用于液壓回路的安全裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于液壓回路的安全裝置（1），該液壓回路具有至少一個液壓驅動的執行器（3）；至少一個加壓流體源（4），用于提供用于驅動該至少一個執行器的加壓的液壓流體；和至少一個數字液壓調節器（2），用于控制執行器中的至少一個壓力或容積。該安全裝置具有連接在加壓流體源和數字液壓調節器之間、包括至少一個常閉開關閥的流量測量單元。監控裝置（16）可以設置在調節器或安全裝置中，用以監控根據流量測量單元的測量由調節器設定的流向執行器的液壓流體的流量。如果調節器的設定值和實際測量值之間的偏差過大，開關閥將斷開液壓流體的供應。針對不同的調節器設定可以使用具有相應測量范圍的不同的流量計。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種用于液壓回路的安全裝置。 用于液壓回路的安全裝置
【背景技術】
[0002] -般情況下需要對液壓系統或液壓回路進行安全防護，為此需要配備附加的、通 常為自動的機械安全構件，如過壓閥（所謂的單向閥）、斷流閥（所謂的流熔斷器），它們會 在超過容許的體積流量時關閉通道；爆裂裝置，其在過壓時會被適時地觸發，以可靠地防止 液壓系統過載。
[0003] 這些系統無論是對于液壓系統的實現還是對于安全構件的維修/檢查都會造成 額外的技術上和財政上的開銷。此外，觸發時的閾值通常是固定地預先設定的。
【發明內容】
[0004] 因此，本實用新型的目的在于提出一種在具有數字液壓調節器的液壓回路中使用 的安全裝置，該安全裝置能夠以較少的額外設備費用集成到液壓系統中，并能夠確保對液 壓系統的可靠監測。
[0005] 本實用新型的目的通過根據本實用新型的用于液壓回路的安全裝置實現，液壓回 路具有：至少一個液壓驅動執行器；至少一個加壓流體源，用于提供加壓的液壓流體，液壓 流體用于驅動至少一個執行器；和至少一個數字液壓調節器，用于控制至少一個執行器中 的壓力和/或流向執行器和/或從執行器流出的液壓流體的流量。該安全裝置包括具有至 少一個流量計的流量測量單元，其連接在加壓流體源和數字液壓調節器之間，從而使流向 數字液壓調節器的全部液壓流體流經該流量測量單元，在此，該安全裝置還具有至少一個 常閉開關閥，該開關閥可以斷開壓力流體源和調節器之間的連接。
[0006] 該安全裝置使用來自流量計的信號，信號被輸送到安全裝置并由安全裝置進行 處理。數字調節器是流量調節器，其調節輸送到執行器或從執行器輸出的額定流量，以將執 行器中的壓力調整到所需要的相應的值。在此，由數字液壓調節器調整的液壓流體的全部 體積流量從壓力流體源通過流量測量單元以及調節器并最終到達執行器。通過采集流量計 的測量信號，安全裝置可以通過流量測量單元進行流量值的額定值/實際值比較，并識別 出實際（測量）的體積流量和體積流量的預設值之間的偏差。如果該偏差超過容許值，則 安全裝置激活安全狀態，即通過開關閥切斷加壓流體源和調節器之間的連接。
[0007] 上述開關閥是常閉開關閥，S卩，在調節器發生電力故障或自關斷時自動斷開去往 加壓流體源的連接。
[0008] 根據本實用新型的一個優選的實施方式，流量測量單元具有多個測量范圍彼此不 同的流量計，在此，每個流量計都對應一個可單獨控制的常閉開關閥，以通過僅打開多個開 關閥中的相應開關閥來選擇性地引導流向數字液壓調節器的液壓流體通過其中一個流量 計。
[0009] 在本實用新型的這種實施方式中，可以采用特別適合于預期流量的流量計；由此 可以達到測量精度并進而更準確地實現對安全裝置的激活。流量計通常具有特定的測量范 圍，其在該測量范圍中具有良好的測量精度。超出該測量范圍，測量精度根據測量原理可能 會有顯著地降低。現在通過使用通過調節器設置并由此獲得的期望的流量處于其測量范圍 內的流量計，可以確保可靠地識別出實際流量與額定流量之間不可靠的偏差。
[0010] 通過對各個流量計配備常閉開關閥，可以簡單的方式確保在接通流量計和打開對 應的開關閥時，所有其他（無電流）的流量計都與液壓回路分離，其中，該對應的開閉閥在 無電流的狀態下關閉。這特別是對于以下情況是重要的：即始終應該只有一個流量計被接 通，并因此防止并行流經兩個流量計。在上述被防止的情況下，兩個或更多流量計中測量精 度的疊加可能導致錯誤的觸發，即便是所有的系統都工作正常。這種情況同樣可能出現在： 在單個流量計的測量精度的范圍內，由分流（Teilstr0men)構成的體積流流經流量計，但 是此時已經接受了一定程度的流量，該程度被分類為故障。在這種情況下，即使在液壓回路 中或者在調節器中存在故障也不進行觸發。
[0011] 優選將數字液壓調節器設計為，將期望作為控制參量的流量賦與通過數字液壓調 節器的液壓流體，以及將安全裝置設計為，通過打開相應的匹配的開關閥引導液壓流體通 過與所期望的流量相匹配的流量計。由此可以實現始終有合適的流量計接通。
[0012] 優選設置監控裝置并將其設計為，將由液壓調節器所預期的流量與在流量測量單 元中所測得的流量進行比較，并在比較的結果超過二者之間所容許的偏差時斷開壓力流體 源和數字液壓調節器之間的連接。該監控裝置可以在安全裝置中設置為獨立的或者說在必 要時分離的可檢測的裝置。但是也可以將該監控裝置設置為調節器的電子組件（控制裝 置）。
[0013] 優選該安全裝置具有與監控裝置相連接的輸入裝置，并將該輸入裝置設計用于調 整容許的偏差。各種已知的技術方案對于該輸入裝置都是可能的；該輸入裝置尤其可以是 鍵盤、旋鈕、輸入設備接口等等。還可以將該輸入裝置設計為，其只能通過保險裝置進行操 作。為此可以采用編碼、密碼、機械保險裝置等。但輸入裝置也可以在調節器的電子器件 (控制裝置）中實現。
[0014] 在上述安全裝置的一種優選的實施方式中，數字液壓調節器可以具有至少一個常 開開關閥，來自執行器的液壓流體可以通過該常開閥排出。如果在激活安全裝置時需要關 閉調節器，則在這種情況下，執行器和在此未示出的容器（例如處于環境壓力下；用于加壓 流體源的供應容器等）之間的連接會自動被釋放，使得執行器失壓（drucklos)。這是在個 別情況下規定的；由此可以更好地使承載有負載的執行器在液壓回路出現故障的情況下保 持升高的負載；在這種情況下不希望從執行器中立即排出液壓流體。但是也存在這樣的情 況：希望能夠立即釋放執行器中的壓力。
[0015] 優選將監控裝置設計為，斷開對流量測量單元和/或數字液壓調節器的開關閥的 電源供應，使它們處于各自的正常位置。優選這樣選擇該正常位置，也就是閥等在調節器無 電流（無供電）狀態下的位置：供電的中斷能夠使液壓回路在盡可能安全的狀態下接通，也 就是對人員和設備風險最小的狀態下接通。
[0016] 優選這可以通過在液壓回路中的相應位置上使用簡單的接通/斷開開關閥來實 現，它們可以作為開關閥被有選擇地調節到開或關的位置。
[0017] 優選用于調整的開關閥是電控的和/或是通過電磁鐵直接操控的。當存在相應的 操作條件和裝置時，開關閥可以替代地使用加壓的液壓流體，加壓的其它液體或加壓氣體 作為輔助能源。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 下面根據優選的實施例并參照附圖對本實用新型做詳細說明。其中，
[0019] 圖1示例性示出了與泵和作為執行器的液壓缸相關聯的安全裝置的一種配置。
【具體實施方式】
[0020] 在圖1中示出了泵4,其通過安全裝置1和數字液壓調節器2與作為執行器的液壓 缸3相連接。
[0021] 安全裝置1包括兩個流量計11和12,它們通過導線17、18與監控裝置16相連接。 開關閥13和14前置連接流量計11和12。截止閥15連接在泵4和調節器2之間。通過截 止閥15可以在需要時繞過流量計11、12 ;例如在沖洗過程或填充過程中。
[0022] 流量計11和12具有不同的測量范圍；在該實施例中，流量計11的測量范圍為 O-401/min，而流量計12的測量范圍為0-3001/min。圖1中的點劃線圈出了安全裝置1的 流量測量單元。
[0023] 監控裝置16可以作為安全裝置1或調節器2的組件，其可以通過連接導線21與 調節器2交換數據和/或信號。調節器2控制管道23和24中的體積流量以操縱液壓缸3。
[0024] 監控裝置16和/或調節器2與開關閥13、14、15相連接，并能夠控制這些開關閥， 其中，通過借助輔助能源（在此為電磁鐵的電流）接通或斷開對各個開關閥的供電。
[0025] 在如圖1所示的裝置運行時，調節器2調整液壓缸3的兩個腔室中的壓力或容積， 以實現活塞桿的特定的力或者運動。調節器2是數字液壓調節器，它包括若干并聯連接的 開關閥，它們分別以特定的流量選擇性地開啟或關閉相應的通道。各個通道的容量或流量 是不同的，它們彼此之間的比值優選服從這樣的序列：各個相鄰通道中的較大通道的流量 兩倍于前一通道。這樣的調節器是已知的，因此不再進行進一步的說明。然而必須指出的 是，調節器2能夠確定所需調整的流量并能夠具有并提供與其相關的相應信息。
[0026] 關于要由調節器2調整的流向液壓缸3或從液壓缸3流出的流量的信息通過連接 導線21傳送到監控裝置16。該監控裝置16 (或者調節器2)將開關閥13或14的其中一個 與接通，從而使流經相應開關閥的液壓流體的體積流量可以通過對應的流量計11或12檢 測到。測量值通過信號線17或18傳送至監控裝置16。監控裝置16確定從流量計11、12 獲得的測量值是否低于或高于容許偏差。如果該偏差過大，監控裝置16(需要時可以通過 調節器2)切斷打開的開關閥13或14的電源，并由此斷開繼續向液壓回路供應液壓流體。 通過這種方式可以避免在液壓回路中造成傷害。
[0027] 以上所述的對開關閥13或14的釋放取決于調節器2給出什么樣的體積流量。在 此將與流量計相連接的閥門選擇為，使所期望的體積流量位于該閥門的測量范圍中。如果 由調節器2接通相應的開關閥13、14,而監控裝置16則僅具有針對閥門13、14的電源供應 的共同切斷功能，則監控裝置的結構將更加簡單；例如如下所述。
[0028] 例如可以將流量計11、12設計為，輸出在其測量范圍內的電流值（例如4到 20mA)，即從零到滿刻度的輸出為4-20mA，也就是流量計11在O-401/min的情況以及流量 計12為0-3001/min的情況。調節器2以位于4mA至20mA之間的電流的形式將關于相應 于要由其調節的流量的、由調節器2確定的開關閥和流量計（11和13或12和14)的信息 發送給監控裝置16。在監控裝置16中能夠確定由流量計所測得的電流值和由調節器2所 給出的預設電流值之間的例如百分比偏差。當超過該偏差時，觸發監控裝置16,也就是使其 切斷對于兩個開關閥13或14的電源供應。由于在這里監控電流值就足夠了，因此對于監 控裝置16來說，電流信號來自兩個流量計11和12中的哪一個是無關緊要的。
[0029] 通過這種方式可以使監控裝置非常簡單，并因此也可以非常堅固。這樣，還可以根 據需要對信號線17和18進行簡化或者綜合。在這種情況下還可以對監控裝置16的待命 情況進行簡單的測試，在此設置測試按鈕，通過該測試按鈕將預先設定的電流差施加在比 較單元（未示出）上，并驗證對安全裝置1的觸發。
[0030] 圖1中的視圖是示意圖，特別是為清楚起見省略了液壓元件，例如存儲器、轉換 閥、壓力測量點（Messpunke)等。可以設置兩個以上的所示出的具有對應的開關閥的流量 計。在需要實現的壓力和流量不很高的簡單的液壓回路中，只設置一個具有對應的開關閥 的流量計就足夠了。應當指出的是，傳統的數字液壓調節器具有至少一個常開安全開關閥， 以便在電源故障等故障的情況下以適宜的方式（需要時可以對流量進行節流）緩解液壓回 路的壓力。
[0031] 也就是說，通過本實用新型提出了一種安全裝置，該裝置可以對調節器中的輕微 故障進行反應；這可能例如是這樣的情況：調節器中的某個閥門不能正常地工作，或者在 數字液壓調節器中通過多個通道中的一個通道的流量受到影響。
[0032] 本實用新型涉及一種用于液壓回路的安全裝置1，該液壓回路具有：至少一個液 壓驅動的執行器3 ;至少一個加壓流體源4,其提供用于驅動至少一個執行器的加壓的液壓 流體；和至少一個數字液壓調節器2,該調節器控制執行器中的至少一個壓力或容積。該安 全裝置具有包括至少一個常閉開關閥13、14的流量測量單元11、12、13、14，該流量測量單 元連接在加壓流體源和液壓數字調節器之間。監控裝置16可以設置在調節器中或設置在 安全裝置中，用以監控根據在流量測量單元中的測量由調節器設定的流向執行器的液壓流 體的流量。如果調節器設定值和實際測量值之間的偏差過大，則切斷對開關閥的液壓流體 供應。針對不同的調節器設定使用具有相應測量范圍的、不同的流量計11、12。
【權利要求】
1. 一種用于液壓回路的安全裝置（1)，該液壓回路具有：至少一個液壓驅動的執行器 (3);至少一個加壓流體源（4)，其提供用于驅動所述至少一個執行器（3)的加壓的液壓流 體；和至少一個數字液壓調節器（2)，用于控制所述執行器（3)中的至少一個壓力和/或流 向所述執行器（3)和/或從所述執行器（3)中流出的所述液壓流體的流量，其中，所述安全 裝置（1)具有流量測量單元，該流量測量單元連接在所述加壓流體源（4)和所述數字液壓 調節器（2)之間，從而使流向所述數字液壓調節器（2)的全部液壓流體流經該流量測量單 元，該流量測量單元具有至少一個流量計（11，12)和至少一個常閉開關閥（13,14)，該常閉 開關閥可以斷開所述加壓流體源（4)和所述數字液壓調節器（2)之間的連接。
2. 如權利要求1所述的安全裝置，其特征在于，所述流量測量單元具有多個測量范圍 彼此不同的流量計（11，12)，其中，每個流量計（11，12)對應一個可單獨控制的常閉開關閥 (13,14)，以通過僅打開多個所述開關閥中的一個相應的常閉開關閥（13,14)來有選擇地 引導流向所述數字液壓調節器（2)的液壓流體通過其中一個流量計（11，12)。
3. 如權利要求1或2所述的安全裝置，其特征在于，將所述數字液壓調節器（2)設計 為，將期望作為控制參量的流量賦與通過所述數字液壓調節器（2)的液壓流體，以及將所 述安全裝置（1)設計為，通過打開相應的匹配的常閉開關閥（13,14)引導所述液壓流體通 過與所期望的流量相匹配的流量計（Π , 12)。
4. 如權利要求1所述的安全裝置，還具有監控裝置（16)，用于將由所述數字液壓調節 器（2)所預期的流量與在所述流量測量單元中所測得的流量進行比較，并在比較的結果超 過二者之間的容許偏差時斷開所述加壓流體源（4)和所述數字液壓調節器（2)之間的連 接。
5. 如權利要求4所述的安全裝置，還具有輸入裝置，該輸入裝置與所述監控裝置（16) 相連接并用于調整所述容許偏差。
6. 如權利要求1所述的安全裝置，其特征在于，所述數字液壓調節器（2)具有至少一個 常開開關閥，來自所述執行器（3)的液壓流體可以通過該常開開關閥排出。
7. 如權利要求4至6中任一項所述的安全裝置，其特征在于，將所述監控裝置（16)設 計為，斷開對所述流量測量單元和/或所述數字液壓調節器（2)的常閉開關閥（13,14)的 電源供應，使它們處于各自的正常位置。
8. 如權利要求7所述的安全裝置，其特征在于，所述常閉開關閥（13,14)被有選擇地調 整到開或關的位置上。
9. 如權利要求8所述的安全裝置，其特征在于，為了進行調整，所述常閉開關閥（13， 14)是電控的。
10. 如權利要求8所述的安全裝置，其特征在于，為了進行調整，所述常閉開關閥（13， 14)通過電磁鐵直接操控。
11. 如權利要求8或9所述的安全裝置，其特征在于，所述常閉開關閥使用加壓的液壓 流體，加壓的其他的液體或加壓氣體作為輔助能源。
【文檔編號】F15B20/00GK203906450SQ201420125075
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年3月19日 優先權日:2013年4月4日
【發明者】維萊·霍波寧 申請人:維美德技術有限公司