用於電磁閥控制系統的分區歧管組件的製作方法

2023-09-18 01:12:45 2

本發明的領域涉及具有歧管(manifold)組件的氣動電磁閥控制系統。

背景技術：

通過使用引導氣動壓力以控制許多控制裝置的歧管組件，工業自動化已經得到極大改進。歧管組件包括電致動電磁閥，這些電致動電磁閥控制用於致動這些控制裝置的氣動流的方向。這些歧管組件通常由多個歧管塊以模塊形式組裝。歧管組件具有公共先導壓力通道和連接到電磁閥的主壓力通道，電磁閥繼而控制主壓力到相應控制裝置的流動。螺線管致動控制閥具有主閥或閥芯(spool)和向主閥提供先導壓力的螺線管致動先導閥。致動主閥的先導壓力是公知的。如果連接到螺線管致動閥的先導壓力從主壓力獨立地供應，則僅當兩個先導壓力均被供應到閥時，才可發生螺線管中的主閥的致動，並且發生電磁閥的電致動。

這些歧管可包括具有許多閥站和電磁閥的許多歧管塊，歧管塊繼而控制許多控制裝置。通常期望關閉控制裝置中的一個或多個，而不關閉連接到歧管組件的所有控制裝置。該關閉可能是由於裝置的日常維護或用於修復裝置的意外故障或損壞。先前控制各個閥站的努力通過切斷對控制下遊裝置的各個螺線管的電力來實現。分區電力的應用也已經用於控制特定區域中的一組裝置的電力，使得僅該區域可以被切斷而不切斷其他區域的電力。然而，這些電力區域由於增加了不同部件的數量而已經為模塊化組件引入了複雜性。

歧管組件需要適應對於最近已經提出或實施的不同標準的工業架構的指導方針。一種指導方針的標準要求將電磁閥移動到中間位置，以防止氣動流在裝置未激活時到達裝置。架構的另一指指導方針的標準要求在關閉期間檢測裝置的任何移動，並且還提供在關閉期間的運動的進一步警告信號。架構的又一標準要求提供彈簧加載的制動器，該制動器將防止裝置在釋放空氣以用於致動彈簧加載的制動器時發生進一步運動。

歧管組件通常具有置於歧管塊和螺線管致動閥之間的夾置塊。這些夾置塊已經用於為主壓力提供切斷閥，將分離的主壓力引入單個閥站，或者提供或隔離從歧管對單個閥站的排氣。

現在期望的是為架構提供冗餘方式，以通過選擇性地消除和排出用於螺線管致動閥的先導壓力來進一步防止螺線管的無意致動。進一步地，所期望的是具有這樣的先導壓力系統和電路系統，它們在歧管組件中提供區域，而無需極大地增加現有部件。進一步期望的是具有這樣的歧管組件，其可以經由置於歧管塊和螺線管致動閥之間的夾置塊將分離的先導壓力引入螺線管致動閥的區域。

技術實現要素：

根據本發明的一方面，一種閥歧管組件具有連接在一起的多個歧管塊，在每個歧管塊的一個表面上具有閥站。閥歧管組件包括可操作地連接到電致動的第一組控制閥的第一先導壓力供應裝置並包括安裝到歧管塊上的第一組閥站上的第一組控制閥。第一先導壓力通道可操作地連接到第一先導壓力供應裝置，用於向第一組閥站供應先導壓力。

第二先導壓力供應裝置可操作地連接到電致動的第二組控制閥。第二組控制閥安裝到歧管塊上的第二組閥站。第二先導壓力通道可操作地連接到可致動的先導供應閥，用於將分區先導壓力選擇性地供應到第二組閥站，使得如果到其中的先導壓力被切斷，則第二組控制閥可停用，而第一組控制閥保持連接到先導壓力。

優選地，第一先導壓力通道通過歧管塊中的一個歧管塊內的封閉件與第二先導壓力通道分離。封閉件優選地在一個歧管塊內，所述一個歧管塊具有至少兩個閥站，其中一個閥站是第一組閥站的一部分，並且至少第二閥站是第二組閥站的一部分。在一個實施例中，封閉件是壓力配合到使第一先導通道與第二先導通道分離的先導孔中的密封構件。

可期望的是，夾置塊置於歧管塊中的一個歧管塊與一個控制閥之間。夾置塊具有可連接到引導自先導供應閥的先導供應的外部連接器。夾置塊還具有與外部連接器流體連接的埠，用於將來自先導供應閥的先導壓力引入到一個控制閥。可期望的是，夾置塊具有從埠到歧管塊的通道，以將引導壓力引入至第二先導壓力通道。在一個實施例中，第一組控制閥由第一電力供應裝置電致動，並且第二組控制閥由第二電力供應裝置電致動。

根據本發明的另一方面，夾置塊被構造成置於歧管塊與控制閥之間，控制閥是由螺線管致動的並且是先導壓力操作的。夾置塊具有用於從歧管塊外部的先導供應閥接收先導壓力的入口。所述入口具有至出口的通道，出口可操作地連接到控制閥，使得先導供應閥可選擇性地向控制閥供應先導壓力。

根據本發明的另一方面，在閥歧管系統中的分區流體控制系統具有連接在一起的多個歧管塊和安裝到歧管塊的多個控制閥，其中控制閥是電致動的並且是先導壓力操作的。多個歧管塊至少形成有彼此不連接的相應第一區域和第二區域的分離的第一和第二先導壓力通道，用於向相應的第一組控制閥和第二組控制閥供應獨立控制的先導壓力。先導供應閥向第二先導壓力通道選擇性地供應先導壓力並且切斷先導壓力，而不影響到第一先導壓力通道的先導壓力，從而使第二組控制閥由於分離區域而獨立於第一組控制閥被禁用。

優選地，電控制電路向第一組控制閥和第二組控制閥獨立地供應電力，使得為了使第二組控制閥被致動，電控制電路需要向第二組控制閥供應電力，並且先導供應閥必須打開以向分離區域中的分離的第二先導壓力通道供應先導壓力。優選地，第一先導壓力通道和第二先導壓力通道通過歧管塊對準。還可期望的是，在區域開始處的歧管塊具有待連接到電力供應裝置的外部配件，並且相應夾置塊置於歧管塊和安裝在歧管塊上的控制閥之間，用於將來自先導供應閥的先導壓力供應到第二區域的分離的第二先導壓力通道。

根據本發明的另一方面，用於分區流體控制的閥歧管塊具有在連接的閥歧管塊之間的第一區域和第二區域。歧管塊具有穿過其的多個流體通路，以及形成第一閥站和第二閥站並且由可操作地安裝到其上的相應第一控制閥和第二控制閥控制的埠。電路板通道從第一側到第二側穿過歧管塊。先導通道入口埠和先導通道出口埠在相應的第一側和第二側上。先導通道入口埠是第一區域的一部分，並且不與作為第二區域的一部分的先導通道出口埠可操作地連通。電路板被接收在電路板通道中並且具有第一邊緣和第二邊緣，第一邊緣鄰近第一側並具有多個第一電觸點，第二邊緣鄰近第二側並具有配合的多個第二電觸點，以連接到另一下遊閥歧管塊中的另一印刷電路板中的相應第一電連接器。

電路板在所述第一邊緣處具有公共電壓連接器觸點並且通向(lead to)位於電路板上的從第一區域接收電力的第一跳線端子。閥歧管塊具有外部電連接器，外部電連接器用於將分區電源連接到電路板上的第二跳線端子的，進而連接到位於第二邊緣處的分區公共電壓連接器觸點，從而與第二閥站電連接以驅動第二控制閥。

第一跳線端子和第二跳線端子選擇性地放置成與公共跳線端子接觸，公共跳線端子與第一控制閥電連接，使得第一控制閥可以利用第一邊緣處的公共電壓連接器通過來自所述第一區域的電力供電，或者由外部連接器通過分區公共電壓連接器從第二分區電源供電。

優選的是，第一跳線端子和第二跳線端子與公共跳線端子一起布置在具有兩極分流器的三引腳管座(header)上，兩極分流器選擇性地與所述第一跳線端子或所述第二跳線端子定位在公共線路上。

根據本發明的另一方面，用於閥歧管組件的歧管塊具有用於在其上安裝控制閥的至少一個閥站，和安裝在穿過歧管的導管中的電路板。電路板具有：第一電路，在邊緣處具有用於供應第一電力源；以及第二電路，用於供應第二電力源。向第二電路供應第二電力源的電連接器安裝在所述塊的一側處。電路板在其上具有跳線站，用於選擇性地控制第一電路或第二電路是否向歧管塊中的至少一個閥站供應電力。

附圖說明

現在參考附圖，其中：

圖1是根據本發明的一個實施例的一種布置的透視和部分示意圖；

圖2是分區電力歧管塊的部分分解圖；

圖3是圖2所示的分區電力歧管塊的剖視圖；

圖4是圖1所示的夾置塊的放大透視圖；

圖5是沿圖4所示的5-5-的剖視圖；

圖6是類似於圖5的剖視圖，其示出被配置為對單個閥站進行供應的夾置塊；

圖7是圖2所示的電路板的放大圖，其中所示分流器處於第一位置；

圖8是類似於圖7的視圖，其中所示分流器處於第二位置；

圖9是圖7所示的電路板的第一面的示意圖，其示出了跡線；

圖10是圖7所示的電路板的第二面的示意圖，其示出了跡線；

圖11是用於如圖1所示的雙電磁閥單元的電路板的第一邊緣和第二邊緣的示意性端視圖，其示出了到電路板中的相應電路的端子連接以及到處於第一位置和第二位置(虛線)的分流器的連接；

圖12是示出根據本發明的第二實施例的歧管塊的透視圖；

圖13是具有外部先導供應埠的如圖10所示的供應站蓋的頂部透視圖；

圖14是圖13所示的供應站蓋的局部底部透視圖；

圖15是用於圖10所示的歧管的電路板的第一面的放大示意圖；

圖16是圖15所示的電路板的第二面的放大示意圖；以及

圖17是如圖15所示的電路板的第一邊緣和第二邊緣的示意性端視圖，其示出了到電路板中的相應電路的端子連接以及到處於第一位置和第二位置(虛線)的分流器的連接。

具體實施方式

現在參考圖1至圖3，流體控制系統10在本質上是模塊化的，並且根據應用具有互連在一起的多個閥歧管塊12。歧管塊12可以在不同的區域14、16和18中，例如其中在第二區域14、第三區域18和任何後續區域(sequential zone)的開始處具有修改的歧管塊20。如圖2所示，每個歧管塊20具有安裝有兩個控制閥30的兩個閥站26和28。每個歧管塊20具有用於為相應區域引入分區電力供應裝置的電連接器22。分區電力供應裝置中的每個可以獨立地關閉。

如圖2和3所示，在每個區域16和18的開始處的歧管塊20具有相應的閥站26和28，所述閥站具有相應的先導(pilot)壓力埠32和34，所述先導壓力埠連接到在標準控制閥30的相應螺線管致動閥先導壓力室(未示出)中的先導室，該標準控制閥被電致動並且進行先導操作。例如，螺線管的電致動打開控制閥30中的內部先導閥，然後，內部先導閥將先導壓力供應到滑閥(spool valve)的一側，這使滑閥移動。滑閥控制在歧管塊20中的相應閥站26、28處的不同埠36之間的流動。這些埠36與橫嚮導管42連接，橫嚮導管與其他歧管塊中的類似橫嚮導管對準。這些埠36中的一些還可以與端子44連通，所述端子連接到下遊裝置(未示出)，以向所述裝置供應主壓力並允許主裝置通過歧管塊使氣動壓力排回(exhaust pneumatic pressure back)。

如圖2和圖3所示，歧管塊20具有連接到橫向第一先導通道46的先導壓力埠32，橫向第一先導通道連接到先前區域中的先前歧管塊12。類似地，先導壓力埠34連接到橫向第二先導通道48，橫向第二先導通道繼而連接到下一區域中的下遊歧管塊12。呈球的形式的塞子(plug，栓)50經壓力配合以將先導通道46與先導通道48分離並密封。

如圖1所示，先導夾置塊52置於塊20和閥站28處的控制閥30之間。如圖4和圖5所示的先導夾置塊52具有外部先導埠54，外部先導埠可操作地連接到先導供應閥56，先導供應閥向第二閥站28提供獨立的先導壓力。先導供應閥56在結構上是常規的，並且可以獨立地致動到供應先導壓力的「接通」或打開位置和「斷開」，例如排氣位置。先導夾置塊52的埠54連接到通向閥站28處的控制閥30的先導供應出口38。如圖5所示，先導夾置塊52還具有連接到下部埠39的貫通導管58，下部埠座置在閥站28上的先導埠34上並且可操作地連接到該先導埠，該先導埠通向歧管中的第二先導通道48，以對第二區域的剩餘部分進行供應。其餘埠59以期望的方式將站28上的埠36可操作地連接到控制閥。

現在參考圖6，如果期望先導壓力僅供給單個站28上的控制閥30，則修改夾置塊52使得去除貫通導管58。以這種方式，外部先導壓力僅供給單個閥站28並且與歧管塊中的第一先導通道46或第二先導通道48分離。下部埠39是盲孔並且密封埠34。

現在參考圖7至圖11，描述了用於歧管塊20的電路板60。電路板60具有第一邊緣62和第二邊緣64，該兩個邊緣在電路板的兩個面63和65上具有跡線觸點66。如圖11所示，標記為A或B的項(例如A1至A19和B1至B19)是指電路板60在每個邊緣62和64處的相應側A、B上的導線和觸點的位置。用V作為前綴進行標記的項(例如V1、V2等)是指電路從所示電路板60開始計數的下遊閥編號。在本電路板60上，僅前四個閥編號V1至V4連接到歧管塊20上的閥。其餘的閥線路V5至V32的組69具有僅從第一邊緣62處的跡線觸點66向下步進(step)到第二邊緣64處的跡線觸點66的跡線68。例如，在第一邊緣62處的位置A5處的V5下降到第二邊緣64處的位置A4以連接到後續板的位置A4處的V1觸點。在邊緣64處的頂部觸點位置A19、B19、A18和B18不連接到電路板上的任何導線。在該特定示出的電路板60中，V31指示使用該電路板的閥歧管被限於最多三十一個電磁閥。用於電路板線路的其他布局可提供更少或更多的電磁閥。

每個電路板具有安裝在其上的引腳連接器組72和73。對應於V1和V2的觸點A4和B4經由電路跡線75和77可操作地連接到引腳連接器組72。引腳連接器組72連接到第一站26處的控制閥30。引腳連接器組72和73還通過跡線79連接到與觸點A2連接的保護接地線PE。引腳連接器組72通過電路跡線81連接到跳線站(jumper station)70處的中間觸點76。此外，跡線觸點B3中連接在第一邊緣62上的標記為Vcom的一個跡線觸點還通過電路跡線83連接到電路板上的跳線站70處的觸點88。

電連接器22還在觸點86處連接到電路板60。觸點86通過電路跡線85通向跳線站70處的觸點84並通向引腳連接器組73的引腳。引腳連接器組73連接到閥站28處的控制閥30。以這種方式，電連接器22向在第二區域中的第二站28處的控制閥30供電。引腳連接器組73通過經由電路跡線87將連接器22連接到在第二邊緣64處的接觸跡線A3和B3處的輸出Zcom來完成電路，以為後續的歧管塊12供電。

分流器82可在如圖7所示的第一位置處或如圖8所示的第二位置處連接到跳線站70。如圖7所示，分流器82將觸點84與觸點76橋接。因此，來自電連接器22的電力傳遞到引腳組72以及供電引腳組73。在該位置中，閥站26和閥站28均通過電連接器22供電，並且可以說是處於相同的電區域或者通過相同的電供應裝置供電。觸點88打開，並且實際上Vcomn通過其跡線83不連接到該配置中的任何東西。

如果期望在先前區域中具有閥站26，即通過不同的電供應裝置供電，並且因此閥站28變為後續區域中的第一站，則分流器82移動到圖8所示的位置和圖11所示的虛線位置。在該位置中，Vcomn端子A3通過跡線83從觸點86連接到觸點76並且為引腳組72供電。因此，閥站26通過Vcomm從觸點88供電，而第二閥站28保持通過外部電連接器22經由到引腳連接器73的電路路徑85供電。電連接器22仍然通過電路路徑87可操作地連接到第二邊緣處的Zomm觸點，該觸點可以向歧管12中的下遊電路板提供電力。閥站26現在接收不同於閥站28的分離的電力和分離的先導壓力。因此，下遊歧管12在區域2中，並且還接收分區電力和分區先導壓力，直到另一區域開始。

當需要停用閥歧管的區域時，即需要關閉閥站28時，除關閉外部先導供應閥56之外，還可以關閉通過電連接器22的電力。因此，可以關閉區域2，而其餘區域1和3可以保持致動。如現在變得明顯的，每個區域可以獨立地開啟或關閉。例如，區域2可以斷開，而區域1和區域3均可以保持接通。每個區域中的控制閥30將不工作，除非供應來自先導供應閥56的先導壓力並且供應來自電連接器22的電力。因此，通過在關閉區域中使電力和先導壓力均停用，引入了冗餘方式(redundancy)以確保區域保持斷開。

現在參考圖12至圖17，修改的歧管塊120包括四個閥站，其中僅示出閥站126和閥站128。先導壓力蓋板152安裝在第一閥站上方，並且具有用於連接到先導供應閥(未示出)的外部先導埠154並具有通向先導入口141的通道155，該先導入口通向穿過歧管塊的橫向先導導管142。蓋板157安裝在第二閥站上方以密封v，並且示出了修改的電路板160。

歧管塊120具有外部電連接器122和在相應閥站處的各種埠140。所示閥站126和128可以安裝有控制閥30。呈球的形式的先導塞子150壓力配合到橫向先導導管142的端部中，以形成閥區域的開始部分並且防止與先前歧管塊及其先導導管142的連通。電連接器122如先前所述的電連接器22那樣類似地安裝。

控制電路板160如電路板60那樣類似地步進(step，分段設置)，以便為兩個閥站126和128提供雙電磁閥。可比的跡線和觸點以及跳線將具有與先前針對電路板60描述的那些相同的編號，並且將僅詳細解釋電路板60和160之間的差異。

邊緣64處的觸點端A3和B3處的Vcomn電力通過跡線183在觸點84處連接到跳線站70。跳線站70的中間公共觸點76通過跡線185連接到兩個引腳組72和73，並且通過跡線187連接到邊緣62處的Zcomn觸點B3和A3。電連接器122連接到端子186，並且通過跡線189在觸點88處連接到跳線站70。

如圖17所示，當期望具有通過電連接器122供應的電力時，分流器82移動到右側位置，並且在跳線站70處將觸點88與觸點76連接。以這種方式，兩個引腳組72和73通過端子186接收來自電連接器122的電力。如果在另一方面，當期望使站126和站128均從Vcomn線路接收電力時，分流器82被定位到在左側上所示的虛線位置。兩個引腳組72和73現在經由邊緣62處的Vcomn觸點A3和B3接收電力。以這種方式，電路板160提供了關於供給塊歧管120中的閥站126和128的電源的選擇。

在不脫離由所附權利要求限定的本發明的範圍和精神的情況下，其他變化和修改是可能的。