專利名稱：用于控制調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的位置調(diào)節(jié)器的閥裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制由位置調(diào)節(jié)器進(jìn)行壓力介質(zhì)加載的調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的閥裝置，該調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置可由調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的工作接頭用壓力介質(zhì)加載，該壓力介質(zhì)可以通過供壓接頭輸送至位置調(diào)節(jié)器，其中設(shè)置用于在供給壓力失效時閉鎖調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的機構(gòu)。另外本發(fā)明也涉及一種用于控制這種閥裝置的相配的方法，以及包含這種專門的閥裝置的位置調(diào)節(jié)器本身。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的主要應(yīng)用領(lǐng)域尤其是調(diào)整或調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的位置調(diào)節(jié)。在此給調(diào)節(jié)閥規(guī)定一個電的額定值，該額定值使得調(diào)節(jié)閥轉(zhuǎn)變到工作壓力下，用該工作壓力例如加載用彈簧復(fù)位的單向作用的氣動缸。在該氣動缸的活塞桿上設(shè)置一個位移傳感器，以便在對壓力介質(zhì)加載起反應(yīng)時測量調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的調(diào)節(jié)位移，并且反饋至調(diào)節(jié)回路。根據(jù)電的額定值規(guī)定的不同情況，調(diào)節(jié)閥使得調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的工作接頭與用于加載調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的供壓接頭連接或者與用于調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置卸載的卸載接頭連接，以便用調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置構(gòu)成規(guī)定的額定值。調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置又用于操縱配件，例如一個在工藝設(shè)備的管道內(nèi)的滑閥。
在此關(guān)注的用壓力介質(zhì)工作的位置調(diào)節(jié)器必須在供壓失效的情況下(例如由于供壓管從位置調(diào)節(jié)器的供壓接頭斷裂引起)占有一個確定的位置，以便保證在故障情況中借此操作的調(diào)節(jié)元件的安全性。
按現(xiàn)有技術(shù)已知的是，在供給壓力供給裝置失效的情況下閥機構(gòu)進(jìn)入到原始位置中，該原始位置保證連接的調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的卸載。卸載導(dǎo)致，連接的調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置通過一個集成的彈簧運動到確定的末端位置中，這又使得連接在其上的配件完全打開或關(guān)閉。但是專門的應(yīng)
4用情況要求，連接在調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置上的配件等在至位置調(diào)節(jié)器的供壓輸送或電信號失效時保持其當(dāng)前位置。至今這種要求是取代在此關(guān)注的用壓力介質(zhì)工作的位置調(diào)節(jié)器而采用電的位置調(diào)節(jié)器的基本原因。
由EP1 758 007A1得知一種用壓力介質(zhì)工作的位置調(diào)節(jié)器。該位置調(diào)節(jié)器具有一個閥式的調(diào)節(jié)裝置，通過調(diào)節(jié)裝置可以可變地接通供壓接頭、卸載接頭及用于產(chǎn)生操縱壓力的工作接頭。為了預(yù)定期望的控制位置，調(diào)節(jié)裝置具有兩個彼此相反定向的流體加載面，所述流體加載面分別限定一個控制腔。兩個控制腔在中間連接一個節(jié)流裝置的情況下連接到一個共同的控制壓力接頭上。在兩個節(jié)流裝置的下游，每個控制腔與一個卸載開口連接?？刂崎y裝置可以控制這兩個卸載開口并且尤其也可以同時將其關(guān)閉。關(guān)于兩個流體加載面對稱的結(jié)構(gòu)結(jié)合通過一個共同配設(shè)的控制壓力接頭的控制提供如下保證，即在同時封閉兩個卸載開口時作用在控制裝置上的流體的調(diào)節(jié)力相互平衡并且存在調(diào)節(jié)裝置的明確定義的位置。特別地可能性在于，在封閉各卸載開口時預(yù)定調(diào)節(jié)裝置的基本位置，其中工作接頭不僅與供給接頭而且與卸載接頭分開，即得到3/3閥(三位三通閥)的中間的控制位置，使得保持恒定的預(yù)控制壓力，以便因此給位置調(diào)節(jié)器提供閉鎖的失效特性。閉鎖的失效特性通過位置調(diào)節(jié)器的相應(yīng)的電控制得到。
但是在現(xiàn)有技術(shù)中為此必需的單獨的控制裝置證實為不利的，其中按安全技術(shù)的規(guī)定，至少 一個分開的電子裝置連同電纜系統(tǒng)是必需的，以便實現(xiàn)位置調(diào)節(jié)器的獨立的緊急情況控制。總體上用于實現(xiàn)由于壓力介質(zhì)失效引起的確定的閉鎖的失效特性的技術(shù)方案表現(xiàn)為相當(dāng)
耗費的。此外在統(tǒng)計學(xué)上看部件和電纜系統(tǒng)的更多耗費提高了易受干擾性。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，實現(xiàn)用于控制用壓力介質(zhì)工作的位置調(diào)節(jié)器的一種閥裝置以及一種方法，該閥裝置/該方法用簡單的技術(shù)措施保證由于壓力介質(zhì)失效引起的失效特性的確定的閉鎖。該目的鑒于閥裝置通過權(quán)利要求1解決。在方法技術(shù)方面該目的
通過權(quán)利要求8解決。相應(yīng)的從屬權(quán)利要求描述本發(fā)明的有利的進(jìn)一 步方案。
本發(fā)明包含如下技術(shù)教導(dǎo)，即為了閉鎖在供壓失效時設(shè)置在位置 調(diào)節(jié)器后面的調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置，設(shè)定一個設(shè)置在位置調(diào)節(jié)器的工作接頭 A的區(qū)域內(nèi)的預(yù)控制的閉鎖閥，該閉鎖閥通過一個與位置調(diào)節(jié)器的供
確定的笫一臨界值以下時占據(jù)閉鎖位置。
按本發(fā)明的解決方案的優(yōu)點尤其在于，純粹機械作用的電子構(gòu)件 如傳感器、信號處理裝置和電纜系統(tǒng)是完全多余的。按本發(fā)明的閥裝 置可以空間節(jié)省地集成在位置調(diào)節(jié)器內(nèi)或者作為在位置調(diào)節(jié)器上的加 裝件設(shè)計在其壓力介質(zhì)接頭的區(qū)域中。用最后所述的實施形式也可以 在目前的位置調(diào)節(jié)器中改裝本發(fā)明的閥裝置。
優(yōu)選地按本發(fā)明的預(yù)控制閥結(jié)構(gòu)包含一個彈簧加載的卸載閥，該 卸載閥按照集成的回位彈簧在供給壓力下降到確定的笫一臨界值以下 時打開。通過打開卸載閥，閉鎖閥的預(yù)控制壓力引導(dǎo)到大氣中，使得 閉鎖閥本身轉(zhuǎn)換到關(guān)閉位置中。因此實現(xiàn)工作接頭朝調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置方 向的期望的閉鎖。在此閥技術(shù)機構(gòu)這樣設(shè)計，使得用于閉鎖調(diào)節(jié)驅(qū)動 裝置的主動的壓力介質(zhì)加載是不必的，而是按安全技術(shù)可靠的方式通 過集成到閥技術(shù)機構(gòu)內(nèi)的回位彈簧實現(xiàn)閉鎖。
按本發(fā)明的解決方案也可以如下擴(kuò)展，即只要在位置調(diào)節(jié)器的供 壓接頭P上供給壓力又具有必要的值即超過第二臨界值，那么又打開 閉鎖閥。這可以如下實現(xiàn)，其中在預(yù)控制閥結(jié)構(gòu)的范圍內(nèi)設(shè)置彈簧加 載的加載閥，只要供給壓力上升到所述第二臨界值以上，那么按照集 成的回位彈簧打開該加載閥，以便預(yù)控制壓力由供壓接頭P給到閉鎖 閥上，使得閉鎖閥因此轉(zhuǎn)換到打開位置中并且又允許通過位置調(diào)節(jié)器 控制調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置。
按本發(fā)明另一改善的措施建議，通過適配地設(shè)計集成的回位彈簧， 確定卸載閥的第一臨界值小于加載閥的第二臨界值。兩個臨界值的間隔允許，閉鎖閥盡管存在可能的壓力波動仍在臨界壓力的范圍內(nèi)確定 地打開或關(guān)閉。從而防止，在臨界值范圍內(nèi)產(chǎn)生持續(xù)交替的閥位置， 這強烈加載閥機構(gòu)并且對調(diào)節(jié)周期具有負(fù)面的反作用。鑒于此在本發(fā)
明的閥裝置方面建議，第一臨界值優(yōu)選比第二臨界值小5%至10%。 因此一方面實現(xiàn)在第一與第二臨界值之間的相對較大的間隔，使得得 到控制安全性；另 一方面可以轉(zhuǎn)換成足夠快且精確的控制反應(yīng)。
按本發(fā)明另一改進(jìn)的措施建議，卸載閥以及加載閥(如果存在的 話)具有陡峭的行程一壓力特性曲線，小于0.2巴的壓力改變足夠釋 放整個閥橫截面。通過非常陡的行程一壓力特性曲線得到預(yù)控制閥結(jié) 構(gòu)的快速的二進(jìn)制的控制特性。附加地證實有利的是，在預(yù)控制閥結(jié) 構(gòu)中存在的閥橫截面比相應(yīng)的操縱元件的直徑小，使得即使最大的供 給壓力也不導(dǎo)致無意的錯誤操縱。優(yōu)選用于實現(xiàn)這種尺寸比例的操縱 元件構(gòu)成為膜片。膜片在到達(dá)臨界值時擠壓回位彈簧，因此通道朝閉 鎖閥的方向打開。


下面通過本發(fā)明優(yōu)選的實施例的說明借助于唯一的附圖詳細(xì)描述 改進(jìn)本發(fā)明的其他的措施。附圖顯示閥裝置的示意的框圖，該閥裝置 用于控制由位置調(diào)節(jié)器進(jìn)行壓力介質(zhì)加載的調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置。
具體實施例方式
按附圖，位置調(diào)節(jié)器1具有一個電信號輸入端2,通過該信號輸 入端給位置調(diào)節(jié)器1預(yù)定一個由(未繼續(xù)描述的)調(diào)節(jié)回路產(chǎn)生的調(diào) 節(jié)值y。位置調(diào)節(jié)器1通過供給壓力接頭P被供給壓力空氣。另外在 位置調(diào)節(jié)器1上設(shè)置卸載接頭R,使得在工作接頭A上按照調(diào)節(jié)值y 可以通過壓力介質(zhì)由供給壓力接頭P的流入導(dǎo)致壓力升高或者可以通 過壓力介質(zhì)由卸載接頭R的流出導(dǎo)致壓力降低。
位置調(diào)節(jié)器1的工作接頭A加載調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置3。調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置 3通過壓力介質(zhì)加載而產(chǎn)生用于(未詳細(xì)描述的)配件4的調(diào)節(jié)位移。在位置調(diào)節(jié)器1的工作接頭A與調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置3的壓力介質(zhì)接頭 之間設(shè)置一個用于在供給壓力失效的情況下閉鎖調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置3的閥 裝置，該閥裝置在此是位置調(diào)節(jié)器1的集成的組成部分。
閥裝置包括一個閉鎖岡5，該閉鎖閥按氣動預(yù)控制的2/2換向閥的 方式在常閉的實施形式中構(gòu)成并且由預(yù)控制閥結(jié)構(gòu)6控制。預(yù)控制閥 結(jié)構(gòu)6通過位置調(diào)節(jié)器1的供壓接頭P進(jìn)行供給和控制。
為了控制預(yù)控制閥結(jié)構(gòu)6，彈簧加載的卸載閥7通過控制壓力管 與供壓接頭P連接。只要在供壓接頭P上的壓力下降到1.4巴的第一 臨界值以下，那么按照集成的回位彈簧，彈簧加載的卸載閥7打開。 由此控制壓力由閉鎖閥5的預(yù)控制裝置通過卸載接頭R'流到大氣中， 使得閉鎖閥轉(zhuǎn)換到其關(guān)閉位置中。這導(dǎo)致，調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置閉鎖，即連 接的配件4保持在當(dāng)前位置上。
另外預(yù)控制閥結(jié)構(gòu)6包括彈簧加載的加載閥8，該加載閥同樣具 有集成的回位彈簧。只要供給壓力上升到1.5巴的第二臨界值之上， 那么加載閥8打開。由此預(yù)控制壓力由供壓接頭P給到閉鎖閥5上， 使得閉鎖閥5轉(zhuǎn)換到打開位置中。這導(dǎo)致，位置調(diào)節(jié)器l可以執(zhí)行調(diào) 節(jié)驅(qū)動裝置3的壓力介質(zhì)加載。
預(yù)控制閥結(jié)構(gòu)6克服回位彈簧力的操縱允許，通過選擇相應(yīng)強的 回位彈簧確定用于卸載閥7以及加載閥8的相應(yīng)的臨界值，它們是不 同的，使得可以實現(xiàn)單義的控制特性。在本實施例中在1.4巴的第一 臨界壓力中卸載閥打開；在1.5巴的第二臨界壓力中加載閥8打開。
本發(fā)明不受限于上述的實施例。更確切地說變換也是可考慮的， 所述變換包括在權(quán)利要求書的保護(hù)范圍內(nèi)。例如也可能的是，通過壓 力介質(zhì)加載的調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置操縱作為配件的其它的機械元件，例如手 執(zhí)式裝置的工具或工件支承件。附圖標(biāo)記列表
1位置調(diào)節(jié)器
2信號輸入端
3調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置
4配件
5閉鎖閥
6預(yù)控制閥結(jié)構(gòu)
7卸載閥
8加載閥
P供壓接頭
A工作接頭
R卸載接頭
y調(diào)節(jié)值
9
權(quán)利要求
1.用于控制由位置調(diào)節(jié)器(1)進(jìn)行壓力介質(zhì)加載的調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置(3)的閥裝置，該調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置能由調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的工作接頭(A)用壓力介質(zhì)加載，該壓力介質(zhì)能通過供壓接頭(P)輸送至位置調(diào)節(jié)器，設(shè)置用于在供給壓力失效時閉鎖調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置(3)的機構(gòu)，其特征在于，用于在供給壓力失效時閉鎖調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置(3)的機構(gòu)包括設(shè)置在位置調(diào)節(jié)器(1)的工作接頭(A)的區(qū)域內(nèi)的預(yù)控制的閉鎖閥(5)，當(dāng)供給壓力下降到確定的第一臨界值以下時，該閉鎖閥通過一個與位置調(diào)節(jié)器(1)的供壓接頭(P)連接的并且由此壓力控制的預(yù)控制閥結(jié)構(gòu)(6)占據(jù)閉鎖位置。
2. 按權(quán)利要求l所述的閥裝置，其特征在于:預(yù)控制閥結(jié)構(gòu)(6) 包括彈簧加載的卸載閥(7)，只要供給壓力下降到第一臨界值以下， 按照集成的回位彈簧打開該卸載閥，以便將閉鎖閥(5)的預(yù)控制壓力 導(dǎo)出到大氣中，使得閉鎖閥轉(zhuǎn)換到關(guān)閉位置中。
3. 按權(quán)利要求2所述的閥裝置，其特征在于預(yù)控制閥結(jié)構(gòu)(6) 包括彈簧加載的加載閥(8)，只要供給壓力上升到第二臨界值以上， 按照集成的回位彈簧打開該加載閥，以便預(yù)控制壓力由供壓接頭(P) 給到閉鎖閥(5)上，使得閉鎖閥(5)轉(zhuǎn)換到打開位置中。
4. 按權(quán)利要求3所述的閥裝置，其特征在于通過設(shè)計集成的回 位彈簧確定卸載閥(7)的第一臨界值小于加載閥(8)的第二臨界值。
5. 按權(quán)利要求4所述的閥裝置，其特征在于第一臨界值比笫二 臨界值小5%至10%。
6. 按權(quán)利要求3所述的閥裝置，其特征在于卸栽閥(7)以及 加載閥(8)具有陡的行程一壓力特性曲線，使得小于0,2巴的壓力改 變足夠釋放整個閥橫截面。
7. 按權(quán)利要求1所述的閥裝置，其特征在于在預(yù)控制閥結(jié)構(gòu)(6) 中存在的閥橫截面比相應(yīng)的操縱元件的直徑小，使得即使最大的供給 壓力也不導(dǎo)致無意的錯誤操縱。
8. 用于控制由位置調(diào)節(jié)器(1)進(jìn)行壓力介質(zhì)加載的調(diào)節(jié)驅(qū)動裝 置(3)的方法，該調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置由調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置(3 )的工作接頭(A) 用壓力介質(zhì)加載，該壓力介質(zhì)通過供壓接頭(P)輸送至位置調(diào)節(jié)器， 其特征在于為了在供給壓力失效時閉鎖調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置(3),在供給 壓力下降到確定的第一臨界值以下之后操縱與位置調(diào)節(jié)器(1)的供壓 接頭(P)連接的并且由此壓力控制的預(yù)控制閥結(jié)構(gòu)(6)時，設(shè)置在 位置調(diào)節(jié)器(1)的工作接頭(A)的范圍內(nèi)的預(yù)控制的閉鎖閥(5) 轉(zhuǎn)換到關(guān)閉位置中。
9. 按權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于克服回位彈簧力執(zhí)行 預(yù)控制閥結(jié)構(gòu)(6)的操縱，通過該回位彈簧力確定臨界值。
10. 位置調(diào)節(jié)器(l)，該位置調(diào)節(jié)器用壓力介質(zhì)加載用于操縱配 件(4)的后置的調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置(3)，并且為了得到由于供給壓力失效 引起的閉鎖的失效特性，該位置調(diào)節(jié)器包括按上述權(quán)利要求1至7任 一項所述的閥裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制由位置調(diào)節(jié)器(1)進(jìn)行壓力介質(zhì)加載的調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置(3)的閥裝置和方法，該調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置能由調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的工作接頭(A)用壓力介質(zhì)加載，該壓力介質(zhì)能通過供壓接頭(P)輸送至位置調(diào)節(jié)器，設(shè)置用于在供給壓力失效時閉鎖調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置(3)的機構(gòu)。用于在供給壓力失效時閉鎖調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置(3)的機構(gòu)包括設(shè)置在位置調(diào)節(jié)器(1)的工作接頭(A)的區(qū)域內(nèi)的預(yù)控制的閉鎖閥(5)，當(dāng)供給壓力下降到確定的第一臨界值以下時，該閉鎖閥通過一個與位置調(diào)節(jié)器(1)的供壓接頭(P)連接的并且由此壓力控制的預(yù)控制閥結(jié)構(gòu)(6)占據(jù)閉鎖位置。
文檔編號F15B13/00GK101649850SQ20091016574
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月12日
發(fā)明者D·賓茨, S·泰布蘭德爾, T·克里格列維 申請人:Abb技術(shù)股份公司