用于啟動結構元件的閥設備的制作方法

專利名稱：用于啟動結構元件的閥設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于啟動結構元件的閥設備，它具有三個入口轉換閥，可以將通過壓力載入的介質引導穿過這些入口轉換閥，這些入口轉換閥的流入側通過流入線路連接到壓力源，并且就流向來說相互平行地布置；和用于該結構元件的連接元件，該連接元件通過壓力線路連接到所有這些入口轉換閥的流出側。
背景技術：
這種類型的閥設備普遍已知。例如，將這些閥設備設計成具有三中取二轉換的自動停止擋塊，并且已知它們可用于例如觸發快速截流閥、尤其是燃氣輪機或蒸汽輪機的快速截流閥的快速截流。在此情況下，名稱“三中取二”表示，在所存在的三個信號通道中，必須至少致動其中的兩個信號通道才能觸發快速截流信號。關于這一點，特定來說，基于液壓的設備經證明是比較合適的，也就是說，用于觸發快速截流信號的控制介質通常是液壓油。
在已知的閥設備中，由于構造的原因，在需要時，也不可能檢測或監控設備中每個位置處的狀況或工作狀態。

發明內容
從現有技術出發，本發明的目的是提供一種用于啟動結構元件的閥設備，該閥設備提供監控設備中的每個單獨組件的可能。
該目的是通過具有權利要求1中以及具有權利要求11中所給出的特征的用于啟動結構元件的閥設備實現的。
因此，引言中所提及的這種類型的根據本發明的用于啟動結構元件的閥設備的特征在于受到介質作用的控制線路連接到壓力源；通過該控制線路，可以啟動三個轉換閥群組；將兩個轉換閥和上述入口轉換閥中的一個入口轉換閥分配給每個轉換閥群組；在每種情況下，在轉換閥群組和控制線路之間插入啟動閥，通過該啟動閥，使相應轉換閥群組中的轉換閥和入口閥的轉換動作變成可能；在介質的流出位置和連接元件之間布置三條介質流出線路，這三條線路就流向來說相互平行連接；在上述三條流出線路中的每條流出線路中串聯地布置兩個轉換閥；并且通過不同的啟動閥來致動每條流出線路的轉換閥。
這確保通過設備中的各個閥的機械布置來實現三中取二原理，使得根據本發明，可以檢測或監控各個閥的狀態和它們的物理狀況以及各個閥或各相連線路之間的壓力介質的所有所需狀態。這還確保可以監控任何想得到或想要的變量。在有利的改進中，將啟動閥設計成磁閥。
因此，閥設備的同樣尤其簡單的啟動變得可能。在此情況下，每個磁閥構成一個可以單獨啟動的啟動信號通道。在本實例中，存在三個通道，也就是說存在三種啟動可能性。如果這些通道中只有一個通道發生故障，那么三中取二原理確保根據本發明的閥設備仍處于操作就緒狀態。在此情況下，該通道是因為電故障還是因為液壓故障而發生故障就顯得不太重要了。
有利地，通過根據本發明的閥設備，可以實現普遍已知的故障保護原理，這是因為，例如，轉換閥、入口閥和/或啟動閥具有回復元件，特定來說是回復彈簧，當閥處于非工作狀態時，該回復元件使該閥保持處于或使該閥進入預定的閥位置，更確切地說是故障保護位置。
關于入口轉換閥，優選將它們設計成液壓閥，其“關閉位置”是處于非工作狀態時的位置。對于通常也是液壓驅動閥的轉換閥來說，其“打開位置”是處于非工作狀態時的位置，而對于磁閥來說，在每種情況下，電致動力都與回復元件相反地起作用，使得在停滯狀態，閥的回復元件同樣將閥轉移至非工作狀態時的位置。
本發明的主題的一個有利發展的特征是，將各個閥，更確切地說是將入口閥、轉換閥和啟動閥，布置在一個共同的外殼內。
因此，根據本發明，實現了尤其節省空間的布置。安裝得到簡化，并且將可能的安裝誤差降到最小。
為了評估閥設備的狀態，并且為了持續監控狀態，特定來說，在根據本發明的閥設備中的各個位置處提供壓力信號。
另外，為了設定閥設備內或閥設備的相應連接線路內的規定的流量和壓力，提供諸如節流隔膜、調節隔膜或其它閥之類的節流部件，使得可以采用尤其簡單的方式來調節根據本發明的閥設備。
另外，該目的是通過具有專利權利要求11中所指定的特征的用于啟動結構元件的閥設備實現的。
在此情況下，上述權利要求中所指定的特征具有提供根據本發明的閥設備的可能，該閥設備遵循四中取二、五中取二、四中取三、五中取三、六中取三等安全原理，也就是說，這些特征提供了根據安全規定的要求組織任何所需通道轉換的可能。通過這種類型的閥設備，還將實現根據本發明的優點。
從其它的從屬權利要求，可以收集到根據本發明的止動裝置的其它有利改進。


下文將參照附圖中所示的示范性實施例詳細解釋和描述本發明、本發明的有利改進和改良以及特定優點，附圖中圖1示出了處于工作狀態的觸發裝置的基本圖；以及圖2示出了處于觸發狀態的觸發裝置的基本圖。
具體實施例方式
圖1示出了觸發裝置10的圖解說明，在本實例中有三個信號通道可用，必須觸發其中兩個通道才能致動觸發裝置10。另外，在該實例中，基本上在單個裝置內實施各個閥、傳感器和管道，使得觸發裝置10具有尤其緊密且因此節省空間的構型。
觸發裝置10通過第一法蘭12連接到壓力源，該壓力源未在該圖中示出。本發明的如該圖所示的實施例是通過液壓系統實施的，使得例如通過液壓油泵確保壓力源。通過第一法蘭12處的與第一管道14的連接點向觸發裝置10供應液壓油。在此情況下，第一入口轉換閥16、第二入口轉換閥18和第三入口轉換閥20就流向來說并聯地連接到第一管道14。在此情況下，這些入口轉換閥16、18、20基本上具有兩個轉換位置，第一轉換位置如該圖所示，并將設計成“打開”，使得液壓油流過這些入口轉換閥16、18、20。第二轉換位置設計成“關閉”，它可因為存在于每個入口轉換閥16、18、20上的液壓缸22受到致動并且相應地改變閥位置而由入口轉換閥16、18、20設定。在此情況下，液壓缸22與彈簧(未在該圖中示出)相反地起作用，在液壓發生故障的情況下，尤其是在液壓缸22中存在壓力損失的情況下，該彈簧使入口轉換閥16、18、20進入預定的第一“打開”位置。
然后，液壓油從第一法蘭12經過第一管道14流到第一入口轉換閥16，并且流過第一入口轉換閥16，該第一入口轉換閥16的出口側連接到第二管道24的第一側，同時第二管道24的第二側將液壓油引導入收集管路26。在第一管道分支28處，帶有管道連接件的第一止回閥30布置在該第一管道分支和收集管路26之間。圖中用黑點強調了線路的分支或連接點。
在此情況下，第一彈簧式止回閥30確保液壓油只有在超過設定的最小壓力時才進入收集管路26，并且在管道中的相應壓力條件下，防止油與計劃的壓力下降相反地回流到第二管道24。從而實現系統的壓力安全措施。
在第一管道分支28和第一入口轉換閥16之間，布置了第一可調隔膜32作為節流部件。通過該第一隔膜32，在第二管道24中設定預定壓力，且因此設定通流量。在第一隔膜32的下游，布置了第一壓力傳感器34，用以測量第一隔膜32的下游處的壓力。
類似地，在第二入口轉換閥18和第三入口轉換閥20的后面也跟著其它的管道、隔膜和壓力傳感器，它們都將液壓油引導入收集管路26。但是，為了圖中清晰起見，這里省略了相應的參考符號。另外，收集管路26具有第二壓力傳感器36，用以測量壓力源的所有三個經由入口轉換閥16、18、20輸送的系統的所得壓力。此外，收集管路26還具有與連接元件的連接點38，該連接元件沒有更詳細示出，一般來說，可以將結構元件連接到該連接元件。在一個優選實施例中，該結構元件是快速截流閥，例如是燃氣輪機或蒸汽輪機的快速截流閥，該閥最終通過該連接元件接收調節信號。只要比壓力超過收集管路26中的比壓力且因此超過連接點處的比壓力，該快速截流閥便保持打開。在其它情形下，當收集管路26中的壓力下降到特定的預先固定的值時，該快速截流閥將關閉，特定來說將因為特定的預應力而運動至它的“關閉”位置。因此，快速截流閥可用作安全閥。
此外，第一管道14還在第二管道分支40處形成分支，它一方面分支到減壓閥42，另一方面又分支進入控制線路44。控制線路44將液壓油引導到第一啟動閥46、第二啟動閥48和第三啟動閥50，然后這些液壓油用作控制油。在此情況下，將這些啟動閥46、48、50設計成使得其用電磁啟動，這在圖中用相應符號52表示。在每種情況下，該驅動與彈簧54相反地起作用，在該驅動發生故障的情況下，彈簧54確保使這些啟動閥46、48、50進入構造誘導的位置，并將它們固定在該位置。
接下來，將參照第一啟動閥46更詳細地解釋啟動閥46、48、50的動作。將這設計成使得它通過一個轉換運動同時轉換兩條液壓線路。在該圖所示的實例中，對于第一轉換位置，在此情況下，將液壓油從控制線路44引導到第一輸送線路56，由此確保通過液壓油將壓力輸送至第一轉換閥60的第一控制缸58和第二轉換閥64的第二控制缸62。
壓力超過第一轉換閥60和第二轉換閥64的上游處的壓力的結果是，相應控制缸58、62使轉換閥60、64進入第一轉換位置。在此情況下，轉換閥60、64中的每個轉換閥都與彈簧相反地起作用，使得只有在壓力超過控制缸58、62的上游處的壓力時，才到達轉換閥60、64的該轉換位置。如果該系統中因任何原因發生壓力下降，那么相應轉換閥60、64因故障自動轉移到它的第二轉換位置，由此斷開經過該閥的液壓路徑。另外，在第一轉換閥60和第一啟動閥46之間的第一輸送線路56中插入第二減壓閥。特定來說，該減壓閥實現安全功能。
另外，第一入口轉換閥16的液壓缸22通過第二輸送線路57和第一啟動閥46連接到排放管路68，該排放管路68最終通向基本無壓的流出位置70，該流出位置70使得到達這個位置的液壓油再循環流入油系統。通常，該流出位置70又連接到壓力源，由此總的形成液壓油的閉合回路(沒有更詳細地示出)。另外，第二輸送線路57確保在第一啟動閥46的如圖所示的第一轉換位置，不會啟動液壓缸22，并且因此回復彈簧(未示出)使得第一入口轉換閥16進入如圖所示的轉換位置。
收集管路26通過第一排放線路72、第二排放線路74和第三排放線路76連接到排放管路68。在此情況下，在第一排放線路72中，第二轉換閥64和另一個由第二啟動閥48轉換的轉換閥串聯地安裝在該管道中。由此根據本發明確保，在第一排放線路72中，通過上述轉換閥，液壓油的通流可以在相對較高的壓力水平下在兩個位置從收集管路26流出并流入具有相對較低壓力水平的排放管路68。只有當兩個轉換閥的液壓缸都轉換至無壓并且因此打開時，才確保液壓油流出經過第一排放管路72。
相應地，在第二排放線路74中，同樣布置了兩個轉換閥，其中第一轉換閥由第二啟動閥48啟動，而第二轉換閥則由第三啟動閥50啟動。另外，第三排放線路76中的兩個相應轉換閥分別由第三啟動閥50和第一啟動閥46啟動。
通過該轉換確保并顯見，在每一情況下，每條排放線路72、74、76中的兩個轉換閥由三個啟動閥46、48、50中的其中兩個的各種組合啟動。對于轉換，這意味著，即使如果其中一個轉換閥發生故障且回復彈簧使其進入它的故障保護位置，并且因此斷開液壓油到/經過相應轉換閥的路徑，但在每條排放線路72、74、76中，仍存在第二轉換閥，它仍然阻斷液壓油的通流。此外，還確保在啟動閥46、48、50中的一個啟動閥發生故障時，不會使收集管路26中發生壓力下降。這是因為啟動閥46、48、50中的每個啟動閥總共啟動其中兩個轉換閥。但是，在每一情況下，這些轉換閥安裝在不同的排放線路72、74、76中，使得例如在第一輸送線路56中的壓力下降只起到這樣的作用，即，使第三排放線路76中的第一轉換閥60轉換至通路，并使第一排放線路72中的第二轉換閥64轉換至通路。但是，在排放線路72、76中，仍存在另一個轉換閥，它確保排放線路72、76保持關閉，并且在收集管路26中不會發生壓力下降。因此，根據本發明，確保三中取二原理的機械轉換。
另外，第一管道14還通過第一旁通線路78、第二旁通線路80和第三旁通線路82連接到排放管路68。這些旁通線路尤其用于便利地設定系統內的壓力條件。為此目的，在旁通線路78、80、82中在由“D”標識的位置處安裝諸如節流隔膜之類的節流部件84。因而可以采用尤其簡單的方式來設定這些節流部件上游處的壓力條件。在此情況下，第一旁通線路78連接到第一排放線路72，具體來說是連接在兩個轉換閥之間的管道部分中，安裝在第一旁通線路78中的兩個節流部件“D”布置在連接點的上、下游。另外，在所安裝的兩個節流部件之間，還布置了第三壓力傳感器86，它相應地測量兩個節流點之間的壓力，而且，根據相連管路的原則，它還測量第一排放線路72中的兩個轉換閥之間的壓力。通過在此形成的壓力水平，可以確定兩個轉換閥中的一個轉換閥是否打開，并由此得出關于系統或轉換閥中或者啟動閥發生相應故障或損壞的結論。但是，該圖中未示出為此目的所需的測量評估儀器以及其它測量和傳導技術(若適當)。
相應地，第二旁通線路80連接到第二排放線路74，而第三旁通線路82連接到第三排放線路76。但是，為了簡化起見，圖中未插入相應的參考符號。
圖2示出了觸發裝置10，其中，通過啟動閥46、48、50的相應啟動，已經使系統在連接點處轉換至無壓，從而確保與它相連的快速截流閥執行它的快速截流功能。因為該圖涉及與圖1相同的觸發裝置10，所以該圖中的相同組件使用上文所用的參考符號。但是，只給出了那些用于解釋該圖或解釋該圖與圖1的不同之處所需的組件的參考符號。
在本實例中，故意將啟動閥46、48、50轉換至停滯狀態，使得這些閥上的相應回復彈簧使這些閥進入預定的終點位置，即第二位置，并將它們固定在該位置。在此情況下，將啟動閥46、48、50的內部轉換配置成使得超過控制線路44中的壓力的壓力經由第一啟動閥46到達第二輸送線路57，從而向液壓缸22供應壓力，并且因此使第一入口轉換閥16進入使得經過第一管道14流到第二管道24的液壓油流中斷的位置。因為所有的入口轉換閥16、18、20都關閉第一管道14，所以總的來說防止了到收集管路26的壓力源。
另外，由于第一啟動閥46處于上述的閥位置，所以第一輸送線路56然后連接到排放管路68。這確保第一轉換閥60和第二轉換閥64或者它們的控制缸58、62無壓，使得閥中存在的回復彈簧同樣使這些轉換閥60、64進入第二位置，并將它們固定在該第二位置。在該位置，這些閥允許液壓油從收集管路26通過它們到達排放管路68。因為在每種情況下，在每條排放線路72、74、76中存在兩個轉換閥，所以使這兩個轉換閥都轉換至通路，使得液壓油可以從收集管路26通過它們進入排放管路68。根據本發明，此之所以實現是因為，使所有三個啟動閥46、48、50都轉換至停滯狀態，使得所存在的所有轉換閥都進入它們的第二位置，并將它們固定在該第二位置。
參考符號列表10觸發裝置12第一法蘭14第一管道16第一入口轉換閥18第二入口轉換閥20第三入口轉換閥22液壓缸24第二管道26收集管路28第一管道分支30第一止回閥32第一隔膜34第一壓力傳感器36第二壓力傳感器38連接點40第二管道分支42減壓閥44控制線路46第一啟動閥48第二啟動閥50第三啟動閥52符號54彈簧56第一輸送線路57第二輸送線路58第一控制缸60第一轉換閥
62第二控制缸64第二轉換閥66第二減壓閥68排放管路70流出位置72第一排放線路74第二排放線路76第三排放線路78第一旁通線路80第二旁通線路82第三旁通線路84節流部件86第三壓力傳感器
權利要求
1.用于啟動結構元件的閥設備，其具有三個入口轉換閥(16、18、20)，可以將通過壓力載入的介質引導穿過所述入口轉換閥，所述入口轉換閥的流入側通過流入線路(14)連接到壓力源，并且就流向來說相互平行地布置；和用于所述結構元件的連接元件(38)，所述連接元件(38)通過壓力線路(24、26)連接到所述所有入口轉換閥(16、18、20)的流出側，所述閥設備的特征在于受到所述介質作用的控制線路(44)連接到所述壓力源；通過所述控制線路(44)，可以啟動三個轉換閥群組；將兩個轉換閥(60、64)和所述入口轉換閥(16、18、20)中的一個入口轉換閥分配給每個轉換閥群組；在轉換閥群組和所述控制線路(44)之間各插入啟動閥(46、48、50)，通過所述啟動閥(46、48、50)，使相應的轉換閥群組中的所述轉換閥(60、64)和所述入口閥(16、18、20)的轉換動作變成可能；在所述介質的流出位置(70)和所述連接元件(38)之間布置三條就流向來說相互平行連接的用于所述介質的流出線路(72、74、76)；在所述三條流出線路(72、74、76)中的每條流出線路中串聯地布置兩個轉換閥(60、64)；并且通過不同的啟動閥(46、48、50)來致動每條流出線路(72、74、76)中的所述轉換閥。
2.如權利要求1所述的閥設備，其特征在于，所述介質是氣體或液體，尤其是油。
3.如權利要求1或2所述的閥設備，其特征在于，所述結構元件是快速截流閥或安全裝置。
4.如前述權利要求中任一權利要求所述的閥設備，其特征在于，所述啟動閥(46、48、50)是磁閥。
5.如前述權利要求中任一權利要求所述的閥設備，其特征在于，所述轉換閥(60、64)、所述入口閥(16、18、20)和/或所述啟動閥(46、48、50)具有回復元件，尤其是回復彈簧，當所述閥處于非工作狀態時，所述回復元件使所述閥保持處于或者使所述閥進入預定的閥位置。
6.如前述權利要求中任一權利要求所述的閥設備，其特征在于，所述轉換閥(60、64)、所述入口閥(16、18、20)和所述啟動閥(46、48、50)、或者轉換閥群組中的所述閥布置在共同外殼內。
7.如前述權利要求中任一權利要求所述的閥設備，其特征在于，在連接到入口轉換閥(16、18、20)的每條壓力線路中布置壓力傳感器(34、36、86)。
8.如前述權利要求中任一權利要求所述的閥設備，其特征在于，在每條流出線路中，在布置在相應流出線路中的所述兩個轉換閥(60、64)之間的線路部分中布置壓力傳感器(34、36、86)。
9.如前述權利要求中任一權利要求所述的閥設備，其特征在于在所述流入線路和所述流出線路之間布置三條旁通線路(78、80、82)，在每條旁通線路(78、80、82)中具有至少一個節流部件(84)；并且所述旁通線路(78、80、82)在所述轉換閥(60、64)和所述旁通線路(78、80、82)的所述流出位置之間的區域中連接到所述流出線路。
10.如前述權利要求中任一權利要求所述的閥設備，其特征在于在每一情況下，一條旁通線路(78、80、82)連接到一條流出線路；并且所述連接點布置在所述相應流出線路的所述兩個轉換閥(60、64)之間。
11.用于啟動結構元件的閥設備，其具有至少三個入口轉換閥(16、18、20)，可以將通過壓力載入的介質引導穿過所述入口轉換閥，所述入口轉換閥的流入側通過流入線路連接到壓力源，并且就流向來說相互平行地布置；和用于所述結構元件的連接元件，所述連接元件通過壓力線路連接到所述所有入口轉換閥(16、18、20)的流出側，所述閥設備的特征在于受到所述介質作用的控制線路連接到所述壓力源；通過所述控制線路，可以啟動第一數量的轉換閥群組；所述第一數量對應于所存在的入口閥群組的數量；將第二數量的轉換閥(60、64)和所述入口轉換閥(16、18、20)中的一個入口轉換閥分配給每個轉換閥群組；所述第二數量是通過將所述第一數量減去一個整數獲得，只要結果是數字2或是更大的數字；在轉換閥群組和所述控制線路之間各插入啟動閥(46、48、50)，通過所述啟動閥(46、48、50)，使所述相應轉換閥群組中的所述轉換閥(60、64)和所述入口閥(16、18、20)的轉換動作變成可能；在所述介質的流出位置和所述連接元件之間布置所述第一數量的用于所述介質的流出線路，所述流出線路就流向來說相互平行連接；在所述流出線路中的每條流出線路中串聯地布置第二數量的轉換閥(60、64)；并且通過不同的啟動閥(46、48、50)來致動每條流出線路中的所述轉換閥(60、64)。
全文摘要
用于啟動結構元件的閥設備具有可將壓力載入的介質引導穿過的三個入口轉換閥(16、18、20)，它們的流入側通過流入線路(14)連接到壓力源并在流向上相互平行地布置。閥設備還具有連接元件(38)，其通過壓力線路(24、26)連接到入口閥的流出側。受到介質作用的控制線路(44)連接到壓力源，其可以啟動三個轉換閥群組，每個轉換閥群組分配兩個轉換閥(60、64)和一個入口轉換閥。在轉換閥群組和控制線路(44)之間各插入啟動閥，以實現相應的轉換閥和入口閥的轉換動作。在介質的流出位置(70)和連接元件(38)之間布置三條在流向上平行連接的各串聯布置兩個轉換閥的介質流出線路，通過不同的啟動閥來致動每條流出線路中的轉換閥。
文檔編號F15B13/00GK1924368SQ20061012612
公開日2007年3月7日 申請日期2006年8月22日 優先權日2005年8月23日
發明者T·赫爾曼, W·瓦穆特 申請人:Abb專利有限公司