[发明专利]双重冗余伺服阀

说明书

背景技术

传统的伺服阀将相对低功率的电控制输入信号转换成相对大的机械功率输出。例如，在操作期间，加压流体进入直驱式伺服阀，基于控制输入信号，驱动流体致动器操作例如与飞行器相连的可变几何元件。

典型的直驱式伺服阀包括壳体、诸如阀芯之类的阀构件、电动机和传感器。所述壳体限定了流体通道，其中所述阀构件设置在所述流体通道内。所述电动机配置成使所述流体通道内的所述阀构件在打开与关闭位置之间运动以便于控制流入所述通道的流体量。所述传感器配置成感测所述阀构件在所述流体通道内的位置以及电动机转子组件的转动方向。

在操作期间，电子控制器接收来自于指示该控制器以特定方式操作所述伺服阀(例如增加流量、减小流量、终止流量等等)的用户输入装置的命令信号。所述控制器还接收来自于所述传感器的位置信号从而能够使该控制器确定所述流体通道内的所述阀构件的当前位置。所述控制器然后基于所述命令信号和所述位置信号向所述电动机发送控制信号以控制所述转子组件的转动方向。这样，所述转子组件将所述阀构件移动到所述流体通道内的所需位置上从而关于所述流体致动器控制流体流入的量。

发明内容

本发明的实施方式涉及一种伺服阀，所述伺服阀包括单个电动机，所述电动机驱动独立的或者冗余的伺服阀组件的独立的阀构件。每个阀构件控制来自于独立的液压流体源的液压流体流以提供流体致动器的冗余控制。为了使每个阀构件在其他阀构件不可操作的情况下(例如由液压流体中携带的垃圾而造成的阀构件的堵塞)具有操作的能力，每个伺服阀组件包括压缩组件，该压缩组件使每个伺服阀组件具有克服堵塞的能力。

在一个方案中，所述压缩组件作为一对设置在由所述阀构件限定的通道内的活塞配置，每个活塞通过在所述阀构件通道内的相应的止动部上提供压力而被预先加载。在两个阀构件都能够在它们各自的流体通道内平移的情况下，由所述活塞上的阀构件驱动部产生的力小于所述活塞施加在所述止动部上的预载力。因此，所述转子组件的转动使每个阀构件在其相应的流体通道内平移。在一个阀构件不能在伺服阀组件的流体通道内平移(即被堵塞)的情况下，由受堵塞的阀构件的其中一个活塞上的阀构件驱动部产生的力大于由所述活塞施加在所述相应的止动部上的力。因此，所述转子组件的转动使没被堵塞的阀构件在其相应的流体通道内平移并且使所述阀构件驱动部相对于所述止动部移动预先加载的活塞中的一个。同样地，在所述伺服阀的第二伺服阀组件的阀构件被堵塞的情况下，所述压缩组件能够使所述伺服阀的伺服阀组件中的一个继续操作。

在一个方案中，伺服阀包括电动机，所述电动机具有转子轴，所述转子轴限定了第一端和第二端，所述第二端与第一端相对。所述伺服阀包括第一伺服阀组件，所述第一伺服阀组件具有限定了第一流体通道的第一壳和设置在所述第一流体通道内的第一阀构件，所述第一阀构件具有第一压缩组件，所述第一压缩组件配置成将第一预载荷施加到第一止动部。所述伺服阀包括第二伺服阀组件，所述第二伺服阀组件具有限定第二流体通道的第二壳和设置在所述第二流体通道内的第二阀构件，所述第二阀构件具有第二压缩组件，所述第二压缩组件配置成将第二预载荷施加到第二止动部。所述电动机配置成当所述第一阀构件在所述第一流体通道内可平移并且所述第二阀构件在所述第二流体通道内可平移时使所述转子轴将第一力施加到所述第一压缩组件和所述第二压缩组件，所述第一力小于或等于由所述第一压缩组件施加的所述第一预载荷和由所述第二压缩组件施加的所述第二预载荷。所述电动机还配置成当所述第一阀构件和第二阀构件的其中一个不能在相应的所述第一流体通道和第二流体通道其中一个内平移时使所述转子轴将增大的力施加到所述第一压缩组件和第二压缩组件的其中一个上，所述增大的力大于由所述第一压缩组件施加的所述第一预载荷和由所述第二压缩组件施加的所述第二预载荷的其中一个。