液壓的安全性和運動調節系統的製作方法

2023-06-20 08:44:56 1

液壓的安全性和運動調節系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及液壓的安全性和運動調節系統，具有伺服缸或液壓馬達用於設定安全相關的配件。液壓調節裝置使活塞或馬達軸在調節或正常運行中穩定運動。液壓安全裝置使活塞或馬達軸及配件在故障中運動到預定安全位置。安全裝置有主線路，伺服缸的腔或液壓馬達接口通過其相互連接。伺服缸或液壓馬達可無力或無作用接通，因而配件運動到優選位置。安全裝置具有每個腔或每個接口一條主線路，腔或接口通過它與高壓或泵接口或低壓或料箱接口連接。每條主線路僅通過一或多個座閥控開和控關。調節裝置有兩條工作線路，各一泵接口和備選一料箱接口通過其與兩個腔或兩個接口連接。由此產生調節裝置的四個連接。其中每個僅可通過一或多個並聯的座閥控開和控關。
【專利說明】液壓的安全性和運動調節系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種按權利要求1前序部分所述的用於安全相關的配件的液壓的安全性和運動調節系統。
【背景技術】
[0002]針對用於例如安裝在發電站內的或化學工業中的或氣體輸送或油輸送設備中的安全相關的配件的這種系統，提出了兩個基本的要求:在正常運行中，配件必須能穩定地(或在一定程度上穩定地)調整，以便例如調節很大的蒸氣流。在緊急運行中則必須即使在系統故障時也能將配件調整到一個特定的(例如閉合的)安全位置中。
[0003]在文獻W02012/062404中公開了這種用於配件的安全性和運動調節系統，在該系統中，兩個上述的任務由分開的液壓裝置承擔。配件的伺服缸通過調節裝置在正常運行中被供以壓力介質以及被設定。在緊急情況下，伺服缸通過安全布線被調整到期望的位置中。安全布線在其主線路中具有經串聯的座閥，其中，伺服缸的腔可以通過這些主線路與高壓以及與低壓連接。調節裝置具有用於能精確計量伺服缸的壓力介質供應的比例閥。
[0004]這種以及由現有技術進一步公開的安全性和運動調節系統的缺陷在於，比例閥或即使所使用的伺服閥都有內洩漏。因此這些系統的最為常為見的故障起因是間隙過濾和淤塞。在間隙過濾時，用合理的費用無法從油中過濾出來的最小的顆粒，會導致比例閥的控制活塞卡住。在淤塞時，沒有或僅具有很小的流速的間隙，由於亞微細粒的油組分而不斷地變窄。這同樣導致了比例閥的出錯以及尤其推動了由於間隙過濾引起的突然的故障。
[0005]此外，比例閥的洩漏使得與之串聯的座閥變得有必要，該座閥被用作工作線路中的阻擋元件。通過關閉座閥，伺服缸以及因而主閥或配件可以被無洩漏地保持在正好被起動或選擇的位置中。

【發明內容】

[0006]本發明所要解決的技術問題在於，創造一種液壓的安全性和運動調節系統，它的調節裝置在設備技術上更為簡單以及在此具有更為耐用的運行特性。
[0007]該技術問題通過一種有權利要求1特徵的液壓的安全性和運動調節系統解決。
[0008]所要求保護的液壓的安全性和運動調節系統具有致動器(例如伺服缸)，其例如用於設定安全相關的主閥或安全相關的配件，通過主閥或配件來調節例如發電站或渦輪機的流體流。主閥或配件為此能被穩定地調整。系統為此具有液壓的調節裝置，調節裝置優選被擴展設計成調節組塊，致動器(例如其活塞或其活塞杆)可以通過該調節組塊在調節運行或正常運行中運動。此外，系統還具有液壓的安全裝置或安全布線，其優選被擴展設計成安全組塊，致動器(例如其活塞或其活塞杆)在系統故障或在緊急運行中可以通過該安全組塊運動進入預定的安全的位置。在這個位置中，主閥或配件可以被打開或關閉。安全裝置在此具有一條或多條主線路。可以例如設一條主線路，其將伺服缸的兩個腔相互連接起來，或可以設一條或多條主線路，伺服缸的一個或多個腔可以通過該主線路與高壓或低壓相連。調節裝置被構造成，使在致動器的工作接口和高壓或低壓之間的不同的壓力介質流動路徑能通過該調節裝置被控開或建立。安全裝置的每一條主線路和調節裝置的每一條壓力介質流動路徑僅可以通過一個或多個座閥控開(aufsteuern)和控關(zusteuern)。當在安裝裝置的主線路中設有多個座閥時，這些座閥是串聯的。當在調節裝置的壓力介質流動路徑中設有多個座閥時，這些座閥是並聯的。由此使系統具有更為耐用的運行特性，因為這例如可以容忍被嚴重汙染的以及老化的油。
[0009]壓力介質流動路徑分別正好指的是致動器的工作接口和高壓之間或致動器的工作接口和低壓之間的連接。當致動器具有兩個工作接口時，按本發明的調節裝置具有四種這樣的連接，它們部分可以通過同樣的工作線路實現。
[0010]本發明其它有利的設計方案在從屬權利要求中說明。
[0011]系統的一種優選的擴展設計具有調節裝置的每一條工作線路恰好一個座閥，座閥能被電子器件衝擊式地觸發。因為座閥無洩漏，所以不需要額外的阻擋元件，由此使系統的設備技術上的費用被最小化。
[0012]按本發明的耐用的運行特性也用在調節裝置的每一條工作線路中的多個並聯的衝擊式的座閥達到。
[0013]在此特別優選的是，一個自測試的安全組塊(按W02012/062404的STS組塊)以較大的額定寬度平行於在每一個連接中的一個或多個座閥布置。這個安全組塊可以通過隔板連接在每一個連接的泵接口和料箱接口上以及因此實現了致動器以較高的速度未經調節地移入到期望的目標位置中。差速缸或多位(流體或蒸氣)閥需要一個分別經合理地適配後的STS組塊組合。在達到致動器的目標位置前不久，入流通過STS組塊停止(閥再次關閉)以及一個或多個較小的能衝擊式觸發的座閥承擔起致動器的目標行駛/精細定位。這個裝置的另一個優勢是未經調節的閥的功能檢驗，而不會在此引起在致動器上的運動。在最糟糕的情況下，亦即在被衝擊式觸發的精細定位閥故障時，人們因此還具有不健全的調整功能。反之，用較小的衝擊式的座閥則可以實現在微米範圍內的運動，這些運動通常不會對經過主閥的流體的量造成本質影響以及幾微秒之後又被平衡。因此在此也實現了一種功能控制。對此的前提在於一種儘可能小的橫截面，其以很高的解析度允許了最小的運動以及在致動器上的行程吸收器內被描繪，行程吸收器也能描繪這些最小運動(優選同樣在微米範圍內)。
[0014]在此，按照第一種變型方案，多個座閥被電子器件衝擊式觸發。
[0015]按照另一種變型方案，使用多個座式開關閥，它們被電子器件數字液壓地觸發。由此可以使閥單個或成組地一起或全部被打開，因此可以提供用於調整致動器的不同的、經分級的、加和後的開啟橫截面(在一定程度上穩定的調整)。
[0016]在兩種變型方案中，座式開關閥優選具有不同的開啟橫截面。因此改善了可能被加和的開啟橫截面的精確分級。
[0017]在η座開關閥中達到了最佳的精細分級，當它們的開啟橫截面Q對應規則Qn = 2
* Qn-1 時。
[0018]當平行於座式開關閥地再設置一個被電子器件衝擊式觸發的平衡座閥時，數字液壓的變型方案的經加和的開啟橫截面的分級得到了進一步改善。
[0019]在此也優選的是，座式開關閥具有不同的開啟橫截面，以及衝擊式的平衡座閥的額定開啟橫截面大致對應最小的座式開關閥的開啟橫截面。
[0020]衝擊式(在所有提到的擴展設計中)意味著，座閥的閥體經歷了脈衝式的激勵或一個將座閥僅暫時打開的力。在此通常達不到座閥的額定開啟橫截面。
[0021]經加和的開啟橫截面的分級被消除，當它們的開啟橫截面Q對應規則化=2 * Qlri時，以及當平衡座閥的額定開啟橫截面對應最小的座式開關閥的開啟橫截面時(Qausgleidl =Q1X
[0022]為了通過調節裝置的截止功能的加倍得到最大的保險，可以在調節裝置的一個或若干工作線路中布置另一個與一個或若干座閥串聯的截止座閥或阻擋元件。
[0023]優選的是，至少一個座閥具有防故障的關閉位置或閉合的優選位置或對關閉位置的識別裝置，識別裝置與電子器件相連。因此關閉位置可以被監測。
[0024]在按本發明的系統的裝置中有利的是，一個座閥或多個座閥中的至少一個能夠被人工地觸發和調整。在此優選的是，相關的座閥是有最大的開啟橫截面(Qn)的座閥。
[0025]為了在安全裝置中能夠執行自測試，優選的是，它的一條或若干條主線路僅通過多個，優選兩個串聯的座閥就能被控開和控關(自測試安全系統STSS)。然後相繼由此來測試兩個彼此串聯的座閥的功能，即，始終有一個座閥保持被關閉，而另一個座閥則被打開和測試。在此，致動器被保持在所選擇的位置中。
[0026]在本發明的一種特別優選的應用情形中，致動器是一種雙重作用的伺服缸，尤其是同步缸，它的第一腔可以通過第一壓力介質流動路徑和通過一個或多個第一座閥與高壓相連，以及可以通過第二壓力介質流動路徑和通過一個或多個第二座閥與低壓相連。第二腔相應地可以通過第三壓力介質流動路徑和通過一個或多個第三座閥與高壓相連，以及通過第四壓力介質路徑和通過一個或多個第四座閥與低壓相連。在此，第一和第二壓力介質流動路徑部分在一條共同地連接在第一腔上的工作線路內延伸以及第三和第四壓力介質流動路徑部分在一條共同地連接在第二腔上的工作線路內延伸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]接下來藉助附圖詳細說明本發明的兩個實施例。附圖中:
圖1是按第一種實施例的本發明的安全性和運動調節系統的布線圖；
圖2是按圖1的安全性和運動調節系統的截面，更為精確地示出了調節裝置的座閥；並
且
圖3是按圖1的安全性和運動調節系統的截面，更為精確地示出了按第二種實施例的調節裝置的座閥。
【具體實施方式】
[0028]圖1示出了用於發電站的安全性和運動調節系統的實施例的一個布線圖，其帶有雙重作用的伺服缸1，伺服缸用於設定能穩定調整的主閥2。主閥2在這個實施例中是一個蒸氣閥，其在緊急運行中可以佔據中間位置，以便(按箭頭)控制蒸氣流。為此，伺服缸I具有兩個腔4、6，這兩個腔一側連接在調節裝置8上以及另一側連接在安全裝置10上。
[0029]在正常的調節運行中，兩個腔4、6通過調節裝置8用壓力介質加負或減負。在發電站的臨界狀態中，力求主閥2的最大的開啟。為此，安全裝置10具有一條被構造成兩個腔4、6的連接線路的主線路12和兩個串聯的、用作主線路12的截止閥的座閥14、16。
[0030]調節裝置8具有高壓或泵接口 P和低壓或料箱接口 T，它們基本上能通過調節組塊18; 118與工作接口 A、B連接或可以與這些工作接口隔絕。更精確地說，調節組塊18; 118具有閥裝置20; 120，它們在圖1中被概化以及在圖2和3中被更為精確地示出。閥裝置20; 120通過工作接口 A和第一工作線路24與伺服缸I的第一腔4連接以及通過工作接口 B和第二工作線路26與伺服缸4的第二腔6連接。閥裝置20; 120在第一開啟位置a中實現了泵接口 P與第二腔6的連接以及實現了第一腔4與料箱接口 T的連接。由此使主閥2的閥體沿關閉方向運動。反之，泵接口 P通過開啟位置b與第一腔4連接，而通往料箱接口 T的第二腔6則被減負。由此使主閥2的閥體沿開啟方向運動。在圖1所示的閥裝置20; 120的由彈簧限定的基本位置中，接口 P、T與腔4、6隔絕。因此主閥2閥體被保持在當前的位置中。為了調整開啟位置a或b，調節裝置8具有電子器件，關於這個電子器件，在圖1中例如僅示出了兩個起重磁體22。
[0031]調節裝置8具有組塊28，在組塊中設置有用於每一條工作線路24、26的節流止回閥。此外，調節裝置8還具有組塊30，在組塊中設置有用於每一條工作線路24、26的限壓閥，每條通往料箱接口 T的工作線路24、26可以通過該限壓閥被減負。
[0032]圖2示出了帶閥裝置20的調節組塊18的第一實施例，閥裝置由四個能被衝擊式觸發的座閥32構成。座閥32在它們的通過彈簧預緊的基本位置中示出，在這些基本位置中，各個連接被截斷。在此，第一座閥32截斷泵接口 P與工作接口 A的連接a、b，而第二座閥32則截斷工作接口 A與料箱接口 T的連接。第三座閥32截斷泵接口 P與工作接口 B的連接以及第四座閥32截斷工作接口 B與料箱接口 T的連接。如參考圖1闡釋的那樣，第一工作接口 A與第一腔4連接，第二接口 B則與第二腔6連接。經由通過電子器件對起重磁體22的脈衝式通電，各(未詳細示出的)閥體可以被脈衝式地從其座抬起，其中，通過通電的脈衝持續時間確定了座閥32的開啟橫截面和/或開啟持續時間。
[0033]圖3示出了帶閥裝置120的調節組塊118的第二實施例。第二實施例相對按圖2的第一實施例的本質區別在於，四個連接(P — A，A — T，P — B和B — T)中的每一個都可以被多個能數字液壓地觸發的、構造成開關閥的座閥34控開和控關。在此，在圖3中針對每一個連接示例性地示出了僅兩個座閥34。每一個連接的座閥34被相互平行地布置或接通，其中，它們的橫截面選擇為I比2比4比8等的比例。通過(在圖3中未示出的)起重磁體，每一個座閥34可以被打開，其中，各個經加和的開啟橫截面可以由已打開的座閥34的有利的組合產生。
[0034]按圖2和3的調節組塊18; 118的兩個實施例因此實現了伺服缸I以及因而主閥2 (參看圖1)的各一個在一定程度上穩定的調整。
[0035]與所示的實施例不同的是，用於主閥2的致動器也可以是一種液壓馬達。
[0036]作為按圖2的第一種實施例的補充，在四個連接中的每一個中，平行於各個能衝擊式觸發的座閥32地設置一個自測試的安全組塊或自測試安全組塊(STS組塊)，其實現了比各個座閥32更高的流量以及因此實現了伺服缸I相對目標位置的快速運動。
[0037]公開了一種帶伺服缸或液壓馬達的液壓的安全性和運動調節系統，該伺服缸或液壓馬達用於設定優選安全相關的配件，例如發電站或渦輪機的流體流通過該配件被調節。系統具有液壓的調節裝置，通過其使伺服缸的活塞或活塞杆或液壓馬達的馬達軸在調節運行中或正常運行中能運動。此外，系統具有液壓的安全裝置或安全布線，通過其使活塞或活塞杆或馬達軸或因而配件在系統故障或緊急運行中能運動到預定的安全的位置中。安全裝置可以恰好是一條主線路，伺服缸的腔或液壓馬達的接口可以通過該主線路相互連接。因此伺服缸或液壓馬達可以無力或無作用地接通，因而配件能運動到優選位置中。安全裝置也可以具有每個腔或每個接口一條主線路，腔或接口可以通過主線路與高壓接口或泵接口，或與低壓接口或料箱接口連接。每一條主線路可以僅通過一個或多個座閥被控開和控關。調節裝置具有兩條工作線路，各一個泵接口以及備選一個料箱接口可以通過這些工作線路與伺服缸的兩個腔或液壓馬達的兩個接口連接。由此產生了調節裝置的四個連接。在此，四個連接中的每一個僅可以通過一個或多個並聯的座閥被控開和控關，因而系統的所有主閥都在座閥技術內被實施。
[0038] 附圖標記列表
1伺服缸
2主閥
4第一腔
6第二腔
8調節裝置
10安全裝置
12主線路
14座閥
16座閥
18; 118 調節組塊 20; 120 閥裝置 22起重磁體
24第一工作線路
26第二工作線路
28組塊
30組塊
32能衝擊式觸發的座閥
34能數字液壓地觸發的座閥
A工作接口
B工作接口
P泵接口/高壓
T料箱接口/低壓
a開啟位置
b開啟位置
【權利要求】
1.液壓的安全性和運動調節系統，帶有液壓的調節裝置(8)，致動器(I)能通過該調節裝置穩定地運動，並帶有液壓的安全裝置(10)，致動器(I)能通過該安全裝置移動到安全的位置中，其中安全裝置(10)的至少一個連接在致動器(I)上的主線路(12)僅能被一個或被多個座閥(14 ;16)控開和控關，其特徵在於，致動器(I)的與調節裝置(8)的高壓(P)或低壓(T)的每一個連接都能僅被一個或多個並聯的座閥(32 ;34)控開和控關。
2.按權利要求1所述的安全性和運動調節系統，其有每個連接恰好一個座閥(32)，該座閥能被電子器件衝擊式觸發。
3.按權利要求1所述的安全性和運動調節系統，其有每個連接多個並聯的座閥，其中，這些並聯的座閥中的至少一個能被電子器件衝擊式觸發。
4.按權利要求2或3所述的安全性和運動調節系統，其中，與在每一個連接中的每一個座閥(32)平行地布置著自測試的安全組塊(STS組塊)。
5.按權利要求1所述的安全性和運動調節系統，其中，所述連接能夠由多個被構造成座式開關閥的座閥控開和控關，所述座式開關閥能被電子器件數字液壓地觸發。
6.按權利要求3或5所述的安全性和運動調節系統，其中，所述開關閥具有不同的開啟橫截面。
7.按權利要求1所述的安全性和運動調節系統，其中，每個連接能夠由多個被構造成座式開關閥的並聯的座閥和一個與之並聯的平衡座閥控開和控關，其中座式開關閥能被電子器件數字液壓地觸發，並且其中平衡座閥能被電子器件衝擊式觸發。
8.按權利要求7所述的安全性和運動調節系統，其中，座式開關閥具有不同的開啟橫截面，並且其中，平衡座閥的開啟橫截面大致對應最小的座式開關閥的開啟橫截面。
9.按前述權利要求任一項所述的安全性和運動調節系統，其中，在每一個連接中布置另外的串聯的截止座閥。
10.按前述權利要求任一項所述的安全性和運動調節系統，其中，所述至少一個座閥具有防故障的關閉位置或關閉位置的識別裝置。
11.按前述權利要求任一項所述的安全性和運動調節系統，其中，所述至少一個座閥能人工地觸發或調整。
12.按前述權利要求任一項所述的安全性和運動調節系統，其中，安全裝置的主線路(12)僅能通過多個串聯的座閥(14，16)被控開和控關。
13.按前述權利要求任一項所述的安全性和運動調節系統，其中，致動器是雙重作用的伺服缸(1)，它的第一腔能夠通過第一連接並通過一個或多個第一座閥(32 ；34)與高壓接口(P)連接，並且其中，第一腔能夠通過第二連接並通過一個或多個第二座閥(32 ;34)與低壓接口(T)連接，並且其中，第二腔(6)能夠通過第三連接並通過一個或多個第三座閥(32 ；34)與高壓接口(P)連接，並且其中，第二腔(6)能夠通過第四連接並通過一個或多個第四座閥(32 ；34)與低壓接口(T)連接。
【文檔編號】F15B20/00GK103994113SQ201410056200
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年2月19日 優先權日:2013年2月20日
【發明者】B.布拉赫特, H.菲舍爾 申請人:羅伯特·博世有限公司