专利名称：用于启动结构元件的阀设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于启动结构元件的阀设备，它具有三个入口转换阀，可以将通过压力载入的介质引导穿过这些入口转换阀，这些入口转换阀的流入侧通过流入线路连接到压力源，并且就流向来说相互平行地布置；和用于该结构元件的连接元件，该连接元件通过压力线路连接到所有这些入口转换阀的流出侧。
背景技术：
这种类型的阀设备普遍已知。例如，将这些阀设备设计成具有三中取二转换的自动停止挡块，并且已知它们可用于例如触发快速截流阀、尤其是燃气轮机或蒸汽轮机的快速截流阀的快速截流。在此情况下，名称“三中取二”表示，在所存在的三个信号通道中，必须至少致动其中的两个信号通道才能触发快速截流信号。关于这一点，特定来说，基于液压的设备经证明是比较合适的，也就是说，用于触发快速截流信号的控制介质通常是液压油。
在已知的阀设备中，由于构造的原因，在需要时，也不可能检测或监控设备中每个位置处的状况或工作状态。
发明内容
从现有技术出发，本发明的目的是提供一种用于启动结构元件的阀设备，该阀设备提供监控设备中的每个单独组件的可能。
该目的是通过具有权利要求1中以及具有权利要求11中所给出的特征的用于启动结构元件的阀设备实现的。
因此，引言中所提及的这种类型的根据本发明的用于启动结构元件的阀设备的特征在于受到介质作用的控制线路连接到压力源；通过该控制线路，可以启动三个转换阀群组；将两个转换阀和上述入口转换阀中的一个入口转换阀分配给每个转换阀群组；在每种情况下，在转换阀群组和控制线路之间插入启动阀，通过该启动阀，使相应转换阀群组中的转换阀和入口阀的转换动作变成可能；在介质的流出位置和连接元件之间布置三条介质流出线路，这三条线路就流向来说相互平行连接；在上述三条流出线路中的每条流出线路中串联地布置两个转换阀；并且通过不同的启动阀来致动每条流出线路的转换阀。
这确保通过设备中的各个阀的机械布置来实现三中取二原理，使得根据本发明，可以检测或监控各个阀的状态和它们的物理状况以及各个阀或各相连线路之间的压力介质的所有所需状态。这还确保可以监控任何想得到或想要的变量。在有利的改进中，将启动阀设计成磁阀。
因此，阀设备的同样尤其简单的启动变得可能。在此情况下，每个磁阀构成一个可以单独启动的启动信号通道。在本实例中，存在三个通道，也就是说存在三种启动可能性。如果这些通道中只有一个通道发生故障，那么三中取二原理确保根据本发明的阀设备仍处于操作就绪状态。在此情况下，该通道是因为电故障还是因为液压故障而发生故障就显得不太重要了。
有利地，通过根据本发明的阀设备，可以实现普遍已知的故障保护原理，这是因为，例如，转换阀、入口阀和/或启动阀具有回复元件，特定来说是回复弹簧，当阀处于非工作状态时，该回复元件使该阀保持处于或使该阀进入预定的阀位置，更确切地说是故障保护位置。
关于入口转换阀，优选将它们设计成液压阀，其“关闭位置”是处于非工作状态时的位置。对于通常也是液压驱动阀的转换阀来说，其“打开位置”是处于非工作状态时的位置，而对于磁阀来说，在每种情况下，电致动力都与回复元件相反地起作用，使得在停滞状态，阀的回复元件同样将阀转移至非工作状态时的位置。
本发明的主题的一个有利发展的特征是，将各个阀，更确切地说是将入口阀、转换阀和启动阀，布置在一个共同的外壳内。
因此，根据本发明，实现了尤其节省空间的布置。安装得到简化，并且将可能的安装误差降到最小。
为了评估阀设备的状态，并且为了持续监控状态，特定来说，在根据本发明的阀设备中的各个位置处提供压力信号。
另外，为了设定阀设备内或阀设备的相应连接线路内的规定的流量和压力，提供诸如节流隔膜、调节隔膜或其它阀之类的节流部件，使得可以采用尤其简单的方式来调节根据本发明的阀设备。
另外，该目的是通过具有专利权利要求11中所指定的特征的用于启动结构元件的阀设备实现的。
在此情况下，上述权利要求中所指定的特征具有提供根据本发明的阀设备的可能，该阀设备遵循四中取二、五中取二、四中取三、五中取三、六中取三等安全原理，也就是说，这些特征提供了根据安全规定的要求组织任何所需通道转换的可能。通过这种类型的阀设备，还将实现根据本发明的优点。
从其它的从属权利要求，可以收集到根据本发明的止动装置的其它有利改进。
下文将参照附图中所示的示范性实施例详细解释和描述本发明、本发明的有利改进和改良以及特定优点，附图中图1示出了处于工作状态的触发装置的基本图；以及图2示出了处于触发状态的触发装置的基本图。
具体实施例方式
图1示出了触发装置10的图解说明，在本实例中有三个信号通道可用，必须触发其中两个通道才能致动触发装置10。另外，在该实例中，基本上在单个装置内实施各个阀、传感器和管道，使得触发装置10具有尤其紧密且因此节省空间的构型。
触发装置10通过第一法兰12连接到压力源，该压力源未在该图中示出。本发明的如该图所示的实施例是通过液压系统实施的，使得例如通过液压油泵确保压力源。通过第一法兰12处的与第一管道14的连接点向触发装置10供应液压油。在此情况下，第一入口转换阀16、第二入口转换阀18和第三入口转换阀20就流向来说并联地连接到第一管道14。在此情况下，这些入口转换阀16、18、20基本上具有两个转换位置，第一转换位置如该图所示，并将设计成“打开”，使得液压油流过这些入口转换阀16、18、20。第二转换位置设计成“关闭”，它可因为存在于每个入口转换阀16、18、20上的液压缸22受到致动并且相应地改变阀位置而由入口转换阀16、18、20设定。在此情况下，液压缸22与弹簧(未在该图中示出)相反地起作用，在液压发生故障的情况下，尤其是在液压缸22中存在压力损失的情况下，该弹簧使入口转换阀16、18、20进入预定的第一“打开”位置。
然后，液压油从第一法兰12经过第一管道14流到第一入口转换阀16，并且流过第一入口转换阀16，该第一入口转换阀16的出口侧连接到第二管道24的第一侧，同时第二管道24的第二侧将液压油引导入收集管路26。在第一管道分支28处，带有管道连接件的第一止回阀30布置在该第一管道分支和收集管路26之间。图中用黑点强调了线路的分支或连接点。
在此情况下，第一弹簧式止回阀30确保液压油只有在超过设定的最小压力时才进入收集管路26，并且在管道中的相应压力条件下，防止油与计划的压力下降相反地回流到第二管道24。从而实现系统的压力安全措施。
在第一管道分支28和第一入口转换阀16之间，布置了第一可调隔膜32作为节流部件。通过该第一隔膜32，在第二管道24中设定预定压力，且因此设定通流量。在第一隔膜32的下游，布置了第一压力传感器34，用以测量第一隔膜32的下游处的压力。
类似地，在第二入口转换阀18和第三入口转换阀20的后面也跟着其它的管道、隔膜和压力传感器，它们都将液压油引导入收集管路26。但是，为了图中清晰起见，这里省略了相应的参考符号。另外，收集管路26具有第二压力传感器36，用以测量压力源的所有三个经由入口转换阀16、18、20输送的系统的所得压力。此外，收集管路26还具有与连接元件的连接点38，该连接元件没有更详细示出，一般来说，可以将结构元件连接到该连接元件。在一个优选实施例中，该结构元件是快速截流阀，例如是燃气轮机或蒸汽轮机的快速截流阀，该阀最终通过该连接元件接收调节信号。只要比压力超过收集管路26中的比压力且因此超过连接点处的比压力，该快速截流阀便保持打开。在其它情形下，当收集管路26中的压力下降到特定的预先固定的值时，该快速截流阀将关闭，特定来说将因为特定的预应力而运动至它的“关闭”位置。因此，快速截流阀可用作安全阀。
此外，第一管道14还在第二管道分支40处形成分支，它一方面分支到减压阀42，另一方面又分支进入控制线路44。控制线路44将液压油引导到第一启动阀46、第二启动阀48和第三启动阀50，然后这些液压油用作控制油。在此情况下，将这些启动阀46、48、50设计成使得其用电磁启动，这在图中用相应符号52表示。在每种情况下，该驱动与弹簧54相反地起作用，在该驱动发生故障的情况下，弹簧54确保使这些启动阀46、48、50进入构造诱导的位置，并将它们固定在该位置。
接下来，将参照第一启动阀46更详细地解释启动阀46、48、50的动作。将这设计成使得它通过一个转换运动同时转换两条液压线路。在该图所示的实例中，对于第一转换位置，在此情况下，将液压油从控制线路44引导到第一输送线路56，由此确保通过液压油将压力输送至第一转换阀60的第一控制缸58和第二转换阀64的第二控制缸62。
压力超过第一转换阀60和第二转换阀64的上游处的压力的结果是，相应控制缸58、62使转换阀60、64进入第一转换位置。在此情况下，转换阀60、64中的每个转换阀都与弹簧相反地起作用，使得只有在压力超过控制缸58、62的上游处的压力时，才到达转换阀60、64的该转换位置。如果该系统中因任何原因发生压力下降，那么相应转换阀60、64因故障自动转移到它的第二转换位置，由此断开经过该阀的液压路径。另外，在第一转换阀60和第一启动阀46之间的第一输送线路56中插入第二减压阀。特定来说，该减压阀实现安全功能。
另外，第一入口转换阀16的液压缸22通过第二输送线路57和第一启动阀46连接到排放管路68，该排放管路68最终通向基本无压的流出位置70，该流出位置70使得到达这个位置的液压油再循环流入油系统。通常，该流出位置70又连接到压力源，由此总的形成液压油的闭合回路(没有更详细地示出)。另外，第二输送线路57确保在第一启动阀46的如图所示的第一转换位置，不会启动液压缸22，并且因此回复弹簧(未示出)使得第一入口转换阀16进入如图所示的转换位置。
收集管路26通过第一排放线路72、第二排放线路74和第三排放线路76连接到排放管路68。在此情况下，在第一排放线路72中，第二转换阀64和另一个由第二启动阀48转换的转换阀串联地安装在该管道中。由此根据本发明确保，在第一排放线路72中，通过上述转换阀，液压油的通流可以在相对较高的压力水平下在两个位置从收集管路26流出并流入具有相对较低压力水平的排放管路68。只有当两个转换阀的液压缸都转换至无压并且因此打开时，才确保液压油流出经过第一排放管路72。
相应地，在第二排放线路74中，同样布置了两个转换阀，其中第一转换阀由第二启动阀48启动，而第二转换阀则由第三启动阀50启动。另外，第三排放线路76中的两个相应转换阀分别由第三启动阀50和第一启动阀46启动。
通过该转换确保并显见，在每一情况下，每条排放线路72、74、76中的两个转换阀由三个启动阀46、48、50中的其中两个的各种组合启动。对于转换，这意味着，即使如果其中一个转换阀发生故障且回复弹簧使其进入它的故障保护位置，并且因此断开液压油到/经过相应转换阀的路径，但在每条排放线路72、74、76中，仍存在第二转换阀，它仍然阻断液压油的通流。此外，还确保在启动阀46、48、50中的一个启动阀发生故障时，不会使收集管路26中发生压力下降。这是因为启动阀46、48、50中的每个启动阀总共启动其中两个转换阀。但是，在每一情况下，这些转换阀安装在不同的排放线路72、74、76中，使得例如在第一输送线路56中的压力下降只起到这样的作用，即，使第三排放线路76中的第一转换阀60转换至通路，并使第一排放线路72中的第二转换阀64转换至通路。但是，在排放线路72、76中，仍存在另一个转换阀，它确保排放线路72、76保持关闭，并且在收集管路26中不会发生压力下降。因此，根据本发明，确保三中取二原理的机械转换。
另外，第一管道14还通过第一旁通线路78、第二旁通线路80和第三旁通线路82连接到排放管路68。这些旁通线路尤其用于便利地设定系统内的压力条件。为此目的，在旁通线路78、80、82中在由“D”标识的位置处安装诸如节流隔膜之类的节流部件84。因而可以采用尤其简单的方式来设定这些节流部件上游处的压力条件。在此情况下，第一旁通线路78连接到第一排放线路72，具体来说是连接在两个转换阀之间的管道部分中，安装在第一旁通线路78中的两个节流部件“D”布置在连接点的上、下游。另外，在所安装的两个节流部件之间，还布置了第三压力传感器86，它相应地测量两个节流点之间的压力，而且，根据相连管路的原则，它还测量第一排放线路72中的两个转换阀之间的压力。通过在此形成的压力水平，可以确定两个转换阀中的一个转换阀是否打开，并由此得出关于系统或转换阀中或者启动阀发生相应故障或损坏的结论。但是，该图中未示出为此目的所需的测量评估仪器以及其它测量和传导技术(若适当)。
相应地，第二旁通线路80连接到第二排放线路74，而第三旁通线路82连接到第三排放线路76。但是，为了简化起见，图中未插入相应的参考符号。
图2示出了触发装置10，其中，通过启动阀46、48、50的相应启动，已经使系统在连接点处转换至无压，从而确保与它相连的快速截流阀执行它的快速截流功能。因为该图涉及与图1相同的触发装置10，所以该图中的相同组件使用上文所用的参考符号。但是，只给出了那些用于解释该图或解释该图与图1的不同之处所需的组件的参考符号。
在本实例中，故意将启动阀46、48、50转换至停滞状态，使得这些阀上的相应回复弹簧使这些阀进入预定的终点位置，即第二位置，并将它们固定在该位置。在此情况下，将启动阀46、48、50的内部转换配置成使得超过控制线路44中的压力的压力经由第一启动阀46到达第二输送线路57，从而向液压缸22供应压力，并且因此使第一入口转换阀16进入使得经过第一管道14流到第二管道24的液压油流中断的位置。因为所有的入口转换阀16、18、20都关闭第一管道14，所以总的来说防止了到收集管路26的压力源。
另外，由于第一启动阀46处于上述的阀位置，所以第一输送线路56然后连接到排放管路68。这确保第一转换阀60和第二转换阀64或者它们的控制缸58、62无压，使得阀中存在的回复弹簧同样使这些转换阀60、64进入第二位置，并将它们固定在该第二位置。在该位置，这些阀允许液压油从收集管路26通过它们到达排放管路68。因为在每种情况下，在每条排放线路72、74、76中存在两个转换阀，所以使这两个转换阀都转换至通路，使得液压油可以从收集管路26通过它们进入排放管路68。根据本发明，此之所以实现是因为，使所有三个启动阀46、48、50都转换至停滞状态，使得所存在的所有转换阀都进入它们的第二位置，并将它们固定在该第二位置。
参考符号列表10触发装置12第一法兰14第一管道16第一入口转换阀18第二入口转换阀20第三入口转换阀22液压缸24第二管道26收集管路28第一管道分支30第一止回阀32第一隔膜34第一压力传感器36第二压力传感器38连接点40第二管道分支42减压阀44控制线路46第一启动阀48第二启动阀50第三启动阀52符号54弹簧56第一输送线路57第二输送线路58第一控制缸60第一转换阀
62第二控制缸64第二转换阀66第二减压阀68排放管路70流出位置72第一排放线路74第二排放线路76第三排放线路78第一旁通线路80第二旁通线路82第三旁通线路84节流部件86第三压力传感器
权利要求
1.用于启动结构元件的阀设备，其具有三个入口转换阀(16、18、20)，可以将通过压力载入的介质引导穿过所述入口转换阀，所述入口转换阀的流入侧通过流入线路(14)连接到压力源，并且就流向来说相互平行地布置；和用于所述结构元件的连接元件(38)，所述连接元件(38)通过压力线路(24、26)连接到所述所有入口转换阀(16、18、20)的流出侧，所述阀设备的特征在于受到所述介质作用的控制线路(44)连接到所述压力源；通过所述控制线路(44)，可以启动三个转换阀群组；将两个转换阀(60、64)和所述入口转换阀(16、18、20)中的一个入口转换阀分配给每个转换阀群组；在转换阀群组和所述控制线路(44)之间各插入启动阀(46、48、50)，通过所述启动阀(46、48、50)，使相应的转换阀群组中的所述转换阀(60、64)和所述入口阀(16、18、20)的转换动作变成可能；在所述介质的流出位置(70)和所述连接元件(38)之间布置三条就流向来说相互平行连接的用于所述介质的流出线路(72、74、76)；在所述三条流出线路(72、74、76)中的每条流出线路中串联地布置两个转换阀(60、64)；并且通过不同的启动阀(46、48、50)来致动每条流出线路(72、74、76)中的所述转换阀。
2.如权利要求1所述的阀设备，其特征在于，所述介质是气体或液体，尤其是油。
3.如权利要求1或2所述的阀设备，其特征在于，所述结构元件是快速截流阀或安全装置。
4.如前述权利要求中任一权利要求所述的阀设备，其特征在于，所述启动阀(46、48、50)是磁阀。
5.如前述权利要求中任一权利要求所述的阀设备，其特征在于，所述转换阀(60、64)、所述入口阀(16、18、20)和/或所述启动阀(46、48、50)具有回复元件，尤其是回复弹簧，当所述阀处于非工作状态时，所述回复元件使所述阀保持处于或者使所述阀进入预定的阀位置。
6.如前述权利要求中任一权利要求所述的阀设备，其特征在于，所述转换阀(60、64)、所述入口阀(16、18、20)和所述启动阀(46、48、50)、或者转换阀群组中的所述阀布置在共同外壳内。
7.如前述权利要求中任一权利要求所述的阀设备，其特征在于，在连接到入口转换阀(16、18、20)的每条压力线路中布置压力传感器(34、36、86)。
8.如前述权利要求中任一权利要求所述的阀设备，其特征在于，在每条流出线路中，在布置在相应流出线路中的所述两个转换阀(60、64)之间的线路部分中布置压力传感器(34、36、86)。
9.如前述权利要求中任一权利要求所述的阀设备，其特征在于在所述流入线路和所述流出线路之间布置三条旁通线路(78、80、82)，在每条旁通线路(78、80、82)中具有至少一个节流部件(84)；并且所述旁通线路(78、80、82)在所述转换阀(60、64)和所述旁通线路(78、80、82)的所述流出位置之间的区域中连接到所述流出线路。
10.如前述权利要求中任一权利要求所述的阀设备，其特征在于在每一情况下，一条旁通线路(78、80、82)连接到一条流出线路；并且所述连接点布置在所述相应流出线路的所述两个转换阀(60、64)之间。
11.用于启动结构元件的阀设备，其具有至少三个入口转换阀(16、18、20)，可以将通过压力载入的介质引导穿过所述入口转换阀，所述入口转换阀的流入侧通过流入线路连接到压力源，并且就流向来说相互平行地布置；和用于所述结构元件的连接元件，所述连接元件通过压力线路连接到所述所有入口转换阀(16、18、20)的流出侧，所述阀设备的特征在于受到所述介质作用的控制线路连接到所述压力源；通过所述控制线路，可以启动第一数量的转换阀群组；所述第一数量对应于所存在的入口阀群组的数量；将第二数量的转换阀(60、64)和所述入口转换阀(16、18、20)中的一个入口转换阀分配给每个转换阀群组；所述第二数量是通过将所述第一数量减去一个整数获得，只要结果是数字2或是更大的数字；在转换阀群组和所述控制线路之间各插入启动阀(46、48、50)，通过所述启动阀(46、48、50)，使所述相应转换阀群组中的所述转换阀(60、64)和所述入口阀(16、18、20)的转换动作变成可能；在所述介质的流出位置和所述连接元件之间布置所述第一数量的用于所述介质的流出线路，所述流出线路就流向来说相互平行连接；在所述流出线路中的每条流出线路中串联地布置第二数量的转换阀(60、64)；并且通过不同的启动阀(46、48、50)来致动每条流出线路中的所述转换阀(60、64)。
全文摘要
用于启动结构元件的阀设备具有可将压力载入的介质引导穿过的三个入口转换阀(16、18、20)，它们的流入侧通过流入线路(14)连接到压力源并在流向上相互平行地布置。阀设备还具有连接元件(38)，其通过压力线路(24、26)连接到入口阀的流出侧。受到介质作用的控制线路(44)连接到压力源，其可以启动三个转换阀群组，每个转换阀群组分配两个转换阀(60、64)和一个入口转换阀。在转换阀群组和控制线路(44)之间各插入启动阀，以实现相应的转换阀和入口阀的转换动作。在介质的流出位置(70)和连接元件(38)之间布置三条在流向上平行连接的各串联布置两个转换阀的介质流出线路，通过不同的启动阀来致动每条流出线路中的转换阀。
文档编号F15B13/00GK1924368SQ20061012612
公开日2007年3月7日 申请日期2006年8月22日 优先权日2005年8月23日
发明者T·赫尔曼, W·瓦穆特 申请人:Abb专利有限公司