圖IIA是雙密封交叉式管接頭125B的第二實施例處于直通結(jié)構(gòu)下的橫截面圖。圖IlB是圖IlA的雙密封交叉式管接頭125B處于旁通結(jié)構(gòu)下的橫截面圖。在圖IlA和IlB的實施例中，除了沒有通道180之外，接頭125B包括與圖IOA和IOB的實施例的所有相同特征。另外，在圖IlA和IlB中，密封件174被換成表面密封件188。表面密封件188外接于部分176B并接合第一部176A的軸向表面190。當接頭125B擰入到孔160B中時，表面密封件188被壓縮在軸向表面190與孔160B的相應軸向表面之間。在所示的實施例中，表面密封件188包括具有大致平坦軸向面對表面的聚合表面密封件。具體地，表面密封件188包括內(nèi)金屬環(huán)，聚合墊圈圍繞所述內(nèi)金屬環(huán)裝配，如本領(lǐng)域所公知的。雖然已經(jīng)參照優(yōu)選的實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到在不背離本發(fā)明的精神和保護范圍的情況下可以在形式和細節(jié)上進行改變。
權(quán)利要求
1.一種串聯(lián)遞進式分配閥，包括 閥體，所述閥體包括 延伸到所述閥體的外部中的流體入口； 多個活塞缸筒，所述多個活塞缸筒穿過所述閥體從第一端延伸到第二端，其中所述活塞缸筒沿著與所述活塞缸筒中的每一個相交的第一圓形路徑布置，每一個活塞缸筒都包括活塞; 延伸到所述閥體中的多個出口孔，所述多個出口孔包括 第一組出口孔；和 第二組出口孔；以及 形成多個通路的端口，所述多個通路使所述活塞缸筒相互連接并與所述多個出口孔連接，使得當高壓流體被施加到所述入口時，所述活塞中的每一個依次從第一端向第二端往復運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的串聯(lián)遞進式分配閥，其中 所述閥體包括由單個材料件形成并具有多個表面的平行六面體塊； 其中所述多個活塞缸筒中的每一個在第一對相對表面之間延伸，并且所述第一圓形路徑在平行于所述第一對相對表面的平面中延伸；以及 其中所述第一組出口孔和所述第二組出口孔在第二對相對表面之間相等地分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的串聯(lián)遞進式分配閥，其中，所述第二對相對表面垂直于所述第一對相對表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的串聯(lián)遞進式分配閥，其中，所述出口孔沿著在平行于所述第二對相對表面的平面中延伸的第二圓形路徑布置，所述第二圓形路徑與所述出口孔中的每一個相交。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的串聯(lián)遞進式分配閥，其中，所述第二圓形路徑的圓周與所述出口孔的中心相交，并且所述出口孔繞所述第二圓形路徑的圓周相等地間隔開。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的串聯(lián)遞進式分配閥，其中，所述第一圓周路徑與所述多個活塞缸筒中的每一個的中心相交。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的串聯(lián)遞進式分配閥，其中，所述活塞缸筒的中心繞所述第一圓形路徑的圓周相等地間隔開。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的串聯(lián)遞進式分配閥，其中，所述第一圓形路徑的中心延伸通過所述閥體的重心。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的串聯(lián)遞進式分配閥，還包括中心凹口，所述中心凹口設置在所述第一圓形路徑的中心處，所述凹口與每一個活塞缸筒等間距。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的串聯(lián)遞進式分配閥，其中，每一個活塞都包括 第一端面，所述第一端面用于在活塞延伸通過的活塞缸筒內(nèi)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過的活塞缸筒內(nèi)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過的活塞缸筒內(nèi)限定第一內(nèi)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過的活塞缸筒內(nèi)限定第二內(nèi)部室的一部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的串聯(lián)遞進式分配閥，其中，形成多個通路的所述端口對于每一個活塞都包括 第一通路和第二通路，所述第一通路和所述第二通路將所述內(nèi)部室中的每一個連接到單獨的出口； 第三通路和第四通路，所述第三通路和所述第四通路將所述內(nèi)部室中的每一個連接到端部室。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的串聯(lián)遞進式分配閥，還包括多個底切，所述多個底切位于所述第三通道和所述第四通道與所述內(nèi)部室的交點處。
13.—種制造串聯(lián)遞進式分配閥的方法，所述方法包括以下步驟 將多個活塞缸筒鉆進到平行六面體閥塊中，每一個活塞缸筒與所述閥塊的中心等間距； 相對于機械加工工具定位所述閥塊，使得所述機械加工工具與第一活塞缸筒對準； 通過使所述機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 在所述閥塊的中心處旋轉(zhuǎn)所述閥塊以對所述多個活塞缸筒中的另一個進行標示。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造串聯(lián)遞進式分配閥的方法，還包括以下步驟在珩磨所述活塞缸筒之前，通過所述活塞缸筒機械加工所述閥塊以包括使所述活塞缸筒相互連接的端口。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造串聯(lián)遞進式分配閥的方法，還包括以下步驟 通過所述活塞缸筒機械加工所述閥塊以在所述活塞缸筒中包括底切；以及 機械加工所述端口以與所述底切相交。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造串聯(lián)遞進式分配閥的方法，其中，所述中心包括重心。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造串聯(lián)遞進式分配閥的方法，其中，所述活塞缸筒穿過所述閥塊從第一表面延伸到第二表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造串聯(lián)遞進式分配閥的方法，其中，所述多個活塞缸筒以圓形陣列布置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的制造串聯(lián)遞進式分配閥的方法，其中，所述多個活塞缸筒以多邊形結(jié)構(gòu)布置。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造串聯(lián)遞進式分配閥的方法，其中，所述閥塊以相等的量旋轉(zhuǎn)以便對另一活塞缸筒進行指示，使得所述活塞缸筒彼此被相等地間隔開。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種串聯(lián)遞進式分配閥，該串聯(lián)遞進式分配閥包括閥體和活塞。閥體包括流體入口、活塞缸筒、出口孔和端口。流體入口延伸到閥體的外部中。活塞缸筒穿過閥體從第一端延伸到第二端，其中活塞缸筒沿著與活塞缸筒中的每一個相交的第一圓形路徑布置。每一個活塞缸筒都包括活塞。出口孔延伸到閥體中，并且每一個出口孔都包括第一組出口孔和第二組出口孔。端口形成多個通路，所述多個通路使活塞缸筒相互連接并與出口孔連接，使得當高壓流體被施加到入口時，活塞中的每一個依次從第一端向第二端往復運動。
文檔編號F16K31/363GK102939491SQ201180026226
公開日2013年2月20日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者安德魯·J·卡爾菲克, 安東尼·J·庫實爾, 丹·D·特優(yōu), 安德魯·J·約翰遜 申請人:格瑞克明尼蘇達有限公司