具有故障冻结模式的分立式先导级阀装置的制造方法
【技术领域】
[0001]这里推荐的实施例涉及阀，并且尤其涉及一种用于控制至少一个主级阀的通断式先导级阀装置。
【背景技术】
[0002]阀是通过打开、关闭或部分地阻塞各种通路而调整、引导或控制流体(气体、液体、液化固体或浆体)流量的装置。在打开的阀中，流体在从较高压力至较低压力的方向上流动。
[0003]最简单的阀简单地是自由铰接的活瓣，其下降，以便阻塞流体在一个方向上的流动，但会被相反方向的流动推开。这被称为止回阀，因为其防止或“抑制” 了一个方向上的流动。
[0004]阀具有许多用途，包括控制用于灌溉的水，用于控制工艺的工业用途，住宅用途，例如对家中洗碗机和洗衣机和龙头的通断控制和压力控制。甚至喷雾器都具有内置的小阀。阀还用于军事和运输应用。
[0005]阀可手动地通过手柄、杠杆、踏板或转轮进行操作。阀还可为由压力、温度或流量方面的变化而自动驱动的。这些变化可作用于隔膜或活塞上，隔膜或活塞则激励阀，通常发现这种阀类型的示例是装配在热水系统或锅炉上的安全阀。
[0006]更复杂的控制系统需要促动器，这种控制系统利用需要基于外部输入进行自动控制(即，将流过管道的流量调整至变化的设定点)的阀。这些需要自动控制的阀还可能被称为工艺阀。促动器将依赖于其输入和设置而推动工艺阀，容许阀精确地定位，并容许各种需求上的控制。
[0007]这种促动器可利用一组主级阀进行操作，通过先导级阀进行操作，这种先导级阀基于接收的控制信号而进行操作。
[0008]当前存在“数字化”先导级阀，其在两种状态之间进行操作。
[0009]在US4103710中描述了这样一种用于数字化主级阀的先导级阀。
[0010]在这些先导级阀中存在如何处理已经失去动力时的情形的问题。在US4103710中，阀在失去动力的条件下具有所谓的故障保护能力，并因此为主阀提供了与完全打开的先导阀相对应的压力，这还将主阀置于完全打开或完全关闭的位置。
[0011]这还意味着受控制的工艺元件，即上述工艺阀主阀将以完全打开或完全闭合的状态终止。
[0012]然而，有时获得故障冻结能力是有利的，也就是说工艺阀应保持其失去动力之前的相同位置。这是不可能凭借已知的数字化先导阀装置而获得的。
[0013]因此需要一种用于主级阀的先导级阀装置，其中这种先导级阀装置的先导阀在通断之间进行操作，这种先导阀装置具有故障冻结模式。
【发明内容】
[0014]这里的实施例的一个目的是提供改进的阀和阀装置。
[0015]根据第一方面，推荐了一种用于控制至少一个主级阀的通断式先导级阀装置。这种通断式先导级阀装置包括可在两种状态，即接通和断开状态之间分立操作的第一先导阀。第一先导阀具有输入和输出，在输入处具有第一压力，并且输出连接在主级阀上。这种通断式先导级阀装置包括可在两种状态，即接通和断开状态之间分立操作的第二先导阀。第二先导级阀具有输入和输出，在输入处具有第二压力，并且输出连接在所述主级阀上。这两个阀均配置为在该装置失去动力的情况下，设定在这两种状态的其中一个状态下。
[0016]有利的是，这种通断式先导级阀装置容许提供故障冻结模式，即不容许主级阀影响受控元件的模式。这种模式在各种控制环境中具有重要意义。
[0017]通常，权利要求中所使用的所有词语应根据其在技术领域中的普通涵义进行理解，除非这里做了明确地限定之外。除非做了明确地陈述之外，否则对“一/一个/这个元件、器械、构件、装置、步骤等等”的引用应开放地理解为表示该元件、器械、构件、装置、步骤等等的至少一个实例。除非做了明确地陈述，否则这里公开的任何方法的步骤不必按照公开的精确顺序来执行。
【附图说明】
[0018]现在将通过示例参照附图来描述本发明，其中:
图1是根据实施例的具有气动促动器和数字定位器的阀系统的示意图；
图2是根据第一实施例的包括通断式先导级阀装置的数字定位器的示意图；
图3是图2中的通断式先导级阀装置以及控制电子器件的相关部分的示意图；
图4示意性地显示了具有平均分量和脉动分量的气动信号；
图5示意性地显示了阀的脉宽调制;且图6显示了根据第二实施例的包括通断式先导级阀装置的数字定位器的示意图。
【具体实施方式】
[0019]现在将在后文中参照附图更完整地描述本公开，在附图中显示了本发明的实施例。然而，本发明可以许多不同的形式来实现，并且不应该认为局限于这里所阐述的实施例，相反这些实施例是通过示例来提供的，使得本公开将更为完整和完善，并将本发明的范围完全传达给本领域中的技术人员。全文中相似的标号表示相似的元件。
[0020]为了举例说明包括的实施例，首先参考一种示例性的使用电动气动定位器的系统。图1显示了数字定位器系统I。数字定位器系统I包括促动器2、定位器3、轴杆4和受促动元件5。根据实施例，受促动元件5是工艺阀。数字定位器系统I被指数字化是因为定位器3包括微处理器。
[0021]微处理器设置为接收电设定点信号(例如要么作为模拟输入(电流信号)或通过总线接口，例如Profibus)以及指示受促动元件5的实际位置的信号。在图1中未显示提供指示了实际位置的信号的传感器。定位器3设置为将气动信号输出给促动器2。促动器2设置为通过轴杆4驱动受促动元件5。因此，定位器3设置为接收电信号，并输出气压压力信号。从这个意义上说来，气动压力信号通过从定位器3输出的气动压力来限定。促动器2因此设置为将气动压力转变为力(或力矩)。
[0022]定位器3包括多个装置和实体。图2显示了定位器的部件以及促动器和轴杆。总地说来，定位器的主要部件是一个或多个主级阀9a，9b，9c，9d、通断式先导阀装置20以及控制电子器件23。
[0023]所述至少一个主级阀9a_d是完全气动的构件，并且用作气动晶体管。所述至少一个主级阀9a-d通过供气通道12而联接在供气网络17上。基于通断式先导级阀装置20通过通道15提供的控制压力，主级阀9a_d被打开和关闭。通过一个或多个主级阀9a_d的流8a，8b限定了定位器的输出，并且这些流8a，8b被输送至促动器2。应该注意，促动器2可包括回动弹簧。在这种情况下，只需要促动器2的其中一个通道的促动，从而使得能够消除一对主级阀，例如主级阀9c和9d或主级阀9a和9b。
[0024]控制电子器件23包括微处理器7。控制电子器件23通过定位在轴杆4上的传感器10而联接在促动器2上。控制电子器件23的处理器7设置为通过传感器10所需要的定位信号而确定是否需要控制作用，并且确定作用的值应该如何。控制作用是通过控制电子器件23作为电信号而提供的，其用作用于控制通断式先导级阀装置的控制信号。
[0025]通断式先导级阀装置20包括第一通断式先导阀18和第二通断式先导阀14，其中第一通断阀18具有输入和输出，在输入处具有第一压力，其在图2中是大气压，并且输出连接在通道15上，并因此连接在主级阀上。这样，在第一压力区域和主级阀之间提供了第一可控制的流体路径。第一压力区域因而设于第一通断式先导阀18的输入上，并且在这个区域中提供了第一压力。第一通断式先导阀18是可控制的，其用穿过阀符号的箭头来表示。第二通断阀14具有输入和输出，在输入处具有第二压力，并且输出连接在通道15上，并因此连接在主级阀上。这样，在第二压力区域和主级阀之间提供了第二可控制的流体路径。第二压力区域因而设于第二通断式先导阀14的输入上，并且在这个区域中提供了第二压力。第二通断式先导阀14也是可控制的，其用穿过阀符号的箭头来表示。为了获得第二压力，第二通断阀14的输入连接到压力控制器13上。压力控制器13可联接在供气通道12上。压力传感器11可联接在供气通道12上，从而感测供气的压力。供气可通过供气调节器16来提供，供气调节器16则联接在供气网络17上。这样第二开关先导阀14连接在气动压力源上。
[0026]如上所述，第一通断阀和第二通断阀均可受到控制，这是单独的控制信号为什么表示从处理器7发送至这两个阀14和18的原因。在图2中，由虚线箭头表示两个这种控制信号。
[0027]在图3中可看出如何实现阀，图3显示了先导阀装置以及控制电子器件23的相关部件的细节。
[0028]控制电子器件的微处理器7产生控制信号，其中每个通断式先导阀有一个控制信号是可能的。控制电子器件23还可包括驱动器24。驱动器24可设置为接收来自微处理器7的控制信号。驱动器24可进一步设置为将控制信号转换成离散值式电信号。驱动器24可进一步设置为将离散值式电信号提供给通断式先导级阀装置的端子19。
[0029]第一通断式先导阀可通过喷嘴25和叶片26来实现。相对于喷嘴25可移动地设置叶片26，从而打开和关闭喷嘴25。该装置还可包括第一电磁促动器22。电磁促动器22可