故障安全先导选择阀及具有所述先导选择阀的机器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种故障安全先导选择阀及具有所述先导选择阀的机器，其可包括至少一个进口、第一出口、第二出口以及偏置元件。故障安全先导选择阀可具有：第一端位置，在所述位置处，至少一个进口与第一出口流体连通；第二端位置，在所述位置处，至少一个进口与第一出口流体连通；以及中间位置，其介于第一端位置和第二端位置之间，在所述位置处，至少一个进口与第二出口流体连通。偏置元件可提供偏置力以便将故障安全先导选择阀移到第一端位置。先导选择阀可交替性地向与出口流体连通的冗余受控系统的初级和冗余控制元件提供先导流体。本实用新型专利技术为先导选择阀提供故障安全运行并控制冗余受控系统的部件。

【技术实现步骤摘要】

本技术总体涉及电动气动以及电动液压系统的冗余控制，尤其涉及一种用于电动气动及电动液压系统的先导选择阀的故障安全运行的冗余受控装置。
技术介绍
当前诸如电气、电动气动以及电动液压转向和制动系统之类的系统在车辆及其它机械和设备中实施，以利用其优于纯机械、气动及液压系统的多功能性。此类控制系统通常采用气动动力或液压动力作为实际转向及阻断功能的动力，且电气部件作为精确控制气动和液压部件的指令部件。这些控制系统对需要采用液压动力移动机器的转向和制动部件，以及挖掘部件的挖掘机械特别有利。一旦初级电气、电动气动或电动液压控制系统出现性能问题或者发生故障时，在必要情况下冗余控制系统通常会和初级系统协作来接管对机器的受控部件的控制。在一个示例性布置中，冗余受控系统可包括初级先导控制阀和次级或冗余先导控制阀，用于控制冗余受控系统中的主阀芯，冗余受控系统可以是，例如，制动或转向系统。这些系统进一步包括先导选择阀，其用于根据初级控制部分是否被操作或冗余控制部分是否正在运行，引导加压先导流体流向初级和次级先导控制阀。在很多先前的实施例中，先导选择阀是简单的开/关阀。通常情况下，发向先导选择阀致动器的100%电信号会使先导流体流向初级先导控制阀，而0%电彳目号会使先导流体流向冗余先导控制阀。受控系统的运行和先导选择阀的运行可受控于初级电子控制模块(ECM)和次级或冗余ECM中的一者或二者。正常运行期间，初级ECM可运行，以执行对冗余受控系统的部件的控制，且其中一个ECM向先导选择阀的致动器发送信号来引导先导流体流向初级先导控制阀。当对初级控制部件或初级ECM进行故障情况检测时，冗余ECM负责控制冗余受控系统并向先导选择阀的致动器发送信号，或者不向致动器发送信号，以使先导选择阀引导先导流体流向冗余先导控制阀。尽管有上述设计，仍有可能存在如下情况，即初级及冗余ECM不能正常地发挥作用来实施初级或冗余控制策略。例如，由于初级控制元件中检测到故障，会使冗余ECM尝试进行控制，并且期望先导流体由先导选择阀输送至次级先导控制阀。如果初级ECM继续发挥其控制作用，则其发出的信号会使初级控制元件在冗余ECM向受控系统的次级控制元件发出控制信号，试图实施初级控制策略。在先前的系统中，不存在检测ECM出现的这些类型的差错，并对受控系统的恰当控制进行重建的机构。鉴于上述问题，用于先导选择阀故障安全运行以及冗余受控系统部件控制的方法和装置亟待出现。
技术实现思路
本技术提供了一种故障安全先导选择阀，为先导选择阀提供了故障安全运行。本技术的一个方面提供了一种故障安全先导选择阀，包括至少一个进口、第一出口、第二出口以及偏置元件；所述故障安全先导选择阀具有:第一端位置，在所述第一端位置处，至少一个进口与第一出口流体连通；第二端位置，在所述第二端位置处，至少一个进口与第一出口流体连通；以及中间位置，其位于第一端位置和第二端位置之间，在所述中间位置处，至少一个进口与第二出口流体连通；所述偏置元件提供偏置力，以所述将故障安全先导选择阀移到第一端位置。作为一种优选实施方案，所述至少一个进口包括第一进口和第二进口，其中，当所述故障安全先导选择阀位于所述第一端位置时，所述第一进口与所述第一出口流体连通；当所述故障安全先导选择阀位于所述第二端位置时，所述第二进口与所述第一出口流体连通；当所述故障安全先导选择阀位于所述中间位置时，所述第二进口与所述第二出口流体连通。进一步的，所述故障安全先导选择阀还包括排出口，其中，当所述故障安全先导选择阀位于所述第一端位置时，所述第二出口与所述排出口流体连通；当所述故障安全先导选择阀位于所述第二端位置时，所述第二出口与所述排出口流体连通；当所述故障安全先导选择阀位于所述中间位置时，所述第一出口与所述排出口流体连通。作为另一种优选实施方案，所述至少一个进口包括第一进口，其中，当所述故障安全先导选择阀位于所述第一端位置时，所述第一进口与所述第一出口流体连通；当所述故障安全先导选择阀位于所述第二端位置时，所述第一进口与所述第一出口流体连通；当所述故障安全先导选择阀位于所述中间位置时，所述第一进口与所述第二出口流体连通。进一步的，所述故障安全先导选择阀包括排出口，其中，当所述故障安全先导选择阀位于所述第一端位置时，所述第二出口与所述排出口流体连通；当所述故障安全先导选择阀位于所述第二端位置时，所述第二出口与所述排出口流体连通；当所述故障安全先导选择阀位于所述中间位置时，所述第一出口与所述排出口流体连通。进一步的，所述故障安全先导选择阀包括阀门致动器，所述阀门致动器克服所述偏置元件的偏置力运行，以将所述故障安全先导选择阀从所述第一端位置移到所述中间位置以及移到所述第二端位置。进一步的，所述故障安全先导选择阀包括控制压力进口，其配置为接收加压流体，使得所述控制压力进口接收的加压流体克服所述偏置元件的偏置力将所述故障安全先导选择阀从所述第一端位置移到所述中间位置以及移到所述第二端位置。本技术的另一个方面提供了一种机器，所述机器包括冗余受控系统，冗余受控系统具有初级控制元件和次级控制元件、至少一个用于输出加压先导流体的先导供给源、故障安全先导选择阀和可操作地连接到故障安全先导选择阀的阀门致动器；所述故障安全先导选择阀包括至少一个流体连接到至少一个先导供给源的进口、流体连接到初级控制元件的第一出口、流体连接到次级控制元件的第二出口和偏置元件；所述故障安全先导选择阀具有:第一端位置，在所述第一端位置处，至少一个进口与第一出口流体连通；第二端位置，在所述第二端位置处，至少一个进口与第一出口流体连通；以及中间位置，其位于第一端位置和第二端位置之间，在所述中间位置处，至少一个进口与第二出口流体连通；所述偏置元件提供偏置力，以将故障安全先导选择阀移到第一端位置；阀门致动器克服偏置元件的偏置力运行，以将故障安全先导选择阀从第一端位置移到中间位置以及移到第二端位置。进一步的，所述阀门致动器包括电磁致动器，其直接连接到所述故障安全先导选择阀并克服所述偏置元件的偏置力将所述故障安全先导选择阀从所述第一端位置移到所述中间位置以及移到所述第二端位置；其中，所述阀门致动器包括选择器控制阀，其包括:第一控制阀进口，其流体连接到所述至少一个先导供给源；以及第一控制阀出口 ；其中，所述选择器控制阀具有常闭位置，在所述常闭位置处，所述第一控制阀进口没有流体连接到所述第一控制阀出口；其中，所述选择器控制阀具有第一开启位置，在所述第一开启位置处，所述第一控制阀进口流体连接到所述第一控制阀出口以输出具有第一控制压力的加压先导流体；且其中，所述选择器控制阀具有第二开启位置，在所述第二开启位置处，所述第一控制阀进口流体连接到所述第一控制阀出口以输出具有第二控制压力的加压先导流体；其中，所述故障安全先导选择阀包括控制压力进口，控制压力进口流体连接到所述第一控制阀出口，使得从所述控制压力进口处的所述选择器控制阀接收的具有所述第一控制压力的加压流体克服所述偏置元件的偏置力将所述故障安全先导选择阀移到所述中间位置，并且从所述控制压力进口处的所述选择器控制阀接收的具有第二控制压力的加压流体克服所述偏置元件的偏置力将所述故障安全先导选择阀移到所述第二端位置。上述技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种故障安全先导选择阀（12，140），其特征在于，包括： 至少一个进口（22，142）； 第一出口（18，146）； 第二出口（20，148），其中，所述故障安全先导选择阀（12，140）具有使所述至少一个进口（22，142）与所述第一出口（18，146）流体连通的第一端位置，使所述至少一个进口（22，142）与所述第一出口（18，146）流体连通的第二端位置，以及中间位置，所述中间位置位于所述第一端位置和所述第二端位置之间，在所述中间位置处，所述至少一个进口（22，142）与所述第二出口（20，148）流体连通；以及偏置元件（36，152），其提供偏置力，将所述故障安全先导选择阀（12，140）移到所述第一端位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·R·巴伯，J·A·迪格比，W·D·斯塔尔，P·D·默泽，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：新型
国别省市：美国;US