专利名称：具有打开/关断阀的调节装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种调节装置，具有打开/关断阀，该打开/关断阀可通过气动的调节驱动装置借助于作用于打开/关断阀的调节件调节；位置传感器，该位置传感器检测调节件的实际位置；和电气动位置调节器，该电气动位置调节器通过进风口被供给压缩空气并且取决于实际位置和额定位置在调节压力出口上产生调节压力，调节压力通过激活的电磁阀被输送给调节驱动装置，电磁阀为了实现电磁阀的激活而被供给供电电压，并且在紧急情况下为了使调节驱动装置排气可通过断开供电电压关断。
背景技术：
这样一种调节装置由WO 2008/138949A1、US 2006/0219299A1 或 WO 2008/135417A1 已知。打开/关断阀、特别是紧急断开(ESD =紧急断开)_阀，借助于气动的调节驱动装置或者到达运行位置、例如“开”，或者到达安全位置、例如“关”。利用例如由引导系统输送的供电电压激活的电磁阀将气动的驱动装置和压缩空气供给相连接。在紧急情况下将供电电压断开，以便通过电磁阀使气动的驱动装置排气，从而使得打开/关断阀从运行位置运动到安全位置。为了能够在部分行程测试(Partial-Stroke-Tests)的范畴中检测调节装置的功能性，压缩空气供给通过电子气动的位置调节器来实现。在部分行程测试中，打开/关断阀借助于位置调节器从运行位置经过其调节路程的一部分运动并且随后再次返回运动。位置改变在此这样小，即仅仅轻微干扰并且不必中断在其中安装了打开/关断阀的设备的持续运行。在部分行程测试期间检测并存储了调节运动或者进一步通知引导系统。在由WO 2008/138949A1已知的装置中，为了测试电磁阀而产生电磁阀-测试信号，利用该信号来控制能控制的开关以用于中断电磁阀的电压供给，从而将电磁阀关断并且随后使调节驱动装置排气。接下来，调节件一直运动到预设的位置，当到达该位置时打开极限值开关并且中断电磁阀测试信号朝向能控制的开关的路径。能控制的开关因此重新闭合用于电磁阀的电压供给，其由此激活地重新建立在位置调节器和调节驱动装置之间的气动连接，从而停止调节件的运动并反向进行。如产生电磁阀测试信号一样，这导致了调节件一直持续的钟摆运动，并且由位置调节器探测该钟摆运动以及进一步通知引导系统。在由US 2006/0219299A1中已知的装置中，为了测试电磁阀，通过中断电磁阀的电压供给而短时间地关断该电磁阀，并且监控在电磁阀的、和位置调节器连接的方面以及和调节驱动装置连接的方面之间的压力差。如果在短时间关断电磁阀时，在调节驱动装置方面的压力显著下降，而由位置调节器提供的压力很大程度上保持不变，则电磁阀的测试被评估为成功的。在由WO 2008/135417A1已知的装置中，部分行程测试和电磁阀的测试在一个唯一的测试过程中进行，其方法是，关断电磁阀，借助于位置调节器检测调节件的调节运动并且监控是否实现预设的路程变化，以及当实现预设的路程变化时重新激活电磁阀。
在专利文献PCT/EP2008/059316中为了减少技术投入而提出，使得电子气动的位置调节器直接地、也就是说在中间不接入能由供给电压控制的电磁阀的情况下，和气动的调节驱动装置相连接。换而言之，位置调节器在电源一侧连接在供给电压上并且设计用于， 在电源中断时使调节驱动装置排气。在位置调节器中，还存储了例行程序，用于实施部分行程测试。在具有打开/关断阀的调节装置中，电子气动的位置调节器也就能够实施部分行程测试并且能够实现或者说支持电磁阀的测试。通过预设位置调节器而不会降低调节装置的安全性，这是因为调节驱动装置在紧急情况下始终通过电磁阀排气并且因此使得打开/ 关断阀进入到安全位置中。然而，如果在非紧急情况时，干扰位置调节器或其供电电源的后果是电磁阀的压缩空气供给中断并且打开/关断阀被带入到安全位置中，则通过位置调节器的存在能使调节装置的可用性降低。
发明内容
根据本发明该目的由此实现，即在开头所述类型的调节装置中，在位置调节器的进风口和电磁阀之间存在能控制的阀装置，其通过能由调节件操纵的位置极限值传感器和 /或检测电磁阀上的调节压力的压力极限值传感器来控制，并且当位置极限值传感器探测到达到调节件的预设的操作位置或压力极限值传感器探测到低于预设的最小压力时，能控制的阀装置将电磁阀直接和进入空气相连接。当也就是由于位置调节器的干扰而其自身排气时，其由于电磁阀上的调节压力的相应的下降和/或由于调节件从运行位置中向外相应的移动运动(Verfahrbewegung)而被探测到，紧接着这样控制能控制的阀装置，即电磁阀不再通过位置调节器而是直接地被供给进入空气。调节装置的安全性由此不会降低，这是因为调节驱动装置一如既往地在紧急情况下通过电磁阀排气并且因此将打开/关断阀带入到安全位置上。优选地，能控制的阀装置由在进风口、调节压力出口和电磁阀之间的三通阀组成， 该三通阀使得电磁阀或者是和位置调节器的调节压力出口或者是直接和进入空气相连接。压力极限值传感器可以直接机械地控制阀装置。但也可能的是，压力极限值传感器恰好如同位置极限值传感器那样电控制阀装置。为此，能电控制阀装置并且通过设计为极限值开关的位置-或压力-极限值传感器和供给电压相连接。当调节件达到预设的移动位置(Verfahrposition)时或当所检测的调节压力低于预设的最小压力时，在调节件的运行位置中的或在足够高的调节压力下断开的极限值开关闭合。由此，供给电压接通到阀装置上，其随后使得电磁阀直接地和进入空气相连接。当供给电压中断时，阀装置不取决于极限值开关的开关位置地保持关断并且使得电磁阀和位置调节器的调节压力出口相连接。如已经说明地，通过位置调节器为电磁阀所提供的调节压力更剧烈的下降而导致了阀装置的转换，这种转换通过阀装置使电磁阀直接地和进入空气相连接来实现。压力极限值传感器随后重新检测更高的压力并且调节件重新运动返回到运行位置中，从而阀装置也重新返回接通并且使得电磁阀和位置调节器的调节压力出口相连接。如果随后，由位置调节器为电磁阀所提供的调节压力始终还过低，则阀装置被重新转换。这个过程一直重复， 和位置调节器的干扰所持续的时间一样长。由此形成调节件的钟摆运动，其优选地由位置调节器的位置传感器检测并且记录在位置调节器中和/或由其作为错误报告给上一级的引导系统。可替换地或补充地，调节压力的周期性波动也可以由压力极限值传感器检测并且记录在位置调节器中和/或由其作为错误进行报告。如果位置-或压力-极限值传感器如上述地设计为极限值开关，则可以为了探测位置调节器的错误或干扰，在辅助电路(信号灯线路)中检测了极限值开关的开关动作。在调节装置中，电子气动的位置调节器在中间未接入能由供给电压控制的电磁阀的情况下直接和气动的调节驱动装置连接，就该调节装置而言，在电源一侧连接在供给电压上并且设计用于，在电源中断时使调节驱动装置排气，本发明的目的以类似的方式由此实现，即在位置调节器的进风口和调节驱动装置之间存在能电激活的阀装置，其在被动状态下使得调节驱动装置直接地和进入空气相连接并且通过能由调节件操纵的位置极限值传感器和/或检测电磁阀上的调节压力的压力极限值传感器来控制，其中极限值传感器设计为使阀装置和供给电压连接的极限值开关，当调节件达到预设的移动位置时或当检测的调节压力低于预设的最小压力时，该极限值开关闭合。
为了进一步说明本发明，下面参考了附图，图中示出图1示出了根据本发明的、具有电磁阀的调节装置的第一个实施例，图2示出了第二个实施例，和图3示出了根据本发明的、没有电磁阀的调节装置的另一个实施例，其中相同的或相应的部分以一致的参考标号标注。
具体实施例方式图1示出了调节装置，其具有气动的调节驱动装置1，该调节驱动装置通过在此为提升杆形式的调节件2、在流体流过的管路4中的打开/关断阀3来操纵。打开/关断阀3 具有运行位置，其在该运行位置中打开或关断；和设置用于紧急情况的安全位置，其在该安全位置中关断或打开。调节驱动装置1通过具有布置在其中的电磁阀6的气动管路5连接在位置调节器8的调节压力出口 7上，位置调节器在进风口 9处被供给压缩空气(进入空气)。位置传感器10检测调节件2的实际位置并且将其发送给位置调节器8，位置调节器取决于实际位置和能预设的额定位置在其调节压力出口 7上调节变化的调节压力，以便使得调节件2和阀3运动到额定位置上、例如是运行终端位置的95%。为了预设额定位置， 位置调节器8可以通过通信线路11、例如是4-20mA线路和引导系统12相连接。电磁阀6设计为三通阀并且从引导系统12通过线路13获得输送的供给电压Vs。在紧急情况下接通供给电压Vs，从而激活了电磁阀6并且使得位置调节器8的调节压力出口 7和调节驱动装置1气动连接。在紧急情况下，引导系统12断开供给电压Vs， 从而随后关断的电磁阀6将调节驱动装置1和位置调节器8分离并且取而代之通过电磁阀出口 14进行排气。调节驱动装置1随后无压并且使得调节件2和阀3，例如在调节驱动装置1中的弹簧的作用下运动到安全位置中。关断和以后重新激活电磁阀6也可以额外地在调节装置自身上进行，其方法是，能控制的开关15在线路13的路线中断开或重新闭合。在由引导系统12自动地以规律性的时间间隔触发的部分行程测试中，打开/关断阀4在激活电磁阀6时短时间地从各当前位置运动经过其调节路程的一部分并且随后重新反向运动。位置变化在此是这样小，即仅仅轻微干扰并且不必中断在其中安装了阀3的设备的持续运行。在每次测试中，调节件2或阀3的、达到的实际位置例如通过通信线路11 传输至引导系统12并且在那里存储和记录。部分行程测试取决于此被评估为成功的，即预设的位置变化在最小时间内达到或位置变化在预设时间内达到最小值。以这种方式可以确定，阀3被闭锁或反应过慢。在每次或每η次部分行程测试之后，测试了电磁阀6的功能性，为此将其关断。引导系统12为此产生了电磁阀测试信号MVT，利用该信号打开能控制的开关15。电磁阀测试信号MVT通过极限值开关16输送给能控制的开关15，该极限值开关在调节件2的运行位置上闭合并且在调节件2的预设的位置上断开。预设的位置在调节件2从运行位置中向外运动较少、例如是调节路程的10至20%的情况下而达到。作为对于由引导系统12产生的电磁阀测试信号MVT的反应，能控制的开关15中断电磁阀6的电压供给，从而其关断并且随后使调节驱动装置1排气。接下来，调节件2 —直运动到预设的位置，在该位置上断开极限值开关16并且中断电磁阀测试信号MVT朝向能控制的开关15的路径。能控制的开关15 因此重新闭合用于电磁阀6的电压供给，其由此激活地重新建立在位置调节器8和调节驱动装置1之间的气动连接，从而其停止调节件2的运动并促使其反向运动。这导致了，即极限值开关16重新闭合并且现有的电磁阀测试信号MVT重新接通到能控制的开关15，从而将其打开，关断电磁阀6并且使得调节件2重新运动到预设的位置。这个过程一直持续，正如引导系统12产生电磁阀测试信号MVT，从而调节件2围绕预设的位置摆动。在此由位置传感器10检测的位置通过位置调节器8传输给引导系统12并且在那里为了记录的目的而被存储。在图2中示出的调节装置中，部分行程测试和电磁阀6的测试在一个唯一的测试过程中进行，为此引导系统12自动地将相应的指令通过通信线路11发出到位置调节器8。 位置调节器随后产生了控制信号，用于断开能控制的开关15，从而关断电磁阀6并且作为其结果使调节驱动装置1排气。随后开始的调节件2的运动由位置传感器10检测并且输送给位置调节器8。其监控调节件2的调节运动是否实现能参数化的预设路程变化以及在实现这个预设的路程变化时产生用于闭合能控制的开关15的控制信号，从而电磁阀6重新激活并且重新建立在位置调节器8和调节驱动装置1之间的气动连接。位置调节器8现在将调节件2和阀3在测试之前重新回调到运行位置中，其中现在也检测到调节运动。位置调节器8将测试结果传输到下一步的在引导系统12上的处理和分析。在位置调节器8被干扰时，例如在其电源中断时，可能导致其通过出口 17来排气， 从而使调节压力出口 7上的调节压力下降。其后果是，即调节驱动装置1的压缩空气供给中断并且打开/关断阀3被带入到安全位置上，而不存在紧急情况。为了防止这一点，在位置调节器8的进风口 9和电磁阀6之间存在能控制的阀装置18，其在位置调节器8的所描述的干扰情况下使得电磁阀6直接地和进入空气相连接并且因此保持调节驱动装置1的压缩空气供给。能控制的阀装置18由在进风口 9、调节压力出口 7和电磁阀6之间的三通阀组成，其使得电磁阀6或者和位置调节器8的调节压力出口 7或直接地和进入空气相连接。在图1中示出的调节装置是设计为电磁三通阀的阀装置18，其通过能由调节件2 操纵的、极限值开关形式的位置极限值传感器19连接在供给电压Vs上。在阀3的运行位置上断开了极限值开关19，从而关断电磁三通阀18并且使得电磁阀6和位置调节器8的调节压力出口 7相连接。如果由于位置调节器8的干扰，位置调节器通过出口 17使调节驱动装置1排气并且作为其结果，调节件2达到预设的移动位置、例如是运行终端位置的95%， 则极限值开关19闭合，其中，随后激活的电磁三通阀18使得电磁阀6和进入空气相连接。 调节件2的运动由此停止并且在运行终端位置的方向上反向运动，从而极限值开关19重新闭合并且随后激活的电磁三通阀18使得电磁阀6重新和位置调节器8的调节压力出口 7 相连接。对于中断调节驱动装置1通过位置调节器8的压缩空气供给的持续时间而言，也就导致了调节件2的钟摆运动，其由位置调节器8探测到并且可以通过通信线路11报告引导系统12。该报告例如也可以通过在此未示出的极限值开关19的辅助触点在引导向引导系统12的辅助电路中进行，或者例如检测了例如在从供给电压Vs到极限值开关19的连接路径中的电流，或者如虚线表示地、在阀装置18上的电压。如果供给电压Vs中断或者作为对于紧急情况的反应而由引导系统12切断，则电磁三通阀18保持关断并且电磁阀6使调节驱动装置1排气。在图2中示出的调节装置中，阀装置18由检测在电磁阀6上的调节压力的压力极限值传感器20机械地控制，其中，当压力极限值传感器20探测到低于预设的最小压力时， 阀装置18使得电磁阀和进入空气相连接。在此也对于中断电磁阀6的压缩空气供给的持续时间而言，通过位置调节器8导致了调节件2的钟摆运动，其可以由位置调节器8探测到并且报告引导系统12。报告可以可替换地通过在此未示出的、压力极限值传感器20的辅助触点在朝向引导系统12引导的辅助电路中进行。压力极限值传感器20可以类似于图1中的极限值开关19同样设计为极限值开关，其当所检测的调节压力低于预设的最小压力时断开。在图1和2中示出的阀装置18具有位置极限值传感器19或压力极限值传感器 20，这些阀装置彼此相对地更换，或共同地、相互补充地设置。图3最后示出了类似于在图1中的调节装置，其主要区别在于，即位置调节器8自身承担了电磁阀6的功能并且为此在电源一侧连接在供给电压Vs上并且设计用于，在电源中断时使气动的调节驱动装置1排气。如果供给电压Vs中断或者其被切断，那么位置调节器8通过其出口 17使调节驱动装置1排气，阀3从而进入到安全位置中。只要供给电压Vs 施加在位置调节器8上，则其相应于存储的额定值调节阀位置，该额定值比阀3的运行终端位置小一个低的数值、例如是3%。由此调节始终是主动的，这减少了在位置调节器8的气动的出口级中的出口阀的“粘牢”。部分行程测试可以选择性地手动地通过位置调节器8上的操作元件，通过经通信线路11传输至位置调节器8的信号或以规律间隔通过包含在位置调节器8中的定时脉冲发生器触发。如果由于错误或干扰而使位置调节器8排气，则尽管供给电压Vs被施加并且不存在紧急情况，调节件2仍从其运行位置中运动出来，直到位置极限值开关19闭合并且使得电磁三通阀18和供给电压Vs相连接。这样激活的电磁三通阀18将调节驱动装置1从调节压力出口 7接通到进入空气9，从而调节件2重新返回运动。对于中断位置调节器8的持续时间而言，也就导致了调节件2的钟摆运动，其，只要位置调节器8还具有能力，由该位置调节器探测并且可以通过通信线路11报告引导系统12。在所示出的实施例中，报告由此进行，即极限值开关19的开关动作通过阀装置18上的电压检测并且通过报告线路21报告引导系统12。
权利要求
1.一种调节装置，具有打开/关断阀(3)，所述打开/关断阀可通过气动的调节驱动装置(1)借助于作用于所述打开/关断阀(3)的调节件(2)调节；位置传感器(10)，所述位置传感器检测所述调节件( 的实际位置；和电气动位置调节器(8)，所述电气动位置调节器通过进风口(9)被供给压缩空气并且取决于所述实际位置和额定位置在调节压力出口(7)上产生调节压力，所述调节压力通过激活的电磁阀(6)被输送给所述调节驱动装置 (1)，所述电磁阀(6)为了实现所述电磁阀的激活而被供给供电电压(Vs)，并且在紧急情况下为了使所述调节驱动装置(1)排气可通过断开所述供电电压(Vs)关断，其特征在于，在所述位置调节器⑶的所述进风口(9)和所述电磁阀(6)之间存在能控制的阀装置(18)， 所述能控制的阀装置通过可由所述调节件( 操纵的位置极限值传感器(19)和/或检测在所述电磁阀(6)上的调节压力的压力极限值传感器00)来控制，并且当所述位置极限值传感器(19)探测到达到所述调节件O)的预设的操作位置或所述压力极限值传感器00) 探测到低于预设的最小压力时，所述能控制的阀装置将所述电磁阀(6)直接和进入空气相连接。
2.根据权利要求1所述的调节装置，其特征在于，所述能控制的阀装置(18)由在所述进风口(9)、所述调节压力出口(7)和所述电磁阀(6)之间的三通阀组成。
3.根据权利要求1或2所述的调节装置，其特征在于，所述阀装置(18)可电控制并且通过设计为极限值开关的所述极限值传感器(19，20)和所述供电电压(Vs)连接。
4.根据权利要求3所述的调节装置，其特征在于用于检测所述极限值开关的开关动作的辅助电路。
5.根据权利要求1或2所述的调节装置，其特征在于，所述压力极限值传感器00)机械地作用于所述阀装置(18)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的调节装置，其特征在于，所述位置调节器(8)设计用于检测通过往复开关所述能控制的阀装置(18)引起的、所述调节件O)的钟摆运动。
7.一种调节装置，具有打开/关断阀(3)，所述打开/关断阀可通过气动的调节驱动装置(1)借助于作用于所述打开/关断阀(3)的调节件(2)调节；位置传感器(10)，所述位置传感器检测所述调节件O)的实际位置；和电气动位置调节器(8)，所述电气动位置调节器通过进风口(9)被供给压缩空气并且取决于所述实际位置和额定位置在调节压力出口(7)上产生用于所述调节驱动装置(1)的调节压力，其中所述电气动位置调节器(8)直接在没有电磁阀的中间电路的情况下和所述调节驱动装置(1)连接，在电源一侧连接在供电电压(Vs)上并且设计用于，在电源中断时使所述调节驱动装置(1)排气，其特征在于，在所述位置调节器(8)的所述进风口(9)和所述调节驱动装置(1)之间存在可电激活的阀装置(18)，所述可电激活的阀装置使所述调节驱动装置(1)在被动状态下和所述调节压力出口(7)相连接以及在主动状态下直接和进入空气相连接，并且通过可由所述调节件(2)操纵的位置极限值传感器(19)和/或检测在所述电磁阀(6)上的调节压力的压力极限值传感器00)来控制，其中所述极限值传感器(19，29)设计为将所述阀装置(18)和所述供电电压(Vs)相连接的极限值开关，当所述调节件(2)达到预设的操作位置或检测到的调节压力低于预设的最小压力时，所述极限值开关闭合。
8.根据权利要求7所述的调节装置，其特征在于，所述能控制的阀装置(18)由在所述进风口(9)、所述调节压力出口(7)和所述电磁阀(6)之间的三通阀组成。
9.根据权利要求7或8所述的调节装置，其特征在于用于检测所述极限值开关的开关动作的辅助电路。
10.根据权利要求7，8或9所述的调节装置，其特征在于，所述位置调节器(8)设计用于，检测通过往复开关所述能控制的阀装置(18)引起的、所述调节件O)的钟摆运动。
全文摘要
为了提高调节装置的可用性，在进风口(9)和电磁阀(6)之间存在能控制的阀装置(18)，该能控制的阀装置通过可由调节件(2)操纵的位置极限值传感器(19)和/或检测在电磁阀(6)上的调节压力的压力极限值传感器控制，并且当位置极限值传感器(19)探测到达到调节件(2)的预设的操作位置或压力极限值传感器探测到低于预设的最小压力时，该能控制的阀装置将电磁阀(6)直接和进入空气相连接。
文档编号F16K37/00GK102301171SQ201080005665
公开日2011年12月28日 申请日期2010年1月21日 优先权日2009年1月28日
发明者克劳斯-彼得·黑尔 申请人:西门子公司