用于加压流体操作装置的触发阀的改进或与之相关的改进制造方法及图纸

一种用于装置的致动触发器，包括或包含：剂量腔室，其用于容纳从高压源接收的高压工作流体装填料；剂量阀，其被偏压关闭以将剂量腔室与工作腔室密封隔离并将装填料容纳在剂量腔室中；锤，其由活塞来操作，该活塞具有在活塞的第一侧上的从动腔室和在活塞的与第一侧密封隔离的第二侧上的触发腔室，从动腔室直接地或间接地从高压源接收高压工作流体；触发阀，其选择性地向触发腔室供应高压工作流体或从触发腔室释放高压工作流体，使得当锤在驱动腔室和触发腔室中两者中都具有高压工作流体时，锤由力不平衡保持在第一位置，并且当高压工作流体从触发腔室被释放时，锤被驱动到或朝向第二位置、朝向触发腔室，锤在被驱动到或朝向第二位置时击打剂量阀，使剂量阀脱位以解封剂量腔室和工作腔室，从而允许装填料进入工作腔室在其中做功。在其中做功。在其中做功。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于加压流体操作装置的触发阀的改进或与之相关的改进


[0001]本专利技术涉及对于加压流体动力装置的触发和阀控。
[0002]具体地，尽管不是唯一地，本专利技术针对用于对于无论是高压还是低压的加压流体动力装置的触发和阀控以及排空该装置的设备和方法。

技术介绍

[0003]存在使用无论是高压还是低压的流体(例如空气或另一气体，或液体)来驱动工作负载的压力系统。工作负载可以是往复运动的活塞、射出的射弹，或用压力脉冲作用于物品的压力。在此类应用中，有必要将加压流体引入能够对工作负载做功的区域，例如工作腔室。一个此种将加压流体引入工作负载的方法是通过直接地或间接地将工作负载与储液器和加压流体源隔离的阀。该阀在事件动作下打开，例如由外部信号触发。将一定量的高压工作流体转移到工作负载并且然后再次关闭，高压工作流体便开始做功。例如，高压工作流体然后可以扩展以沿着工作腔室向下驱动工作负载。
[0004]现有技术的气动触发系统不适合于产生极短的瞬时压力脉冲，它们典型地是以开启/断开的方式操作的阀控系统。从开到关的时间帧通常相对地长，并且从工作流体的使用的角度来看，这可能是低效的。效率低下的原因出自于由于打开/关闭缓慢而使用了大量的工作流体，尤其考虑到在高压时。此外，然后被引入的工作流体不被允许以有效产生功的方式扩展
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典型地不扩展很高的倍数，只是填充工作循环并推动它。这也意味着此类现有技术系统的循环率相对地低。
[0005]实现高循环率的现有技术系统是异常复杂的，并且可能遭受早期磨损或不一致的循环时间。
[0006]至今，触发系统具有另外的缺点。例如，传统的气动触发器(例如钉枪等中的触发器)典型地被设计为仅仅集成到“系留(tethered)”的系统中，这意味着它们不具有“机载”压力供应
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它们不需要有效地使用工作流体，因为存在相对便宜的取之不尽的供应
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例如来自工具所系留的压缩机。
[0007]监管和一般安全设计要求在不使用时、在运输过程中、在维修时确保便携式气动/机械系统安全和惰性。至今，现有技术的系统具有单独的阀系统来实现这一目标，这引入了复杂性、零件数量和成本。此外，当考虑在轻量、便携性、人体工程学、功能简单性和/或低制造成本方面要求高性能的应用时，结合额外的零件和机构来实现“确保安全”功能与那些性能目标/指标/理念是对立的。
[0008]另外，此类系留系统需要能够与分离的空气供应切断，因此在切断其压力供应之前，必须能够从这些系统中排放压力，以使能安全切断，从而确保系统惰性。这些系统将一般通过压力供应管或管道来“反吹”任何装填的腔室。此种系统与允许无系留使用的高热力学效率设计不兼容。这些吹扫阀必须被集成到系统本身。
[0009]传统的触发滑阀系统将关键的“切换”O型圈放在阀芯上，该O型圈的直径必然小于阀芯在其内滑动的滑阀孔。该切换O型圈的放置方式变得不适合于高压应用，因为密封/滑
动直径是由最小的可行阀芯直径和密封的厚度限定的。这意味着切换O型圈太薄以至于无法在长的循环中切换高压操作流体。这是因为切换O型圈(即滑阀孔)的可用面积很小。这致使小的面积和薄的切换O型圈，并且因此弱的切换O型圈。
[0010]在高压应用中，打开阀是很复杂的。力作用可能非常大，并且打开此种阀控的时间帧非常小。这一切都必须以受控的可重复方式进行，以提供可靠且高效的系统，该系统利用最低体积的高压工作流体做最多的功。
[0011]因此，有必要为这些系统提供可靠、坚固、可重复的触发系统。
[0012]此外，还需要在工作负载移动或被移动到用于做功或发射的位置时从工作负载后面排出压力的能力。
[0013]例如，但不限于，当工作腔室是封闭式体积，并且工作负载是该腔室内的往复运动的活塞时。即使在非常高效的系统中，当工作流体中几乎所有的压力都被用作对工作负载的功，例如发送活塞向下到工作腔室的远端时，工作负载后面仍然可能存在残余压力。该残余压力将阻止或减慢工作负载(例如活塞)沿着腔室向下返回以开始功的下一个循环。
[0014]在另一示例中，所有来自工作流体的压力都可以被利用，但在工作负载返回时，压力积聚。这可能发生在带有活塞的封闭式体积的工作腔室中，或者当是开放式的，并且例如射弹被正面装载到腔室中并被向下压入腔室。在工作腔室可以是开放式的示例中，需要排放工作负载(例如射弹)后面的压力，因为它在被加压流体作用之前被向下插入工作腔室。
[0015]排出该压力的需要是使工作负载能返回到预备“发射”位置，或者允许以最小的阻力将工作负载插入工作腔室。换句话说，工作负载的返回或插入将产生增加的压力，因为在工作负载被移动到预备位置时，流体所占的体积降低。
[0016]减少该“回压”的此种排气阀的示例是在口被构件打开时该回压通过进气阀排到大气中，该构件打开进口阀，被缩回到开始位置，例如，通过使用工作负载后面的残余加压流体。然而，将此打开构件与揭开排气口的需要相组合在某些情形中要求比所期望的更高的负载，因为打开构件可以抵抗具有足够的力来发射打开构件的弹簧等被推回。在该应用中，工作负载的返回可能受到阻碍。在此种应用中，排气口在加压流体仍在对工作负载做功时也可以打开。这致使加压流体装填料(charge)的使用效率低下，因为高压被排放到大气等低压中，而不是对工作负载做功。此外，虽然是简单的解决方案，但它造成了复杂的密封和制造，并且使整体组件不太紧凑。
[0017]已知另外的排气解决方案，该解决方案在工作流体仍有可能作用于工作负载时避免与打开排气阀相关联的高的力和一些低效问题。然而，这在机械上是复杂的并且要求诸多密封元件，以及其他制造和装配问题并且整体上是不太紧凑的解决方案。
[0018]在已经参考了专利说明书、其他外部文件或其他信息源的本说明书中，这通常是出于提供用于讨论本专利技术的特征的背景的目的。除非另有具体说明，否则对此类外部文件的引用不应理解为承认此类文件或此类信息源在任何管辖范围内都是现有技术，或者构成本领域公知常识的一部分。
[0019]本专利技术的目的是提供用于加压流体发动机或装置的改进的触发阀，或提供用于加压流体发动机的可靠的、可重复的触发阀，或克服上述缺点或解决上述愿望，或至少为公众提供有用的选择。

技术实现思路

[0020]在第一方面中，本专利技术的组成有一种用于装置的致动触发器，包括或包含：
[0021]剂量腔室，其用于容纳从高压源接收的高压工作流体填充料，
[0022]剂量阀，其被偏压关闭以将剂量腔室与工作腔室密封隔离并将装填料保持在剂量腔室中，
[0023]锤，其由活塞来操作，该活塞具有在活塞的第一侧上的从动腔室和在活塞的与第一侧密封隔离的第二侧上的触发腔室，该从动腔室直接地或间接地从高压源接收高压工作流体，
[0024]触发阀，其用于选择性地向触发腔室供应高压工作流体，或从触发腔室释放高压工作流体，
[0025]使得当锤在从动腔室和触发腔室两者中都具有高压工作流体时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于装置的致动触发器，包括或包含：剂量腔室，其用于容纳从高压源接收的高压工作流体装填料，剂量阀，其被偏压关闭以将所述剂量腔室与工作腔室密封隔离并将所述装填料保持在所述剂量腔室中，锤，其由活塞来操作，所述活塞具有在所述活塞的第一侧上的从动腔室和在所述活塞的与所述第一侧密封隔离的第二侧上的触发腔室，所述从动腔室直接或间接地从所述高压源接收高压工作流体，触发阀，其用于选择性地向所述触发腔室供应高压工作流体，或从所述触发腔室释放高压工作流体，使得当所述锤在所述从动腔室和所述触发腔室两者中都具有高压工作流体时，所述锤由力不平衡保持在第一位置，并且当所述高压工作流体从所述触发腔室被释放时，所述锤被驱动到或朝向第二位置、朝向所述触发腔室，所述锤在被驱动到或朝向所述第二位置时击打所述剂量阀，使所述剂量阀脱位以解封所述剂量腔室和所述工作腔室，从而允许所述装填料进入所述工作腔室在其中做功。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述力不平衡由所述活塞的所述触发腔室侧上的所述高压工作流体的工作区域大于所述活塞的所述从动腔室侧上的所述高压工作流体的工作区域引起。3.根据权利要求1或2所述的致动触发器，其中，所述触发阀是滑阀。4.根据权利要求1至3中任一项所述的致动触发器，其中，当所述剂量阀从所述剂量腔室向所述工作腔室打开时，无论是经由所述触发阀还是其他方式，都不存在从所述高压源到所述剂量腔室的供应。5.根据权利要求1至4中任一项所述的致动触发器，其中，所述触发阀采取动作以选择性地将所述高压工作流体从所述剂量腔室、所述从动腔室或所述触发腔室(“操作腔室”)中的任何一个释放到周围环境中或者直接地或间接地将所述高压工作流体从所述高压源供应到所述剂量腔室、所述从动腔室或所述触发腔室中的任何一个，以便触发所述装置，所述触发阀具有至少两个位置：a.第一阀位置，其用于从所述高压源直接地或间接地给所述操作腔室供应到预备工作状态，其中，所述触发阀：i.打开对所述剂量腔室的供应并关闭从中的任何排放路径，以及ii.打开对所述剂量腔室和所述触发腔室的供应以准备但不致动所述剂量阀的打开，b.第二阀位置，其用于致动所述装置并关闭来自所述高压源的供应，其中，所述触发阀：i.关闭对所述装置的供应且尤其是对所述剂量腔室和所述触发腔室的供应，以及ii.将所述触发腔室向周围环境排放。6.根据前述权利要求中任一项所述的致动触发器，其中，所述触发阀具有确保所述装置安全的第三阀位置，其中，所述触发阀：a.阻断进入所述剂量腔室的供应，b.将所述剂量腔室向周围环境排放，以及c.可选地将剩余操作腔室中的一个或多个排放。
7.根据前述权利要求中任一项所述的致动触发器，其中，当所述触发阀关闭对所述装置的供应时，所述高压工作流体被阻止离开所述高压源。8.根据前述权利要求中任一项所述的致动触发器，其中，所述触发腔室在被供应时先于所述剂量腔室填充。9.根据前述权利要求中任一项所述的致动触发器，其中，所述锤沿第一滑动轴线滑动，并且所述剂量阀沿第二滑动轴线滑动。10.根据权利要求9所述的致动触发器，其中，所述第一滑动轴线和所述第二滑动轴线至少是平行的，并且优选地是同心的。11.根据前述权利要求中任一项所述的致动触发器，其中，所述剂量阀是环形圈，所述环形圈具有将所述剂量腔室与所述工作腔室密封隔离的环形圈密封表面。12.根据前述权利要求中任一项所述的致动触发器，其中，所述剂量阀由弹簧偏压关闭。13.根据前述权利要求中任一项所述的致动触发器，其中，所述锤具有第一侧和/或第二侧上的辅助或减缓所述力不平衡的弹性元件。14.根据前述权利要求中任一项所述的致动触发器，其中，所述锤至少部分地通过所述剂量阀或所述高压工作流体向所述触发腔室的返回来返回到或朝向所述第一位置。15.根据前述权利要求中任一项所述的致动触发器，其中，所述锤由所述工作腔室中的压力作用，以减缓其在所述剂量阀的方向上的继续移动。16.根据前述权利要求中任一项所述的致动触发器，其中，所述工作负载是：在所述工作腔室内的捕获式的，例如活塞等，或非捕获式的并从所述工作腔室被逐出，例如射弹等，或在所述工作腔室内以其他方式做功的压力波。17.根据权利要求1至16中任一项所述的致动触发器，其中，所述高压工作流体是可压缩或不可压缩的流体。18.根据权利要求1至17中任一项所述的致动触发器，其中，所述高压工作流体在15巴至100巴的范围内。19.根据权利要求1至18中任一项所述的致动触发器，其中，所述流体是气体。20.根据权利要求1至19中任一项所述的致动触发器，其中，所述工作负载是在所述工作腔室内的捕获式的，例如活塞等，或是非捕获式的并从所述工作腔室被逐出，例如射弹等，或是在所述工作腔室内以其他方式做功的压力波。21.根据权利要求1至21中任一项所述的致动触发器，包含：排气阀，其中，使用所述工作负载的后表面上的所述高压工作流体，在所述工作负载上、在所述工作负载内或从所述工作负载做功的工作负载从所述工作腔室的第一端被驱动到或朝向所述工作腔室的相对第二端，流体压力从所述工作负载的前表面或区域被接收到返回腔室中，所述流体压力至少部分地是由于所述工作负载沿着所述工作腔室朝向所述第二端向下移动而形成的，所述排气阀适于由于所述返回腔室中的所述流体压力作用于所述排气阀的工作面而打开，所述排气阀在打开时允许所述工作腔室中存在于所述后表面上的高压工作流体从所述工作腔室排出到较低或周围环境压力位置，所述高压工作流体经由所述工作腔室的侧壁
离开去到所述排气阀，因此产生从所述前表面到所述后表面的压力差，从而将所述工作负载从所述第二端返回到或朝向所述第一端。22.根据权利要求21所述的致动触发器，其中，所述排气阀以不平行于在所述第一端与所述第二端之间延伸的纵向轴线，而不是基本平行于所述纵向轴线的角度排出所述工作流体。23.根据权利要求21或22所述的致动触发器，其中，来自所述工作腔室的排气相对于所述纵向轴线成直角或接近直角。24.根据权利要求21至23中任一项所述的致动触发器，其中，在排出到所述较低压力或周围环境压力之前，所述排气阀至少部分地沿从所述侧壁至所述排气阀的流动路径限定排气腔室。25.根据权利要求24所述的致动触发器，其中，所述排气腔室的压力区域(前和后)彼此不同，从而允许力基于所述排气腔室中的压力在所述排气阀上被实现。26.根据权利要求21至25中任一项所述的致动触发器，其中，净力作用于所述排气阀以克服或增加关闭的偏压，所述净力由所述排气阀的与所述后表面流体连通的第一侧上和/或所述排气阀的与所述前表面流体连通的第二侧上的变化的有效压力区域或压力中的一者或两者产生。27.根据权利要求26所述的致动触发器，其中，所述净力随时间变化。28.根据从属于权利要求22的权利要求21至28中任一项所述的致动触发器，其中，所述排气阀平行于所述纵向轴线滑动。29.根据权利要求25至28中任一项所述的致动触发器，其中，所述排气腔室压力区域至少部分地通过所述排气阀前后以及内径和外径上的密封来实现。30.根据权利要求21至29中任一项所述的致动触发器，其中，所述工作流体从所述工作腔室流入所述排气腔室，致使排气腔室压力，所述排气腔室压力保持所述排气阀打开。31.根据权利要求24至30中任一项所述的致动触发器，其中，一个或多个流体连接口或这些口的总和将所述工作腔室连接到所述排气腔室，并且不与从所述排气腔室到较低压力或周围环境压力的排气的大小或流量相同，从而致使进出所述排气腔室的流量不同。32.根据权利要求21至31中任一项所述的致动触发器，其中，所述较低压力是大气或所述装置附近的周围环境。33.根据权利要求21至32中任一项所述的致动触发器，其中，存在从所述较低压力进入所述返回腔室的止回阀。34.根据权利要求33所述的致动触发器，其中，当所述排气阀打开时，如果所述工作负载前与后之间存在压力不平衡，则所述止回阀打开。35.根据权利要求33或34所述的致动触发器，其中，所述止回阀位于所述排气阀中，在所述排气腔室与所述返回腔室之间。36.根据权利要求33至35中任一项所述的致动触发器，其中，所述止回阀由移动以阻断从所述返回腔室流入所述排气腔室，但允许从所述排气腔室流入所述返回腔室的O型圈、X型圈、唇封或其它连续或可变截面的密封元件提供。37.根据权利要求33至36中任一项所述的致动触发器，其中，所述止回阀在所述排气腔
室中的压力超过所述返回腔室的压力时打开，这样，所述排气腔室压力然后能够再循环并作用于所述工作负载的前面，以帮助驱动其回到所述第一端。38.根据权利要求21至37中任一项所述的致动触发器，其中，所述返回腔室位于所述工作腔室的外部并环绕所述工作腔室。39.根据权利要求21至38中任一项所述的致动触发器，其中，所述排气阀位于或朝向所述第一端。40.根据权利要求21至39中任一项所述的致动触发器，其中，所述排气阀是环形圈，其能够沿从所述第一端向所述第二端延伸的所述纵向轴线平移。41.根据权利要求22至40中任一项所述的致动触发器，其中，所述纵向轴线是所述工作腔室的主轴线。42.根据权利要求40或41所述的致动触发器，其中，所述环形圈位于所述工作腔室外侧。43.根据权利要求21至42中任一项所述的致动触发器，其中，所述返回腔室经由其间的至少一个流体连接件来从所述工作腔室接收压力下的工作流体。44.根据权利要求43所述的致动触发器，其中，所述至少一个流体连接件中的第一个位于或朝向所述工作腔室的所述第二端。45.根据权利要求43或44所述的致动触发器，其中，所述至少一个流体连接件中的第二个位于所述第一端与所述第一个流体连接件之间。46.根据权利要求43至45中任一项所述的致动触发器，其中，所述第二流体连接件包含从所述工作腔室到所述返回腔室的单向阀。47.根据权利要求21至46中任一项所述的致动触发器，其中，所述返回腔室内在所述排气阀的所述工作面与从所述工作腔室接收流体之间存在挡板。48.根据权利要求47所述的致动触发器，其中，在所述挡板中存在一个或多个开口，以与所述挡板的相对侧上的压力发展相比，减慢对所述工作面的压力的发展。49.一种高压流体操作系统，包括或包含：剂量腔室，其用于容纳高压工作流体装填料，所述剂量腔室与活塞的可操作地连接到锤的第一侧流体连通，并且所述剂量腔室与所述活塞的第二侧选择性地流体连通，当在所述第一侧和所述第二侧两者上都被供应有高压工作流体时，所述活塞在第一位置处于力不平衡，以及当高压工作流体被选择性地从所述活塞的所述第二侧移除并被催促向或朝向第二位置移动以做功时，所述活塞处于力不平衡。50.根据权利要求49所述的操作系统，其中，所述锤由来自所述触发腔室与从动腔室之间相等压力的所述力不平衡保持在所述第一位置，所述触发腔室和所述从动腔室中的压力区域不同，从而致使朝向所述第一位置的净力更大。51.根据权利要求49或50所述的操作系统，其中，在所述第一侧或所述第二侧中的任一侧或两侧上存在弹性元件。52.根据权利要求49至52中任一项所述的操作系统，其中，所述高压工作流体是可压缩流体。53.根据权利要求49至52中任一项所述的操作系统，其中，所述高压工作流体在15巴至
90巴的范围内。54.根据权利要求49至53中任一项所述的操作系统，其中，所述流体是气体。55.根据权利要求49至54中任一项所述的操作系统，其中，当剂量阀从所述剂量腔室向所述工作腔室打开时，无论是经由所述触发阀还是其他方式，都不存在从所述高压源到所述剂量腔室的供应。56.根据权利要求49至55中任一项所述的操作系统，其中，所述装置包含排气阀，所述排气阀包括或包含：工作负载，其在工作腔室内或可由所述工作腔室操作，所述工作腔室能够选择性地接收来自所述剂量腔室的一些或全部高压工作流体装填料，使用所述工作负载的后表面上的高压工作流体，所述工作负载从所述工作腔室的第一端被驱动到或朝向所述工作腔室的相对第二端，流体压力，其从所述工作负载的前表面被接收到返回腔室中，所述流体压力至少部分地是由于所述工作负载沿着所述工作腔室朝向所述第二端向下移动而形成的，所述排气阀适于由于所述返回腔室中的所述流体压力作用于所述排气阀的工作面而打开，所述排气阀在打开时允许所述工作腔室中存在于所述后表面上的高压工作流体从所述工作腔室排出到较低压力位置，所述高压工作流体经由所述工作腔室的侧壁离开去到所述排气阀，因此产生从所述前表面到所述后表面的压力差，从而将所述工作负载从所述第二端返回到或朝向所述第一端。57.一种用于装置的致动触发器，包括或包含：剂量腔室，其用于容纳从高压源接收的高压工作流体装填料，剂量阀，其被偏压关闭以将所述剂量腔室与工作腔室密封隔离，并将所述装填料容纳在可在受控动作下打开以允许所述装填料进入所述工作腔室的所述剂量腔室中，触发阀，其选择性地从所述高压源向所述剂量腔室供应高压工作流体，并无论直接地还是间接地控制所述剂量阀的打开和关闭，其中，当所述剂量阀从所述剂量腔室向所述工作腔室打开时，无论是经由所述触发阀还是其他方式，都不存在从所述高压源到所述剂量腔室的供应。58.根据权利要求57所述的装置，其中，所述触发阀包含滑阀，所述滑阀具有：a.第一阀位置，其用于从所述高压源直接地或间接地给所述剂量腔室供应到预备工作状态，其中，所述触发阀：i.打开对所述剂量腔室的供应并关闭从中的任何排放路径，以及ii.打开对任何其他操作腔室的供应以准备但不致动所述剂量阀的打开，b.第二阀位置，其用于致动所述装置并关闭来自所述高压源的供应，其中，所述触发阀：i.关闭对所述装置的供应且尤其是对所述剂量腔室的供应，以及ii.允许其他操作腔室致动所述剂量阀的打开。59.根据权利要求57或58所述的装置，其中，所述触发阀具有确保所述装置安全的第三阀位置，其中，所述触发阀：a.阻断进入所述剂量腔室的供应，以及
b.将其他操作腔室排放。60.根据权利要求57至59中任一项所述的装置，包含：排气阀，所述排气阀包括或包含：工作负载，其在所述工作腔室内，使用所述工作负载的后表面上的加压流体，所述工作负载从所述工作腔室的第一端被驱动到或朝向所述工作腔室的相对第二端，流体压力，其从所述工作负载的前表面被接收到返回腔室中，所述流体压力是至少部分地由于所述工作负载沿着所述工作腔室朝向所述第二端向下移动而形成的，所述排气阀适于由于所述返回腔室中的流体压力作用于所述排气阀的工作面而打开，所述排气阀在打开时允许所述工作腔室中存在于所述后表面上的高压工作流体从所述工作腔室排出到较低压力位置，所述高压工作流体经由所述工作腔室的侧壁离开去到所述排气阀，因此产生从所述前表面到所述后表面的压力差，从而将所述工作负载从所述第二端返回到或朝向所述第一端。61.一种用于装置的致动触发器，包括或包含：触发阀，其用于选择性地控制从高压源到一个或多个操作腔室的高压工作流体的供应，以继而控制工作腔室，所述工作腔室使用高压工作流体装填料来作用于工作负载，其中，所述触发阀具有：a.第一阀位置，其用于从所述高压源直接地或间接地给所述一个或多个操作腔室供应到预备工作状态，其中，所述触发阀：i.打开对所述一个或多个操作腔室的供应，以及ii.关闭通向周围环境压力的任何排放路径，以给所述工作室做功做准备，但不是用于所述工作室做功，b.第二阀位置，其用于致动所述装...

【专利技术属性】
技术研发人员：I，
申请(专利权)人：全球力量IP有限公司，
类型：发明
国别省市：