用於利用流體壓力驅動的活塞缸裝置控制裝置位置的設備的製作方法

2023-04-29 17:16:01

專利名稱：用於利用流體壓力驅動的活塞缸裝置控制裝置位置的設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用流體壓力驅動的活塞缸裝置控制裝置(例如在纖維幅材機中構成輥間隙的輥)的位置的設備，更確切的說，本發明涉及一種具有流體壓力驅動的活塞缸裝置的設備，該活塞缸裝置具有多個壓力室。
背景技術：
如圖I所示，公知的活塞缸裝置I由缸11和可滑動地設置在其中的活塞12組成。缸11由封閉的圓柱形外殼111和圓形的缸內核112裝配而成，由此在外殼111和內核112之間形成環形的室113。活塞12，或者說活塞12的底部121滑動地設置在室113中，在此，活塞12的空心活塞杆122設置在活塞底部121上，並與其一體化地運動。在如圖I示例性示出的活塞缸裝置I中，在缸11和活塞12之間設置四個壓力室第一壓力室13位於缸底部 或環形室113的底面和活塞底部121的下側之間，第二壓力室14位於外殼111的內側和活塞杆122的外側之間,第三壓力室15位於活塞杆122的內側和缸內核112的外圓周之間,第四壓力室16位於活塞杆122的內部空間和缸外殼111的頂部之間。每個壓力室13、14、15、16均具有不同於其他壓力室的作用面的作用面，S卩，壓力室13、14、15、16的橫截面互不相同。此外，每個壓力室13、14、15和16都可選地連接一個壓力接頭，通過該壓力接頭可以對各個壓力室加載壓力。如上所述的這種活塞缸裝置I也可以是數字缸(Digitalzylinder)。由於這種數字缸仍然是比較新穎的，特別是在同樣用於纖維幅材機中時，因此，本發明的目的是提供一種用於控制纖維幅材中的裝置(例如壓光機輥)的位置的設備，其中，定位通過流體驅動的數字缸來實現。根據本發明的目的通過按照本發明的設備得以實現。

發明內容
根據本發明，用於控制裝置的位置，特別是纖維幅材機中的輥的位置的設備具有流體壓力驅動的活塞缸裝置，該活塞缸裝置具有多個壓力室。在此，流體可以是液壓油、水、水乳劑、氣體、氣體乳液等。在此，壓力室具有不同的作用面，即，各個壓力室的橫截面互不相同，從而使作用面相互間成固定的整數比。此外，在不同的壓力室中可以設置彼此不同的壓力，優選或者為高壓，或者為低壓。根據本發明，每個壓力室都通過至少一個開關閥可選地與流體壓力供應裝置連接，從而使流體壓力供應裝置可以向各個壓力室供應高壓或低壓。在此，優選流體壓力供應裝置是流體高壓供應裝置，各個壓力室可以通過至少一個開關閥與其相連接，在此，優選流體高壓供應裝置通過由所有壓力室共有的共有高壓管道實現。這意味著所有的壓力室可以連接相同的高壓管道，在該高壓管道中存在恆定的高壓。由此可以確保，對每個壓力室都加載相同的高壓或相同數值的高壓，以便能夠精確地控制缸活塞裝置。除了所述至少一個開關閥之外，每個壓力室還可以通過另一個開關閥與流體低壓供應裝置相連接。流體壓力供應裝置除了上述流體高壓供應裝置以外，還可以相應地通過流體低壓供應裝置實現，在此，進一步優選流體低壓供應裝置通過由所有壓力室共有的共有低壓管道實現。這意味著所有的壓力室可以連接相同的低壓管道，在該低壓管道中存在恆定的低壓。由此可以確保，對每個壓力室都加載相同的低壓或相同數值的低壓，以便能夠精確地控制缸活塞裝置。優選根據本發明設備的活塞缸裝置具有四個壓力室，在此，這些壓力室具有不同的作用面或不同大小的橫截面。此外，這些壓力室在不同的方向上起作用，即，作用於活塞底面上，即作用於活塞頭或活塞蓋的底面上的壓力室產生使活塞上升的壓力，而作用於活塞頂面上，即作用於活塞頭或活塞蓋的頂面上的壓力室產生使活塞下降的壓力，該壓力與使活塞上升的壓力作用相反。通過以這種方式構成的不同的壓力室，可以在壓力室中產生成對彼此作用相反的壓力，從而通過由各個壓力室產生的壓力的和來獲得最終施加在裝置上的力。例如，如果對使活塞上升的兩個壓力室加載高壓，而向使活塞下降的兩個壓力室加載低壓，則由壓力比產生一個力，該力使活塞上升，並由此在裝置上施加壓力。在此所產生的壓力的大小取決於高壓或低壓的數值。
由於能夠可選地向這四個壓力室中的每一個加載高壓或低壓，因此可以有利地獲 得42 (4n ;n=可設置的狀態的數量=2)，即可以產生16個不同的力或力設置。這意味著，通過利用兩個彼此不同的壓力中的一個對四個壓力室中的每一個進行加載，可以有利地得到活塞缸裝置的16個不同的力設置。在根據本發明的設備的另一種優選的實施方式中，每一個開關閥都是數字閥。在此「數字閥」通常是指這樣的開關閥其能夠在兩種接續的狀態之間直接從第一狀態(例如完全打開的狀態)進入第二狀態(例如完全閉合的狀態)並返回。如果數字閥是完全打開的，則該數字閥允許通過的流體流的全部體積通過量流過該數字閥。相反，在完全閉合的狀態下沒有流體流流過閥門。因此，這種數字閥也被稱為關斷閥或關斷數字閥。由於這種數字閥僅具有兩個狀態(開或者關)，因此與公知的伺服或比例閥相比，這種數字閥可以非常快速地工作。已知的還有一種數字閥，其具有兩個以上的狀態，例如一種具有三種狀態的數字閥，其中，該閥門在第一狀態下允許沿一個方向流動，在第二種狀態下允許沿另一個方向流動，而在第三種狀態下不允許流動或阻止流動(關狀態)。此外，關斷閥公知的通常由兩種不同的類型，即常閉數字閥，通常以NC表示(來自英語「normalIy closed」)，和常開數字閥，通常以NO表示(來自英語「normally open，，)。常閉數字閥在非操作狀態下，例如在沒有電流輸送到開關電磁鐵的狀態下，被彈簧或其他類似的部件擠壓到閉合位置(關位置)。相反，常開數字閥是指這樣的閥門其在非操作狀態下，例如在沒有電流輸送到開關電磁鐵的狀態下，通過彈簧或其他類似的部件被擠壓到打開位置(開位置)。與傳統的伺服或比例閥相比，數字閥的主要優勢在於響應迅速、結構簡單、能源消耗低，因為不需要始終有流體流過閥門。進一步優選根據本發明設備的流體高壓供應裝置可以具有泵和壓力存儲器，用以產生可加載於壓力室的流體高壓，優選根據本發明的流體低壓供應裝置可以具有流體箱，用於在從任意壓力室中排放高壓時作為流體收集容器。通過根據本發明的設備控制其位置的裝置可以是施加壓力的裝置，特別是用於與另一個輥構成輥間隙的輥，或者是作為卷繞機的加載輥的輥，也就是作為相對於變得越來越厚的纖維幅材層起作用的壓力輥，纖維幅材層被卷繞在位於纖維幅材生產過程尾部的卷輥上。除了上述根據本發明的用於控制裝置的位置的設備以外，根據本發明還提出了一種用於控制具有多個壓力室的活塞缸裝置的方法，其中，壓力室具有不同的作用面，這些作用面彼此間成固定的整數比，並在其中可以設置彼此不同的壓力，在此，每個壓力室都通過至少一個開關閥與流體壓力供應裝置可選地連接。該根據本發明的方法包括以下步驟確定由活塞缸裝置所施加的力，該力被傳遞到所述裝置上；以及確定將要由流體壓力供應裝置所提供的壓力加載的活塞缸裝置的壓力室，以獲得待施加的力；以及打開所確定的壓力室的開關閥，以向所確定的壓力室加載由流體壓力供應裝置提供的壓力。此外，該方法還包括下述步驟在達到由活塞缸裝置所施加的力的時刻關閉打開的開關閥。由此可以在所選擇的壓力室中保持壓力，從而使待施加的力連續作用在所述裝置上。在根據本發明的方法中，每個壓力室都通過至少一個開關閥可選地與流體高壓供 應裝置連接，該流體高壓供應裝置可以通過共有的高壓管道實現，該高壓管道由所有的壓力室共有。此外，每個壓力室還可以通過另一個開關閥可選地與流體低壓供應裝置連接，該流體低壓供應裝置通過共有的低壓管道實現，該低壓管道由所有的壓力室共有。在根據本發明的方法中，優選活塞缸裝置包括四個分別具有不同作用面的壓力室，通過這些作用面可以成對地產生彼此相對作用的壓力，正如在根據本發明的設備中已描述的那樣。這意味著，通過對這四個壓力室中的每一個加載兩個彼此不同的壓力中的一個，可以有利地產生16種不同的活塞缸裝置的力設置。在根據本發明的方法中，正如在上面所詳細描述的那樣，優選各開關閥是數字閥。優選根據本發明方法的流體高壓供應裝置還包括泵和壓力存儲器，優選流體低壓供應裝置包括流體箱或替代地為此同樣包括泵和壓力存儲器。在根據本發明的方法中，優選所述待控制的裝置是用於施加壓力的裝置，例如，與其他的輥構成輥間隙的輥，或者作為卷繞機的加載輥的輥，也就是作為相對於變得越來越厚的纖維幅材層起作用的壓力輥，纖維幅材層被卷繞在位於纖維幅材生產過程尾部的卷輥上。本發明的其他的目的、優點和觀點由從屬權利要求以及對以下優選的實施例的描述給出。本發明的其他的目的、優點和觀點由從屬權利要求、對優選的實施例的描述和附圖給出。


下面根據優選的實施例並參照附圖對本發明進行詳細的說明。圖I示出了根據本發明的設備的示意圖，其利用具有多個壓力室的流體壓力驅動的活塞缸裝置來控制裝置的位置。
具體實施例方式圖I示出了在造紙機中所使用的按照本發明的優選實施例的設備，該設備具有如上所述的通過流體驅動的數字缸I以及包括數字閥調節器2的管道和閥門裝置。用於驅動數字缸I的流體可以是液壓油、水、水乳劑、氣體、氣體乳液等。數字閥壓力調節器2由四對數字閥 233-234、243-244、253-254 和 263-264 組成，其中，各個數字閥對 233-234、243-244、253-254、263-264中的數字閥233、243、253和263分別是常閉數字閥並連接在流體高壓管道3上，該流體高壓管道3與泵壓力存儲單元5相連接。數字閥對233-234、243-244、253-254、263-264的另一個數字閥234、244、254和264同樣分別是常閉數字閥，但是連接到流體低壓管道4上，該流體低壓管道4與流體箱6連接。每個數字閥對233-234、243-244、253-254,263-264都連接在與相應的壓力室13、14、15、16相連接的管道上。因此，也就是說，通過打開數字閥233，使用於驅動活塞12上升的壓力室13與流體高壓管道3相連接，以利用源於泵壓力存儲單元5且保持在高壓下的流體對壓力室13加載，或者可以通過打開數字閥234使壓力室13與流體低壓管道4相連接，以利用源於流體箱6且保持在低壓下的流體對壓力室13加載。與此相應地可以將用於使活塞12下降的壓力室14或者通過打開數字閥243與流體高壓管道3相連接，或者通過打開數字閥244與流體低壓管道4相連接，可以將用於使活塞12下降的壓力室15或者通過打開數字閥253與流體高壓管道3相連接，或者通過打開數字閥254與流體低壓管道4相連接，以及將用於使 活塞12上升的壓力室16或者通過打開數字閥263與流體高壓管道3相連接，或者通過打 開數字閥264與流體低壓管道4相連接。在該實施例中，如果利用來自高壓管道3的高壓流體對兩個用於使活塞12上升的壓力室13和16加載，其中，數字閥233和263打開，而數字閥234和264則無電流地閉合；以及對兩個用於使活塞12下降的壓力室14和15由源於低壓管道4的低壓流體進行加載，其中，數字閥243和253打開，而數字閥244和254無電流地閉合，則由於壓力比而產生力F，該力F使活塞12上升，並由此在與活塞12相連接的裝置(未示出)上施加壓力。在該實施例中，裝置可以是纖維幅材機中的裝置，例如在造紙機中構成壓光機輥間隙的輥對的輥。在此利用數字缸改變輥的位置，也就是說，可以通過數字缸移動的輥相對於輥對的另一個輥的相對位置可以通過數字缸來改變。此外，通過這種方式還可以控制壓光機的輥間隙中的間隙壓力。除了壓光輥之外，待定位的裝置還可以是位於纖維幅材機、特別是造紙機尾部的卷繞機的加載輥，在此利用卷繞機將機器生產的纖維幅材卷繞成纖維幅材卷。為了能夠可控地卷繞在卷繞過程中變得越來越厚的纖維幅材卷，加載輥在纖維幅材卷的表面上連續地產生適宜的壓力，在此，加載輥的位置會隨著卷的逐漸變厚而運動離開卷，而在此期間應保持施加在表面上的壓力。對加載輥的定位可以通過根據本發明的設備實現，在此由數字缸實現對加載輥的定位。工業可應用性本發明並不只限於使用在造紙機中，而是還可以用在任何纖維幅材機中或任何要節省能源地並因此而低成本地控制裝置的位置的機器當中。
權利要求
1.一種利用流體壓力驅動的活塞缸裝置(I)控制裝置的位置的設備，該活塞缸裝置具有多個壓力室(13，14，15，16)，其中，所述壓力室(13，14，15，16)具有不同的作用面，這些作用面相互成固定的整數比，並且在這些壓力室中可以設置彼此不同的壓力，每個壓力室(13，14，15，16)都通過至少一個開關閥(233，234，243，244，253，254，263，264)與流體壓力供應裝置(3，4 )可選地連接。
2.如權利要求I所述的設備，其中，每個壓力室(13，14，15，16)通過所述至少一個開關閥(233，243，253，263)與流體高壓供應裝置(3)相連接。
3.如權利要求2所述的設備，其中，所有的壓力室(13，14，15，16)具有一個共有的作為流體高壓供應裝置(3)的高壓管道(3)。
4.如權利要求2或3所述的設備，其中，每個壓力室(13，14，15，16)通過另一個開關閥(234，244，254，264)與流體低壓供應裝置(4)相連接。
5.如權利要求4所述的設備，其中，所有的壓力室(13，14，15，16)具有一個共有的作為流體低壓供應裝置(4)的低壓管道(4)。
6.如前面任一項權利要求所述的設備，其中，所述活塞缸裝置(I)具有四個具有不同作用面的壓力室(13，14，15，16)，通過這些作用面可以產生成對的彼此相反作用的壓力。
7.如權利要求6所述的設備，其中，通過利用兩個彼此不同的壓力中的一個對所述四個壓力室(13，14，15，16)中的每一個進行加載，可以產生所述活塞缸裝置(I)的16個不同的力設置。
8.如前面任一項權利要求所述的設備，其中，每個開關閥(233，234，243，244，253，254，263，264)都是數字閥(233，234，243，244，253，254，263，264)。
9.如權利要求2到8中任一項所述的設備，其中，所述流體高壓供應裝置(3)具有泵(5)和壓力存儲器(5)。
10.如權利要求4到8中任一項所述的設備，其中，所述流體低壓供應裝置(4)具有流體箱(6)。
11.如前面任一項權利要求所述的設備，其中，所述裝置是施加壓力的裝置，特別是構成輥間隙的輥對的輥，或者是在造紙機中卷繞機的加載輥。
12.一種用於控制流體壓力驅動的活塞缸裝置(I)的方法，該活塞缸裝置(I)具有多個壓力室(13，14，15，16)，其中， 所述壓力室(13，14，15，16)具有不同的作用面，這些作用面彼此成固定的整數比，並且在所述壓力室(13，14，15，16)中可以設置彼此不同的壓力； 每個壓力室(13，14，15，16)都通過至少一個開關閥(233，234，243，244，253，254，263，264)可選地與流體壓力供應裝置(3，4)連接；並且 該方法包括以下步驟 確定要由所述活塞缸裝置(I)施加的力(F)， 確定要由所述流體壓力供應裝置(3，4)提供的壓力加載的所述活塞缸裝置(I)的壓力室(13，14，15，16)，以實現該要施加的力(F)，以及 打開所確定的壓力室(13，14，15，16)的開關閥(233，234，243，244，253，254，263，264)，以向所確定的壓力室(13，14，15，16)加載壓力。
13.如權利要求12所述的方法，其中，該方法還包括下述步驟當達到要由所述活塞缸裝置(I)施加的力(F)時，關閉打開的開關閥(233，234，243，244，253，254，263，264)。
14.如權利要求12或13所述的方法，其中，每個壓力室(13，14，15，16)可以通過所述至少一個開關閥(233，243，253，263)與流體高壓供應裝置(3)相連接。
15.如權利要求14所述的方法，其中，所有壓力室(13，14，15，16)具有一個共有的作為流體高壓供應裝置(3)的高壓管道(3)。
16.如權利要求14或15所述的方法，其中，每個壓力室可以通過另一個開關閥(234，244，254，264)與流體低壓供應裝置(4)相連接。
17.如權利要求16所述的方法，其中，所有壓力室(13，14，15，16)具有一個共有的作為流體低壓供應裝置(4)的低壓管道(4)。
18.如權利要求12到17中任一項所述的方法，其中，所述活塞缸裝置(I)具有四個具有不同作用面的壓力室(13，14，15，16)，通過這些作用面可以產生成對的彼此相反作用的壓力。
19.如權利要求18所述的方法，其中，通過利用兩個彼此不同的壓力中的一個對所述四個壓力室(13，14，15，16)中的每一個進行加載，可以產生所述活塞缸裝置(I)的16個不同的力設置。
20.如權利要求12到19中任一項所述的方法，其中，每個開關閥(233，234，243，244，253，254，263，264)都是數字閥(233，234，243，244，253，254，263，264)。
21.如權利要求14到20中任一項所述的方法，其中，所述流體高壓供應裝置(3)具有泵(5)和壓力存儲器(5)。
22.如權利要求16到21中任一項所述的方法，其中，所述流體低壓供應裝置(4)具有流體箱(6)。
23.如權利要求12到22中任一項所述的方法，其中，所述裝置是施加壓力的裝置，特別是構成輥間隙的輥對的輥，或者是造紙機中卷繞機的加載輥。
全文摘要
本發明涉及一種用於控制裝置的位置的設備，該設備具有流體壓力驅動的活塞缸裝置，該活塞缸裝置具有多個壓力室。這些壓力室具有不同的作用面，這些作用面相互成固定的整數比，並且在這些壓力室中可以設置彼此不同的壓力。在此每個壓力室通過至少一個開關閥可選地與流體壓力供應裝置連接。
文檔編號F15B11/036GK102803746SQ201080062702
公開日2012年11月28日 申請日期2010年12月14日 優先權日2010年1月28日
發明者維萊·霍波寧, 哈裡·庫伊瓦拉 申請人:美卓造紙機械公司