液壓執行機構的制作方法

液壓執行機構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于控制工藝流體流的閥門用的液壓執行機構，所述液壓執行機構具有由執行器操縱的、沿閉合方向預緊的閥門。所述執行器具有沿開啟方向作用的壓力腔室，所述壓力腔室通過三個平行的卸壓線路與低壓連接。根據本發明設有附加卸壓線路，所述附加卸壓線路能夠在檢測運行狀態中被導通。
【專利說明】液壓執行機構
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于控制工藝流體流的閥門(Armatur)用的液壓執行機構。
【背景技術】
[0002]文獻EP1413810A1公開了根據這種類型的在工藝流程中用于控制渦輪的燃氣或蒸汽供給或者用于控制工藝流(Prozessstrom)的工藝閥門的執行機構。這種執行機構通常具有伺服驅動裝置(Stellantrieb)，其在文獻EP1413810A1的主題中構造為電動螺桿傳動裝置。在燃氣渦輪機中，借助于這種執行機構可以調節用于控制燃氣供給的閥門的開口橫截面。在應急狀態下，例如在斷電或受到干擾時，該閥門應自動被調回，以便避免設備受到損害。為此在已知的技術方案中，螺桿傳動裝置配備有曲柄連桿機構(Kniehebelmechanismus),其在正常運行中，也就是說在供電充足的情況下被鎖定在拉伸位置(Strecklage)中，預緊彈簧張緊在所述拉伸位置中。在斷電時，鎖定機構(Verriegelungsmechanismus)松開曲柄杠桿,從而其通過預緊彈簧可從拉伸位置調回到其彎折位置，并且閥門根據調節行程調回到預先確定的基本位置、通常為閉合位置。
[0003]這種曲柄連桿機構要求顯著的設備技術花費，同時要求相對大的結構空間。
[0004]為消除這一缺陷，在 申請人:的文獻DE102009021668A1中公開了一種執行機構，其中通過調整驅動裝置操縱閥門并且通過開關驅動裝置操縱與其串聯布置的開關閥門。所述調整驅動裝置構造有應急操縱裝置，所述應急操縱裝置在斷電時關閉所述閥門。與上述實施方式不同，這種應急操縱裝置不是通過曲柄連桿機構實施，而是通過沿閉合方向作用到閥門上并且液壓地預緊的彈簧實施。在應急操縱裝置中，這種預緊壓力朝向低壓卸壓，從而所述彈簧能夠控制所述調整閥門。在斷電時，以相應方式還可以關閉所述開關閥門，從而幾乎排除渦輪或方法技術設備受損的可能。在文獻DE102009021668A1中所述的主題中，在通向低壓的卸壓線路中布置有電氣操縱的閥門，所述閥門朝向其開啟位置通過彈簧預緊，并且能夠電氣地切換到該卸壓線路被閉鎖的位置上。在斷電時，該卸壓線路相應地打開，從而彈簧自己可以松弛。
[0005]對這種液壓執行機構的要求在于，在運行過程中并且進一步在運行沒有受到影響的情況下應當檢查所述執行機構的應急功能性。在此應確定應急操縱裝置是否功能正常并且在斷電時是否可以關閉工藝閥門(Prozessarmatur)和/或開關驅動裝置。
[0006]在調整驅動裝置中，這種檢測的花費能夠相對較少，這是因為通過適當地觸發調整驅動裝置可以查詢部分行程檢測的應急功能性。在開關閥門中利用常規的執行機構難以實現這種部分行程檢測，這是因為其只能通過開關驅動裝置在開啟位置和閉合位置之間進行轉換。此后這種檢測也不能在渦輪或方法技術設備的運行過程中實現。

【發明內容】

[0007]與此相對地，本發明的任務是提供一種液壓執行機構，其中能夠以很少的花費檢測應急功能。[0008]該任務通過具有權利要求1所述特征的液壓執行機構得以完成。
[0009]本發明的其他的改進方案是從屬權利要求的主題。
[0010]根據本發明提供一種用于控制工藝流體流(Prozessfluidstrom)、例如潤輪的蒸汽流或燃氣流的閥門的液壓執行機構具有執行器，所述執行器例如是開關閥門的開關驅動裝置或調整驅動裝置的氣缸，所述執行器通過蓄能器朝向閉合位置被預緊。所述執行器具有沿開關閥門開啟方向作用的壓力腔室，所述壓力腔室通過主管路與所述蓄能器的作用方向相反地被施加開啟壓力，并且所述壓力腔室能夠通過三個平行的卸壓線路與低壓連接。在每個卸壓路徑中串聯地布置有上游的和下游的卸壓閥，其中所述卸壓閥為了關閉所述執行器能夠分別從閉鎖位置被調整到卸壓位置。根據本發明，除了該卸壓線路之外還構造有附加卸壓線路(Nebenentlastungspfad),所述附加卸壓線路在上游的和下游的卸壓閥的輸出接頭之間延伸，其中優選在附加卸壓線路部段中在兩個相鄰的卸壓閥之間分別布置至少一個具有較小的開口橫截面的噴嘴。如此構造觸發線路，從而為了進行部分行程檢測能夠將一個卸壓線路中上游的卸壓閥和另一個卸壓線路中下游的卸壓閥調節到卸壓位置。
[0011]通過這種技術方案，不論是開關驅動裝置的功能還是調整驅動裝置、例如能量氣缸(Energiezylinder)的功能都能得以檢測。
[0012]通過導通不同的卸壓線路(Entlastungspfad)中的兩個卸壓閥，并非導通本來的卸壓線路而是僅僅附加卸壓線路是有效的，其中通過至少一個噴嘴的較小的橫截面限制從開關閥門的開關壓力腔室朝向低壓的壓力介質體積流量，從而僅僅很少的壓力介質體積流量流出，但這也會導致執行器發生相對微小的、可測量的閉合運動。檢測到這種閉合運動，以便能夠證實其功能性。
[0013]因此這種附加卸壓線路能夠以簡單的方式探測出檢測運行過程中執行器的功能性，其中主管路中的壓力僅僅略微減少。
[0014]在本發明的一種優選的實施例中，在兩個相鄰的卸壓閥之間的每個附加卸壓線路中依次連接上至少兩個噴嘴。通過這種方式，該噴嘴還能夠具有足夠的橫截面，所述橫截面一方面要大到不會被堵塞，另一方面通過兩個噴嘴的串聯能夠隨著相應較小的壓力介質流而實現足夠的壓力降。
[0015]在本發明的一個實施例中，一個卸壓線路中上游的卸壓閥和另一個卸壓線路中下游的卸壓閥能夠通過共同的卸壓控制閥與低壓連接，以便將相應卸壓閥從其閉鎖位置轉換到其貫通位置。
[0016]正如已經提到的那樣，所述執行器例如能夠是開關閥門的開關驅動裝置或者也可以是調整閥門的調整驅動裝置。
[0017]根據本發明優選的是，調整閥門與開關閥門串聯地布置，所述調整閥門通過調整驅動裝置成比例地調節，其中所述調整閥門構造有應急操縱裝置，所述調整閥門在受到干擾時可以通過所述應急操縱裝置被調回到基本位置、優選閉合位置中。能夠通過接通電氣操縱的開關閥門來觸發這種應急操縱裝置。在一種實施例中，這種應急操縱裝置也能夠不依賴于閥門地通過應急功能閥來觸發，所述應急功能閥能夠通過控制壓力進行切換。
[0018]能夠通過開關驅動裝置上的控制管路獲取這種控制壓力。
[0019]在一種特別優選的實施例中，所述控制管路將應急功能閥的控制腔室與開關驅動裝置的主管路連接，其中在所述控制管路中布置有控制轉換閥，所述控制轉換閥朝向貫通位置被預緊并且能夠朝向無泄漏的閉鎖位置進行切換。
[0020]在本發明的一種實施例中，所述執行器是氣缸，所述氣缸例如是調整驅動裝置的能量氣缸或者應急操縱裝置的耦合裝置的一部分，其中所述耦合裝置與電氣的、電動液壓的或者液壓的驅動裝置作用連接。
[0021]在本發明的一種實施例中，使用邏輯閥作為卸壓閥和/或應急功能閥。
[0022]用于預緊開關驅動裝置的蓄能器優選構造為開關彈簧。
[0023]所述執行機構的觸發線路(Ansteuerschaltung)可以構造有比例閥，通過所述比例閥可以調節壓力腔室中的壓力。所述比例閥能夠液壓地被預緊到基本位置，在所述基本位置中所述壓力腔室與低壓連接。
[0024]在本發明的一種實施例中，根據位置調節所述調整驅動裝置的氣缸。
[0025]當一個卸壓線路、即所謂的主卸壓線路中的卸壓閥的額定尺寸大于其他卸壓線路中的卸壓閥的額定尺寸時，所述執行機構能夠特別地特別緊湊地構造。在此需要考慮的是:在使用更小的額定尺寸時，具有更小的額定尺寸的相應卸壓閥的關閉時間可能出現略微的延遲。
[0026]如果為了觸發調整驅動裝置使用所述執行機構，則構造有壓力腔室的氣缸能夠是應急操縱裝置的耦合裝置的一部分，所述耦合裝置與驅動裝置處于作用連接。在具體描述的技術方案中，所述驅動裝置構造為電動液壓驅動裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]下文借助于附圖進一步解釋本發明的優選的實施例。附圖示出:
[0028]圖1是根據本發明的執行機構的明顯簡化的線路圖，所述執行機構具有調整閥門和開關閥門；
[0029]圖2是工業用蒸汽渦輪機的液壓執行機構的具體技術方案的線路圖；
[0030]圖3是圖2所示的伺服驅動裝置的調整驅動裝置的單體示圖；
[0031]圖4是圖2所示的電動伺服驅動裝置的開關驅動裝置的單體示圖；
[0032]圖5是調整閥門的執行機構的線路圖；并且
[0033]圖6是帶有電動液壓驅動裝置的調整閥門的執行機構的另一個實施例。
【具體實施方式】
[0034]下文首先通過一個實施例解釋本發明，其中根據本發明所述的執行機構用于調節蒸汽渦輪機的蒸汽體積流量。但原則上，根據本發明的執行機構通常應用在控制工藝流體的閥門中、應用在管線中、應用在化學設備中、應用在壓力改變工位和壓力分配工位中或者還可以通常性地應用在以下裝置中，即該裝置出于安全考慮在出現干擾時候必須復位到預先確定的工作位置，其中然后使用所儲存的用于復位的能量。此處指的是線性的或旋轉的運動。
[0035]圖1示出了明顯簡化的蒸汽渦輪機1，其蒸汽體積流量可以通過帶有調整閥門4和開關閥門6的、根據本發明所述的執行機構2進行調節。調整閥門4的操縱通過調整驅動裝置8實現，而通過調整驅動裝置8可以成比例地調節調整閥門的開口橫截面，以便調節蒸汽渦輪機1的蒸汽供給。所述調整驅動裝置8基本上由調整氣缸10組成，而所述調整閥門4的閥體可通過該調整氣缸10進行調整。在受到例如斷電的干擾的情況下，所述調整閥門4無法通過該調整氣缸10被直接調回，這是因為它通過下文將進一步詳細解釋的電接通的閥和電驅動的泵來供給壓力介質。在根據本發明的伺服驅動裝置中，通過基本上由彈簧蓄能器組成的應急操縱裝置12可以實現復位，所述彈簧蓄能器通過所述調整氣缸10以液壓方式被預緊。在斷電時，解鎖所述應急操縱裝置12的彈簧蓄能器，從而所述調整閥門4回到其閉合位置。為避免位于最終位置中的調整閥門4的過度加速，所述調整閥門4配備有緩沖裝置16，而通過該緩沖裝置16可減緩所述閥門在最終位置的范圍中的運動。
[0036]借助于開關驅動裝置18調整開關閥門6。在蒸汽渦輪機正常運行時，該開關閥門保持在其開啟位置，而在斷電時，該開關閥門6通過所述開關驅動裝置18移動到閉合位置，從而經由蒸汽管路21的蒸汽供給被阻斷。由此經由蒸汽管路21的蒸汽供給通過兩個彼此獨立運行的裝置被阻斷，在所述實施例中，所述開關驅動裝置18基本上由彈簧蓄能器20組成，所述彈簧蓄能器通過活塞22被預緊。所述活塞就其方面來說沿預緊方向由壓力腔室24中的壓力加載。在受到干擾時，所述壓力腔室24與低壓連接，從而所述開關閥門6通過所述彈簧蓄能器20的力從開啟位置調節到閉鎖位置。
[0037]圖2示出了這種執行機構的細節的線路圖，所述執行機構帶有由所述調整驅動裝置8操縱的調整閥門4以及與其串聯布置的、未示出的且由所述開關驅動裝置18操縱的開關閥門。
[0038]所述調整驅動裝置8和開關驅動裝置18通過控制管路26連接，下文將詳細解釋所述控制管路的功能。
[0039]圖3示出了用于所述調整閥門4的調整驅動裝置8的單體示圖。
[0040]所述調整驅動裝置8的基本原理和單個功能在已公開的專利申請文件DE102010011516.9已知，從而下文僅描述了為理解所述調整驅動裝置8的功能所必需的構件及其功能，此外還參考了上述專利申請文件所公開的內容。該 申請人:認為，只要其有助于理解，那么可以適當地接受該專利申請的各個段落。
[0041]所述調整驅動裝置8的調整氣缸10具有位置固定地布置的氣缸28，其中容納有閥門活塞30和夾緊活塞32。所述閥門活塞30在其從氣缸28中凸出的端部部段上支承所述調整閥門4的閥體34，所述閥體34朝向閥座36調整至關閉。
[0042]兩個活塞30、32分別具有一法蘭，在所述法蘭上支撐有所述彈簧蓄能器20的彈簧。如果兩個活塞30、32以其活塞盤(Kolbenbund)38、40如圖3所示的那樣彼此貼靠，那么所述彈簧蓄能器20最大程度地被預緊。這兩個活塞盤38、40與氣缸隔板(Zylinderzwischenboden) 一起限定了兩個壓力腔室42、44，所述壓力腔室基本上構造有相同的端面。
[0043]所述夾緊活塞32構造為空心活塞并且與氣缸銷栓48和金屬板46 —起限定兩個夾緊腔室(Spannraum)50、52，所述夾緊腔室構造有比其他兩個壓力腔室42、44更小的橫截面面積并且分別通過夾緊管路(Spannleitung)54、56與調整閥58、60的工作接頭A連接。所述兩個調整閥58、60構造為可以電氣操縱的兩位兩通換向閥，并且通過彈簧被預緊到所示出的基本位置，在該基本位置處，夾緊管路54與壓力管路62連接并且夾緊管路56與輸入管路64連接。所述壓力管路62連接在液壓機66的一個接頭上，輸入管路64與所述液壓機66的另一個接頭連接，這樣就形成一封閉的回路，經由該回路通過調整夾緊活塞32通過液壓機66能夠調節所述調整閥門的開口橫截面。所述液壓機66可作為泵或液壓馬達被驅動并且設有逆向旋轉方向，并且通過例如電動機68驅動裝置被驅動。
[0044]所述壓力管路62和輸入管路64分別通過朝向壓力管路62或者說輸入管路64打開的抽吸閥(Nachsaugventil)73、72為了抽吸壓力介質而與低壓蓄能器70連接。從所述輸入管路64分岔出一通向壓力腔室42的壓力管路74。在該壓力管路74種布置有一止回閥76，所述止回閥朝向所述輸入管路64閉鎖。
[0045]另一個壓力腔室44通過卸壓管路78與閥門80的工作接頭連接。在所示實施例中，所述閥門構造為兩位三通換向閥并通過電磁體被預緊到所示的接通位置(Schaltposition)，而所述卸壓管路78在該接通位置中與通道82連接，其一方面被連接在所述閥門80的壓力接頭P上，并且另一方面通向壓力管路62，其中此外可以阻止通過另一個抽吸閥從通道82到壓力管路62的回流。所述通道82還與壓力管路74構成壓力介質連接，從而兩個壓力腔室42、44在該閥門80的所示的接通位置中彼此連接。與閥門80平行地構造有布置在旁通通道88中的、能夠解鎖的止回閥86，而該旁通通道88 —方面通向卸壓管路78并且另一方面通向通道82。所述止回閥86可以通過噴嘴90下游的壓力(沿卸壓方向看)在卸壓管路78中解鎖。
[0046]所述閥門80的儲箱接頭T在所示的接通位置中與蓄能器通道81連接，而該蓄能器在抽吸閥72、73之間通向與低壓蓄能器70連接的管路部段(Leitungsabschnitt)。從壓力管路74中分岔出一限壓通道92，在所述限壓通道中布置有限壓閥94，所述限壓閥沿開啟方向由通道82中的壓力加載并在通道82中超過最大壓力時導通與蓄能器通道81的壓力介質連接。
[0047]在無電接通該閥門80時，所述閥門通過彈簧的力被預緊到基本位置，在所述基本位置中閉鎖壓力接頭P并且工作接頭A與蓄能器通道81連接，然后與之相應地，所述壓力腔室44通過該噴嘴90朝向低壓卸壓。
[0048]在所述噴嘴90的下游(沿卸壓方向)，從卸壓管路78中分岔出一控制通道96，所述控制通道通向構造為邏輯閥的旁通閥98的控制腔室，從而其通過卸壓管路78中的壓力沿閉合方向被預緊。所述旁通閥98的端側的接頭A通過另一個噴嘴100與蓄能器通道81連接，所述旁通閥98的徑向接頭B通過另一個控制通道102在所述噴嘴90上游與卸壓管路78連接。正如下文將詳細解釋的那樣，壓力介質在所述閥門80的彈簧預緊的基本位置中從壓力腔室44中流出，從而在所述噴嘴90上方將出現沿開啟方向作用到所述旁通閥98上的壓力差，從而相對于預緊彈簧的力打開旁通閥98，進而通過兩個控制通道102、100導通平行的卸壓流動路徑，其中所述卸壓流動路徑不經過所述噴嘴90，從而閉合運動比通過所述噴嘴90流出的速度更快。至此所述調整驅動裝置8的結構基本上與上述的、根據已公開的專利申請文件中所描述的情況一致。
[0049]根據圖3所示的調整驅動裝置的特點如下，與閥門80平行地設置一應急功能閥104，所述應急功能閥同時構造為邏輯閥并通過弱彈簧預緊在其所示出的基本位置中，在該基本位置中接頭A被相對于徑向接頭B閉鎖。所述接頭A通過低壓通道106和噴嘴108與所述蓄能器通道連接。所述應急功能閥104的徑向接頭B通過管路110和控制通道102在所述噴嘴90的上游(沿卸壓方向)與所述卸壓管路78連接。沿閉合方向作用的控制腔室與上述控制管路26連接，在所述控制管路中布置有一構造為兩位兩通換向閥的控制轉換閥112，該控制轉換閥通過彈簧預緊在所示出的基本位置處，而在該基本位置中，應急功能閥104的控制腔室與控制管路26的壓力介質連接被導通。所述控制轉換閥112可以電氣地切換到閉鎖位置，在所述閉鎖位置中，所述控制管路26相對于應急功能閥104無泄漏地閉鎖。
[0050]根據在上述專利中請文件中描述的原理，通過液壓機66經過多次泵壓和抽吸來自低壓蓄能器70的壓力介質來為所述調整氣缸10的上述壓力腔室施加壓力。通過液壓機66夾緊彈簧蓄能器20，其中將壓力介質輸送到夾緊腔室50中。為了調整閥體34，將壓力介質輸送到夾緊腔室50中并且從另一個夾緊腔室52中壓出壓力介質。所示閥門80在此電氣切換至其所示出的接通位置，從而壓力介質從縮小的壓力腔室44被壓出至另一個相應增大的壓力腔室42。
[0051]在受到例如斷電的干擾時，上述閥是無電的，從而所述閥門80被切換至其彈簧預緊的位置中，在所述彈簧預緊的位置中，接頭A和T彼此連接。然后壓力介質從壓力腔室44流出到低壓蓄能器70，其中閥門活塞30的運動由彈簧蓄能器20支持。在這種卸壓過程中，壓力介質經由噴嘴90流動，從而上述的壓力差開啟旁通閥98，并且導通另一個通向低壓蓄能器70的卸壓流動路徑。按照預先確定的路徑，閥體34安放在閥座36之上，從而所述蒸汽管路21被閉鎖。在斷電時，所述控制轉換閥112也被切換到貫通位置(Durchgangsstelle)，從而開啟通向應急功能閥104的控制腔室的控制管路26。如果如下文將詳細描述的那樣，在控制管路26中存在低壓，那么相應地通過沿開啟方向作用的壓力在所述噴嘴90的上游開啟應急功能閥104，從而通過管路110和低壓通道106導通另一個卸壓流動路徑。
[0052]下文根據圖4描述了所述開關驅動裝置的結構。
[0053]所述開關驅動裝置18具有開關氣缸114，所述開關氣缸的開關殼體116操縱開關閥門的未示出的閥體。所述開關氣缸114的位置固定的開關活塞22通過開關彈簧118沿所述開關閥門的閉合位置的方向被加載。所述開關殼體116限定開關壓力腔室120，所述開關壓力腔室沿開啟所述開關閥門6的方向加載所述開關殼體116進而反作用彈力。因此，在卸載壓力腔室120的壓力時，彈簧118起作用并且關閉開關閥門6，從而閉鎖蒸汽管路21。
[0054]另一方面通向供給管路124的主管路122也通向開關壓力腔室120，其中在主管路122中設有止回閥126，所述止回閥允許壓力介質朝向開關氣缸114流動，并且阻止壓力介質從開關氣缸朝向供給管路124流動。所述供給管路124通過另一個相同方式布置的止回閥128連接到開關泵(Schaltpumpe) 130的壓力接頭上，所述開關泵例如是電氣操縱的并且其抽吸接頭130通過抽吸管路132連接到開關低壓蓄能器134上。所述供給管路124朝向低壓閥136的接頭A分岔，該低壓閥136在彈簧預緊的基本位置(圖4)中將工作接頭A與儲箱接頭T連接，而所述儲箱接頭T在該處連接到儲箱管路138上。所述供給管路122中的壓力通過限壓閥140受到限制，在超過預先調節的最大壓力時，所述限壓閥140導通與儲箱管路138的壓力介質連接。所述低壓閥136可以電氣地調節至開關位置，其中與儲箱管路138的壓力介質連接被閉鎖。所述低壓閥136在所示出實施例中構造為換向中心閥(ffegesitzventil)。
[0055]如圖4所示的線路圖的特點如下，即壓力腔室120可以通過總共三個卸壓線路142、144、146與開關低壓蓄能器134連接，以便關閉開關閥門6。在每個卸壓線路142、144、146中布置兩個串聯連接的卸壓閥148、150、152、154、156、158，通過所述卸壓閥能夠導通從主管路122和相應的卸壓線路142、144、146到與開關低壓蓄能器134連接的排出管路160的壓力介質連接，所述排出管路160與抽吸管路132連接。每個卸壓閥148至158都構造為邏輯閥。三個卸壓閥150、154、158以其接頭A分別通過一金屬板(Blende) 162、164、166與主管路122連接。所述卸壓閥150、154、158的徑向接頭B與配屬的卸壓閥148、152或156的接頭A連接。于是，其徑向接頭B在其側面連接到排出管路160上。所述卸壓閥148至158通過相對較弱的彈簧朝向其閉合位置預緊。在控制腔室168、170、172、174、176、180中，控制壓力以相同方向作用。在所述控制腔室168至180中的控制壓力分別通過一配屬于卸壓線路142、144、146的卸壓控制閥182、184或186確定。所述卸壓控制閥分別構造為兩位三通換向閥并且通過彈簧預緊在其基本位置處，在所述基本位置中，控制接頭A分別與儲箱接頭T連接，所述儲箱接頭T在該處與開關低壓蓄能器134處于壓力介質連接。每個卸壓控制閥182、184、186都可以電氣地切換到這樣一個位置，即其中接頭A和壓力接頭P連接，所述壓力接頭P在該處與供給管路124進而與開關泵130的壓力接頭處于壓力介質連接。所述卸壓控制閥182的工作接頭A通過控制管路與控制腔室168和174連接。所述卸壓控制閥184的控制接頭A通過控制管路與控制腔室172和180連接，并且第三卸壓控制閥186的控制接頭A隨后也相應地與余下的控制腔室170和176連接。換句話說，位于不同卸壓線路中的卸壓閥的控制腔室分別通過一卸壓控制閥182、184、186被加載低壓或高壓(泵壓力)。通過這一方式構成液壓的“三取二線路”，由此確保了即使在卸壓控制閥182、184、186或卸壓閥148至158其中之一故障時仍能保證在干擾狀態下的正常的關閉。
[0056]在斷電時，卸壓閥182、184、186通過其相應的開關彈簧的力調回其基本位置，在所述基本位置中，導通朝向開關低壓蓄能器134的卸壓流動路徑，從而所述壓力介質從開關壓力腔室120通過三個上述的卸壓線路142、144、146流出，以接通壓力蓄能器，從而開關閥門通過所述開關彈簧118的力切換到其閉鎖位置。這種接通過程進行地相當快，其中為了避免出現猛烈的接通撞擊，不僅開關閥門6而且調整閥門4可以分別構造有最終位置緩沖。如圖4所示，所述控制管路26通過分接管路(Abgreifleitung)188與主管路122連接，這樣與之相應地在開啟控制轉換閥112時，則在應急功能閥104的控制腔室中存在泵壓力(高壓)或低壓。與之相應地，在卸載開關壓力腔室120的壓力時，所述應急功能閥104也被打開，從而與閥門80的觸發無關地將所述調整閥門4朝向其關閉位置調節。所述開關閥門和調整閥門關閉過程的在時間上的先后順序可以例如通過控制轉換閥112來確定。
[0057]根據在圖3中的示圖所示，用于調整驅動裝置的控制管路26內部的油量實際上被隔絕，這是因為其僅僅延伸到應急功能閥104的控制腔室。
[0058]開啟順序可以通過適當地設計上述控制元件的方式來確定，其中例如通過使用帶有緩沖銷栓的料筒閥(Cartridge-Ventil)來如此調節氣門開關性能(Ansprechverhalten)，從而開啟在開關閥門之前的調整閥門4。
[0059]根據本發明的開關驅動裝置的功能性可以通過部分行程檢測實現。
[0060]為了也可以在開關驅動裝置18中執行這種部分行程檢測，在(沿卸壓方向看)上游布置的卸壓閥150、154、158的輸出接頭B通過附加卸壓線路190彼此連接，其中分別在附加卸壓線路190中相鄰的卸壓閥150、154或154、158之間布置兩個串聯連接的噴嘴192、194或196、198。該噴嘴具有例如0.8mm的、相對較小的開口橫截面。但該開口橫截面足夠大到可能阻止噴嘴由于包含壓力介質中的臟物而被阻塞。另一方面，通過兩個前后連接的噴嘴192、194或196、198所造成的壓力損失大到僅有很少的壓力介質可以流出。為了執行部分行程檢測，卸壓控制閥182、184、186其中之一切換至其基本位置，在所述基本位置中，相應的接頭A與儲箱接頭T連接。如果例如所述卸壓控制閥182被調節到在圖4中所示的位置，并且另兩個卸壓控制閥184、186由于電磁開關(Schaltmagnet)的通電而被切換到接通位置，從而被朝向低壓的兩個卸壓閥148、154的控制腔室168和174卸壓，其他卸壓閥150、152、158、156在其閉鎖位置中保持預緊。此后，通過這一切換，壓力介質從開關壓力腔室120通過主管路122、金屬板164、導通的卸壓閥154、附加卸壓線路190的兩個噴嘴192、194以及通過同樣導通的、下游的卸壓閥148流出到排出管路160進而流出到低壓蓄能器134。由于兩個金屬板192、194的橫截面較小，因此流出的壓力介質量非常少，從而主管路122中的壓力僅發生不重要的變化。但這種壓力介質流動足夠通過開關彈簧118的力移動開關殼體116，從而可以發現和檢測其應急功能。這種部分行程檢測能夠以相應的方式，通過切換其他兩個卸壓控制閥184、186其中之一來實現。
[0061]在所示出的變型方案中，所述附加卸壓線路190構造在上流的卸壓閥150、154、158上。原則上，該附加卸壓線路190也可以如在圖4下部用虛線示出那樣，其將下游的卸壓閥148、152、156的輸出接頭B連接。
[0062]在上述實施例中，所述液壓執行機構被闡釋為開關驅動裝置。如在開頭提到的，所述執行機構也能夠以相應方式應用在調整驅動裝置中。
[0063]圖5示出了調整驅動裝置的實施例，其具有上述的三取二線路和部分行程檢測。下文將要描述的技術方案符合對1001D-Architektur的要求并且也能夠在例如SIL2 (依照IEC61508或IEC61511的)的安全范圍內應用。
[0064]在如圖5所示的實施例中，執行器被構造為所謂的能量氣缸200，正例如在文獻DE10152414A1中所描述的那樣。其能夠是簡單作用的氣缸，所述氣缸具有沿開啟方向作用的調整壓力腔室202，在所述調整壓力腔室中可以通過按比例調節的調整閥204來調節壓力，以便調節與閥體34連接的調節活塞206。其通過調整彈簧或應急彈簧208沿閉合方向被預緊。所述能量氣缸200構造有行程測量系統210，從而可以調整閥體34的位置。
[0065]所述調整閥204可以通過比例電磁鐵212、214被移出中心的閉鎖位置。所述調整閥204的壓力接頭P與壓力管路216連接，在所述壓力管路中布置有過濾機構218。所述調整閥204的儲箱接頭T與儲箱管路220連接。所述調整閥204的輸出接頭B與主管路處于壓力介質連接，所述主管路122與之前描述的主管路具有相同功能進而設有相同的附圖標記。所述主管路122通到調整壓力腔室202。所述能量氣缸200的另一個壓力腔室222通過卸壓管路224與儲箱管路220連接。該儲箱管路220可以通到敞開的儲箱或者連接到低壓蓄能器(如圖4所示)上。
[0066]能夠以與在開頭描述的實施例相同的方式進行部分行程檢測，其中所述執行機構基本上相同地構造。因此為了簡化，此處使用與上述實施例相同的附圖標記。因此設有三個卸壓線路142、144、146，其中在每個卸壓線路中設有兩個卸壓閥，也就是在現有實施例中設置卸壓閥148至158。另外附加卸壓線路190還帶有金屬板192至198。卸壓閥的接通根據上述實施例進行，也就是說所述卸壓閥142、144、146的輸入接頭A與主管路122處于壓力介質連接。其輸出接頭B與相應配屬的其他卸壓閥148、152、156的輸入接頭B連接，并且其輸出接頭B分別通到儲箱管路220中。所述卸壓閥如上述實施例那樣分別構造為二通安裝閥(Einbauventil)，其中在如圖5和圖6的圖中示出相應的控制蓋板226，其在圖4中沒有示出。通過所述控制蓋板，形成與相應配屬的卸壓控制閥182、184、186的壓力介質連接，通過所述卸壓控制閥182、184、186可以控制卸壓閥的相應的控制腔室中的控制壓力。也就是說，通過卸壓控制閥182、184、186，相應卸壓閥142、144、146、148、152、154、156的控制腔室或者可以與儲箱管路220連接，或者也可以與引導高壓的主管路122連接，關于這一點與上述實施例相同，因此在此不再贅述。
[0067]與開關氣缸114的上述實施例類似，在圖5所示的實施例中，所述能量氣缸200可被卸壓，然后通過調整彈簧208的力移動到應急位置(閥門關閉)中。
[0068]在檢測模式中，通過金屬板192、194、196、198能夠流出很少的、能夠以不同方式檢測出的壓力介質流。
[0069]一種技術方案是，盡可能將所述調整閥204調節到關閉位置(如圖5所示的基本位置)。然后在此通過行程測量系統210檢測到所述能量氣缸200緩慢移出(Ausfahren)(典型的部分行程檢測)。
[0070]另一種技術方案是，繼續促動用于能量氣缸200的位置調節電路，并通過該調節電路保持閥體34的位置。然后探測在該位置調節電路中增大的調節誤差。此外在接通到模塊中的情況下，同樣可以探測該能量氣缸200的修正移動，進而可以得到符合規定的功能的結論。
[0071]關于根據圖5所示的執行機構的另一種準確的結構可以參照圖4的實施方式。
[0072]圖6最后示出了圖5所示實施例的變型方案，在其中同樣為調整閥門4配備執行機構，這些都按照圖1所示出情況實施，并且具有帶有調整氣缸10的電液壓的伺服驅動裝置，所述調整氣缸的兩個壓力腔室228、230與電氣操縱的泵的接頭A、B在閉合回路中連接，其中在每個泵管路234、236中設有截止閥238、239，所述截止閥能夠電氣地被調整到閉鎖位置。較早的專利申請文件DE102010011516.9公開了這種調整閥門4的基本結構，因此不再贅述。根據所述泵232的輸送方向，沿閥體34的開啟方向和閉合方向調節該調整氣缸
10。所述調整氣缸10通過耦合裝置240與閥體34處于作用連接。該耦合裝置240通過兩個彼此分開構造的閥門242、244形成，其中左側的活塞242 (按照圖6的視圖)與所述調整氣缸10的活塞連接，而右側的活塞244與閥體34連接。該活塞242限定了在圖6的示圖中沒有示出的壓力腔室246，而活塞244限定了沿閥體34的開啟方向適配的壓力腔室，所述壓力腔室相當于圖5所示壓力腔室202。在圖6的示圖中體積最小的壓力腔室246通過分岔的壓力分支管路248與泵管路234、236連接，其中通過兩個并聯連接的止回閥250、252獲取高壓所述壓力分支管路248中的壓力進而泵管路234、236中的壓力通過限壓閥253得以限定。
[0073]通過與上述實施例相同的方式進行部分行程檢測，也就是說，所述壓力腔室202可以通過三個卸壓線路142、144、146和附加卸壓線路190與卸壓閥148和金屬板192、194、196、198—起實施。在圖6所示的實施例中，分別為相應壓力側的卸壓閥150、154、158和低壓側的卸壓閥148、152、156配備一共同的控制蓋板(Steuerdeckel) 226。正如在上述實施例中描述的那樣，所述卸壓閥142、144、146的輸入接頭A與通向壓力腔室202的主管路122連接。所述卸壓閥的輸出接頭B與相應配屬的低壓側的卸壓閥148、152、156的輸入接頭A連接，其中其輸出接頭B通向儲箱管路220。
[0074]在應急功能中通過應急彈簧254調整閥體34，所述應急彈簧的功能與圖5所示的實施例中的調整彈簧208相符。
[0075]再次分別通過一配屬于卸壓線路142、144、146的卸壓控制閥182、184、186來觸發卸壓閥148至158。
[0076]本發明公開了一種用于控制工藝流體流的閥門用的液壓執行機構，所述液壓執行機構具有由執行器操縱的、沿閉合方向預緊的閥門。所述執行器具有沿開啟方向作用的壓力腔室，所述壓力腔室通過三個平行的卸壓線路與低壓連接。根據本發明設有附加卸壓線路，所述附加卸壓線路能夠在檢測運行狀態中被導通。
[0077]附圖標記列表:
[0078]1蒸汽渦輪機
[0079]2執行機構
[0080]4調整閥門
[0081]6開關閥門
[0082]8調整驅動裝置
[0083]10調整氣缸
[0084]12應急操縱裝置
[0085]16緩沖裝置
[0086]18開關驅動裝置
[0087]20彈簧蓄能器
[0088]21蒸汽管路
[0089]22開關活塞
[0090]24壓力腔室
[0091]26控制管路
[0092]28 氣缸
[0093]30閥門活塞
[0094]32夾緊活塞
[0095]34 閥體
[0096]36 閥座
[0097]38活塞盤
[0098]40活塞盤
[0099]42壓力腔室
[0100]44壓力腔室
[0101]46 隔板
[0102]48氣缸銷栓
[0103]50夾緊腔室
[0104]52夾緊腔室
[0105]54夾緊管路
[0106]56夾緊管路[0107]58夾緊閥
[0108]60夾緊閥
[0109]62低壓管路
[0110]64輸入管路
[0111]66液壓機
[0112]68電動機
[0113]70低壓蓄能器
[0114]72抽吸閥
[0115]73止回閥
[0116]74壓力管路
[0117]76止回閥
[0118]78卸壓管路
[0119]80 閥門
[0120]81蓄能器通道
[0121]82 通道
[0122]84抽吸閥
[0123]86截止閥
[0124]88旁通通道
[0125]90 噴嘴
[0126]92限壓通道
[0127]94限壓閥
[0128]96控制通道
[0129]98旁通閥
[0130]100控制通道
[0131]102控制通道
[0132]104應急功能閥
[0133]106低壓通道
[0134]108 噴嘴
[0135]110 管路
[0136]112控制轉換閥
[0137]114開關氣缸
[0138]116開關殼體
[0139]118開關彈簧
[0140]120開關壓力腔室
[0141]122主管路
[0142]124供給管路
[0143]126止回閥
[0144]128止回閥
[0145]130開關泵[0146]132抽吸管路
[0147]134開關低壓蓄能器
[0148]136低壓閥
[0149]138儲箱管路
[0150]140限壓閥
[0151]142卸壓線路
[0152]144卸壓線路
[0153]146卸壓閥
[0154]148卸壓閥
[0155]150卸壓閥
[0156]152卸壓閥
[0157]154卸壓閥
[0158]156卸壓閥
[0159]158卸壓閥
[0160]160排出管路
[0161]162金屬板
[0162]164金屬板
[0163]166金屬板
[0164]168控制腔室
[0165]170控制腔室
[0166]172控制腔室
[0167]174控制腔室
[0168]176控制腔室
[0169]178控制腔室
[0170]180控制腔室
[0171]182卸壓控制閥
[0172]184卸壓控制閥
[0173]186卸壓控制閥
[0174]188分接管路
[0175]190附加卸壓線路
[0176]192金屬板
[0177]194金屬板
[0178]196金屬板
[0179]198金屬板
[0180]200能量氣缸
[0181]202調整壓力腔室
[0182]204調整閥
[0183]206調整活塞
[0184]208調整彈簧[0185]210行程測量系統
[0186]212比例電磁鐵
[0187]214比例電磁鐵
[0188]216壓力管路
[0189]218過濾機構
[0190]220儲箱管路
[0191]222排出管路
[0192]224卸壓管路
[0193]226控制蓋板
[0194]228壓力腔室
[0195]230壓力腔室
[0196]232泵
[0197]234泵管路
[0198]236泵管路
[0199]238截止閥
[0200]239截止閥
[0201]240耦合裝置
[0202]242活塞
[0203]244活塞
[0204]246壓力腔室
[0205]248壓力分支管路
[0206]250止回閥
[0207]252止回閥
[0208]253限壓閥
[0209]254應急彈簧
【權利要求】
1.用于控制工藝流體流的閥門用的液壓執行機構，所述執行機構具有執行器，所述執行器通過蓄能器朝向閉合位置被預緊，其中所述執行器具有沿所述閥門的開啟方向作用的壓力腔室(120、202)，所述壓力腔室通過主管路(122)與所述蓄能器的作用方向相反地被施加以開啟壓力，并且所述壓力腔室能夠通過三個平行的卸壓線路(142、144、146)與低壓連接，在所述卸壓線路中分別串聯地布置有一上游的和一下游的卸壓閥(150、148 ;154、152;158、156)，所述卸壓閥為了關閉所述閥門(6)能夠分別從閉鎖位置被調整到卸壓位置；并且所述執行機構還具有附加卸壓線路(190)，所述附加卸壓線路在上游的和下游的卸壓閥(150、154、158 ;148、152、156)的輸出接頭(B)之間延伸，并且相應在兩個相鄰的卸壓閥(150、154 ;154、158)之間分別布置有至少一個具有相對較小的開口橫截面的金屬板(192、194 ; 196、198);并且所述執行機構還具有觸發線路，如此構造所述觸發線路,從而在檢測運行狀態中能夠將一個卸壓線路(142、144、146)中上游的卸壓閥(150、154、158)和另一個卸壓線路中下游的卸壓閥(148、152、156)調節到卸壓位置。
2.根據權利要求1所述的執行機構，其中，至少依次連接兩個金屬板(192、194;196、198)。
3.根據權利要求1或2所述的執行機構，其中，為了進行切換分別為一個卸壓線路(142、144、146)中上游的卸壓閥(150、154、158)和另一個卸壓線路(142、144、146)中下游的卸壓閥(148、152、156)施加開關控制壓力。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的執行機構，其中，所述執行器是開關閥門(6)的開關驅動裝置(18)。
5.根據權利要求4所述的執行機構，所述執行機構具有調整閥門(4)，所述調整閥門與所述開關閥門(6)串聯 布置并且所述調整閥門能夠通過調整驅動裝置(8)進行調節，其中所述調整閥門(4)構造有應急操縱裝置，以便在受到干擾時能夠將所述調整閥門(4)調回到基本位置，并且其中所述應急操縱裝置也能夠通過切換電氣操縱的閥門(80)來觸發；并且所述執行機構還具有應急功能閥(104)，所述應急功能閥能夠通過控制壓力進行切換以觸發所述應急操縱裝置。
6.根據權利要求5所述的執行機構，其中，通過所述開關驅動裝置(18)上的控制管路(26)獲取所述控制壓力。
7.根據權利要求6所述的執行機構，其中，在將所述應急功能閥(104)的控制腔室與所述開關驅動裝置(18)的主管路(122)連接的控制管路(26)中布置有控制轉換閥(112)，所述控制轉換閥朝向貫通位置被預緊并且能夠朝向無泄漏的閉鎖位置進行切換。
8.根據權利要求1至3中任一項所述的執行機構，其中，所述執行器是調整驅動裝置(4)的氣缸。
9.根據權利要求8所述的執行機構，其中，所述觸發線路具有用于調節所述壓力腔室(120、202)中的壓力的調整閥。
10.根據權利要求8或9所述的執行機構，其中，根據位置調節所述氣缸。
11.根據上述權利要求中任一項所述的執行機構，其中，在卸壓線路(142)中的卸壓閥(148、150)的額定尺寸大于其他的卸壓線路(144、146)中的至少一個卸壓線路中的相應卸壓閥(154、152 ;158、156)的額定尺寸。
12.根據權利要求8至11中任一項所述的執行機構，其中，所述氣缸是應急操縱裝置的耦合裝置(240)的一部分，其中所述耦合裝置(240)與調整驅動裝置處于作用連接。
13.根據上述權利要求中任一項所述的執行機構，其中，所述卸壓閥(148、150、152、154、156、158)和/或所述應急功能閥(104)構造為邏輯閥。
14.根據上述權利要求中任一項所述的執行機構，其中，所述蓄能器具有至少一個彈簧。`
【文檔編號】F15B13/02GK103597219SQ201280017152
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年1月27日 優先權日:2011年2月4日
【發明者】R·陶貝爾, U·弗雷利希 申請人:羅伯特·博世有限公司