电射流系统、使其运转的方法及其启动装置的制作方法

专利名称：电射流系统、使其运转的方法及其启动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使电射流系统运转的方法，此系统包括间接电驱动多 位阀的复合装置，其中在正常工作状态下，在多位阀的电驱动领示压 力级获得射流领示控制压力，在可由该领示控制压力级操纵的多位阀 主级获得射流工作压力。
本发明还涉及使电射流系统运转的启动装置，此电射流系统包括 间接电驱动多位阀的复合装置，其中该系统的多位阀包括一个在正常 工作状态下具有射流工作压力的主级，和至少一个具有射流领示控制 压力的领示控制级，且后者可由电控制信号操纵。
最后，本发明考虑一种电射流系统，它具有上述类型的间接电驱 动多位阀的复合装置和启动装置。
背景技术：
对于机器或其它工具的射流动力运转，经常采用电射流系统，后 者按上述说明包括间接电驱动多位阀的复合装置，这些多位阀包括将 射流压力媒质分配给被连接负荷的主级，和用来使它运转的领示控制
级。按这些思路设计的电射流系统在德国专利文献DE 4230414 C2中 有所介绍。
在使这类电射流系统运转时可能出现某些错误，它们与在领示控 制级得到的建立领示控制压力的延迟有关。在开始运转时，例如在运 转经较长时间停歇之后，或者在紧急关停后重新启动运转的情况下， 主级将接收工作压力媒质(它迄今为止是断开的)，且领示控制级将 接收领示控制压力媒质(它迄今为止是断开的)，各领示控制级同时 被电驱动，使它们对主级实行所要求的射流动力控制。各主级由领示 控制级的领示控制压力驱动和定位。但是，各主级只从领示控制压力 的某个压力阈值以后才对压力有反应。直至这个转接领示控制压力建 立之前，各主级将处于至少部分无差别的开关位置，这些位置与原来 预计的开关位置不相符。其结果将使与各主级连接的负荷的动作不受 控制，对各主级提供了也是逐渐增大的工作压力媒质。只有当领示控-制压力达到所需压力水平时，才能达到由电控制装置设定的主级位
置。在这之前不受控制的运动可能造成相互冲突的局面，甚至包括碰 撞工具的损坏。
为了解决这个问题，曾考虑通过增加各主级的工作压力面来降低 它们的反应阈值。但这将使多位阀的尺寸显著增加，这在大多数情况 下是行不通的，或者由于空间狭小而根本做不到。

发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一些措施，以解决启动电射流系 统时被连接负荷的运动不受控制的问题。
这个目的可通过上面所述的方法来达到，因为在射流对领示控制 级起作用后，在主级内的射流动作在时间上是这样安排的，使得在保 证主级转接的开关领示控制压力已经建立，且设定主级初始开关位置 的电控制信号出现在领示控制级之后，工作压力源才加到各主级上。
只要没有为驱动多位阀主级所需的开关领示控制压力，则主级将 因此保持与工作压力源分离。这样就还不能将处于工作压力的媒质按 不受控制的方式送至被连接的负荷。只有等到达到所需的转接领示控 制压力，而且当所有领示控制级已经定好位或者由适当的电气控制按 要求被分别正确设定时，工作压力源才被接通，以使该系统在主级正 确的开关设定下由压力媒质逐渐填充。这种运转方式完全与主级的反 应压力无关，同时还可以使用小型多位阀来保证电射流系统可靠地启
动。优选采用这样的顺序在某个初始时间点，将提供领示控制压力 的领示控制压力源加到领示控制级，而只有在领示控制级的领示控制 压力达到转接领示控制压力之后，才将提供工作压力至主级的工作压 力源加到主级上。为避免延迟，优选在初始时间点和达到转接领示控 制压力之间的某时刻，将设定主级起始开关位置的领示控制级电控制 信号加上，而且最好同时将领示控制压力源加到领示控制级上。
虽然对领示控制压力和工作压力可以采用分开的供给源，但通常 最好有一种装置，其中利用一个相同的压力源，既作为工作压力供给 源，也作为总的供给源。
结合具有上述特征的启动装置，本发明的基本目的也可以利用领 示控制压力供给管道来实现，此供给管道一方面与领示控制压力源， 另一方面与多位阀的领示控制级已经连接或能够被连接，而且在沿其 长度的某个点，此管道具有第一阀门装置，它选择性地断开或接通射
流与领示控制压力源的连接；同时结合一个工作压力供给管道(它一 方面与工作压力源，另一方面与多位阀的主级已经连接或能够被连 接)，而且在沿其长度的某个点，此管道具有第二阀门装置，它选择 性地断开或接通射流与工作压力源的连接，有一个延时开关，它能在 第一阀门装置转接到打开位置之时或之后被激励，此延时开关造成第 二阀门装置延时转接至接通位置(此前是在断开位置)。
按这种设计的启动装置，可以实现前面根据本发明使系统运转的 方法描述的运转方式。在这种情况下，延时开关设计成这样，使由它 造成的延时至少足够长，以便可靠地建立为主级转接所需的转接领示 控制压力。
最好把延时开关设计成延时可以改变。这样就可以不费事地重新 设置延时，特别是在电射流系统必须更新或要更换元件的情况下。
延时开关最好具有中心射流入口，利用它可以连接领示控制压力 供给管道和工作压力供给管道，而且利用它可以连接压力源(尤其是 压缩空气源)和同时提供的领示控制压力媒质及工作压力媒质。
优选把启动装置各元件连在一起成为一个组件。例如，可以把启 动装置设计成让它作为组件包含在阀门装置(包括多位阀)内。比方 说，该启动装置可以是一个启动模块，它象多位阀那样可以安装在阀 门装置的连接板上。
延时开关的形式可以是电气延时开关，射流延时开关或者组合电 射流延时开关。电气(也包括"电子")延时开关最好与电控第二阀 门装置相配合，后者可以是直接或间接电驱动型。间接电驱动第二阀 门装置可以提供放大作用，因而可以很突然地让工作压力媒质具有很 大的流动截面。
射流延时开关最好与射流操纵的第二阀门装置配合使用。它可以 包含一个储存体积，后者从一个时间起始点开始逐渐被压力媒质填 充，第二阀门装置的转接发生在储存体积内达到某个压力水平一定时 间之后。在这种场合下，延时可能受到储存体积填充率设定的影响， 此填充率可以由最好是可调节的输入节流装置来设定。
最后，上述目的还可利用电射流系统来实现，此电射流系统包括 间接电驱动多位阀的复合装置和上述类型的启动装置。多位阀可以是 阀群的组成部分，此阀群与启动装置集合在一起构成单一的组合件。


下面参照附图对本发明加以说明。
图1是实施本发明方法的装置的笫一优选实施例，其中采用电延 时开关。
图2是按本发明的装置的另一个实施例，其中配备射流延时开关。
具体实施例方式
除非特别指明，以下说明适用于上面两种工作例。
图1和2分别示意地代表同样以1标示的电射流系统，包括间接 操纵的多位阀2的复合装置和启动装置3，它可以特别好地使系统投入 运转。为清楚起见，图中用点线将启动装置3框起来。
多位阀2可按任意希望的方式分布在电射流系统1内。它们尤其 可以固定在不同的物体上。但有一种设计特别有利，它让各多位阀2 集结在一起成为阀群4的组成部分。
阀群4包含一块集成或模块型连接板5，板上配备多位阀2。多位 阀2可以从外面安装在连接板5上，或者全部或部分集成在连接板5 内。
换句话说，对于领示控制阀的间接电驱动多位阀2的情况是个问 题。每个阀包括控制射流工作媒质分布的主级6，及与它相关的电射流 领示控制级7。
在原先的方式中，主级6包含至少一个主阀元件，它至少有一个 相关的工作面，该面可能受到领示控制压力媒质的作用，以设定主阀 元件的开关位置和主级6的相应开关位置。领示控制压力媒质的驱动 由领示控制级7控制，根据电激励条件确保至少一个工作面受到领示 控制压力媒质的作用或者是不受其作用。
主级6的转接动作只由射流力或再加上机械弹簧力产生。
领示控制级7通常包括一个或两个电驱动领示控制阀，例如电磁 阀，压电阀或小型静电阀。可以把领示控制级7各元件集结在一起成 为单一的部件，或者局部分布在相关的主级6上面或里面。
领示控制级7通过电导体装置8从电子控制装置11接收电控制信 号，该电子控制装置归属于电射流系统1或处在它外面。
本例中主级6为5/2定向阀的形式。每个阀包括5个口并可以二有两
个开关位置。不过也可以有其它的功能。
所有多位阀2的主级6都与公共工作压力供给管道12相连接。通 过它可以与压力源13连接，压力源提供工作压力媒质。所提供的压力 媒质最好是压缩空气，虽然采用其它气体或液体媒质电射流系统1也 可以运转。
所有主级6进一步与至少一个公共出口管道14和15连接，后者在 气动运转的情况下构成一个排气管道。每个公共出口管道14和15直 接或通过适当的消音器(未示出)与大气连接。
每个主级6还与至少一个、最好是两个独立的动力管道16和17 相连，负荷18可与它连接成能被射流动力操纵的驱动器等。
在各主级6的两种可能开关位置中，可以这样来驱动被连接的负 荷18，使得它的驱动元件22在两个相反方向被选择性地移动。主级6 可以取两个开关位置，在各位置下一个或另一个动力管道17和16与 出口管道14和15中的一个连接。
多位阀2的全部领示控制级7与至少一个公共领示压力供给管道 23相连接。它也可以象工作压力供给管道12 —样与压力源13连接， 后者提供最好是气动领示控制压力媒质。在此例中，工作压力供给管 道12和领示压力供给管道23与公共压力源13相连接。为此启动装置 3包含适当的射流入口 24。但是，对工作压力供给管道12和领示压力 供给管道23也可以有分离的射流入口 ，以便可以相互独立地一方面提 供工作压力媒质，另一方面提供领示控制压力媒质。
通过领示压力供给管道23，每个领示控制级7可以被提供在预定 的领示控制压力下的领示压力媒质。附加的领示控制压力出口管道25 可以把压力卸掉，或者分别使单个领示控制级7排气。所有各领示控 制级7可以与公共领示压力出口管道25相连接，就象每个领示控制级 7可以在需要时具有它自己的领示压力出口管道25。
由领示压力供给管道23提供的领示控制压力媒质，可以按领示控 制级7控制的方式，用来如上所述将主级6移动至所要求的开关位置。
启动装置3基于对多位阀2的主级和领示控制级6和7特别有利的 射流供应，能可靠而完全受控制地使电射流系统投入运转。
正是为了这个目的，启动装置3包含一个第一阀门装置26，它被 安置在领示压力供给管道23上。此第一阀门装置26可以交替地设定 在两个开关位置内，即一方面是通导位置，以便从压力源13流动到领
示控制级7，而另一方面是关断位置，它使压力源13与领示控制级7 分离。笫一阀门装置26最好具有3/2阀门功能，这样处于第一阀门装 置26和领示控制级7之间的领示压力供给管道23的第一管道段23a 在关断位置可以同时被卸载，包括被通到大气中。
第一阀门装置26适用于电力操纵并展现为电激励的启动装置28， 它通过第一电力控制线32与电子控制装置11相连接。
第 一阀门装置26可以是直接或间接驱动的。
在沿工作压力供给管道的适当点有第二阀门装置27，它可以选择 性地取打开位置(将压力源13与主级6连接)或关断位置(将压力源 13与主级6分离)。第二阀门装置27在当前的开关位置是结合延时开 关34由电子控制装置11直接或间接设定的。
在电射流系统正常工作状态下，两个阀门装置26和27都取打开 位置，使得所有主级6和所有领示控制级7都配备着为正常运转所需 的工作压力媒质和领示控制压力媒质。因而在主级6将存在工作射流 压力，而领示控制级7将是领示控制压力。在此正常状态下，由电子 控制装置11实施的领示控制级7的电控制可能影响主级6的开关位 置，并因而影响被连接负荷18的工作状态。
有一些情况必须让电射流系统1停止运转。这可能发生在设备改 装期间或紧急情况下，在这类闲置时期射流系统基本上是压力被释放 或是被排气。更特别的是主级6和领示控制级7的压力被释放。
比方说，为此目的可以把射流入口 24和源13之间的排气阀(图 中未示出)打开，该阀的作用是卸载或排气，使压力可以从工作压力 供给管道12和领示压力供给管道23释放。在此例中也可通过将第一 阀门装置26转换为关断状态来使领示压力供给管道23卸载。
对于传统系统的情况，在电射流系统1闲置一段时间后重新使它 运转可能会有问题，因为这时主级6已经将緩慢到达的工作压力媒质 传至被连接的负荷18，而某些情况下开关还没有在所要求的位置。其 原因是领示控制压力较低，此压力在开始阶段增加很慢，只有经过一 定时间以后才能到达足够的压力水平，以产生相关主级6所需的转接 力。在电射流系统1中此问题可以避免，因为提供工作压力的工作压 力源只有在领示控制级7的转接领示控制压力增大到能保证i级6的 转接之后才与主级6相连接，而且电控制信号(为把领示控制级7定
位于使相关主级处于它们的起始开关位置所必需的)已经被加到领示
控制级7上。
因此，在主级6被"矫正，，后，即移至对启动特别希望的开关位 置后，就给它们提供工作压力媒质。
优选射流对主级6的作用发生在上述启动装置3的延时开关34引 起射流对领示控制级7的作用之后。该延时开关34最好能在第一阀门 装置26从关断位置转接到打开位置之时或之后被激励。当转接成打开 位置时，领示压力供给管道23开始被领示控制压力媒质填充。 一旦预 定的延迟时间终了 ，延时开关34还将使第二开关装置27转接至打开 位置。该延迟时间应足以保证领示压力供给管道23内的压力增加，直 至达到所需的转接领示控制压力。
在图l所示的实施例中，采用电力延时开关34。它在输入一侧与
电子控制装置ll连接并从那儿接收电起始信号。在输出一侧，它可以 在延时之后发出转接信号，此信号通过笫二电控制导体33连至第二阀 门装置27，后者在这种情况下可以是电驱动的。
此例中图1的第二阀门装置27是多级结构。它包括直接处于工作 压力供给管道12上的气动主阀35，此阀35与内领示控制的电操纵领 示控制阀36有一个输入连接。从工作压力供给管道12分支出来的控 制管道37上安置着领示控制阀36，此管道通向主阀35的控制入口 38。 延时开关34的出口与领示控制阀36的电驱动部件42连接。
最好在打开信号连至第一阀门装置26的同时，延时开关34从电 子装置ll接收它的起始信号。在设定的延迟过去之后，转接信号到达 电驱动部件42，使得领示控制阀36 (此前它切断控制入口 38和工作 压力供给管道12之间的连接)被接通并将足够高的控制压力传至控制 入口 38，以把主阀35从原先设定的断开位置转接为打开位置。
利用上述升压功能时最好用大的额定宽度控制主阀35。但电射流 领示控制并非绝对必要。也可以利用转接信号使主阀35直接电驱动。
图2的例子表示射流延时开关34的一种可能设计。
在此特定设计的情况下，第二阀门装置27设计成射流驱动，并可
利用提供给它的射流转接信号(它相应于一个预定的转接压力)，从 由弹簧作用等所设定的断开位置转接为打开位置。这个转接压力是从
笫一阀门装置26转接为打开位置的时刻开始经一定的时间延迟而逐渐
建立起来的。
至于详细情况，可以把各电路做成这样射流延时开关34有一个 储存体积43，它在入口 一侧与领示压力供给管道23的第一管道段23a (处于笫一阀门装置26的下游)相连接，而在出口一侧与笫二阀门装 置27的控制入口 44连接，以接收射流控制信号。与第一阀门装置26 接通的同时，从笫一管道段23a流出的工作压力媒质将流入第一储存 体积43，此储存体积因而在压力不断增加的情况下被逐渐填充。当储 存体积43的填充压力达到所需的转接压力时，第二阀门装置27 (在本 例中为气动2/3定向阀的形式)将被转接到打开位置。
优选由在上游与储存体积43连接的节流装置45决定它的填充 率。此节流装置45处在连接储存体积43和第一管道段的管段内。 节流作用的强度最好可以调节，以便能灵活地设定此填充率，并因而 设定延迟。可用的最大时间标尺由储存体积43的大小设定。
利用朝第一管道段23a方向打开的并联校验阀52，可以在笫一阀 门装置26接到断开位置时将储存体积43清空。
所有各实施例有一个共同特征，即电子控制装置11给领示控制级 7提供电控制信号，这些信号在第一阀门装置26转接至打开位置的同 时设定主级6的起始开关位置。也可以在以后对领示控制级7进行电 控制，虽然这总应该在笫二阀门装置27增加主级6的工作压力之前进 行。
启动装置3可以是与阀群4无关的独立体。那时它可以是所有元 件都集合在一起的部件。因此，用点划线标出的框可代表启动装置3 的基体46，此基体46配备着许多功能元件，而且具有必需的射流管道。
优选将上述射流入口 24开在基体46上，而且电子控制装置ll的 电气接口 47也处在基体46上。另外，基体"可以有一个领示控制压 力射流出口 48和一个工作压力射流出口 49，这些出口 48和49构成分 别安置在领示压力供给管道23和工作压力供给管道12上的射流接 口，通过这些供给管道可产生与阀群4的射流连接。
也可以如图1中的点划线所示，让启动装置3和阀群4集合在一 起成为一个组件。例如除由多位阀2组成的阀门模块外Z启动装置3 可以作为启动模块安装在连接板5上面或里面。需要时也可以让电子 控制装置11成为该组件的一个组成部分。
权利要求
1.一种使包含间接电驱动多位阀(2)的复合装置的电射流系统(1)投入运转的方法，其中在电射流系统(1)正常工作状态下，射流领示控制压力被加到多位阀(2)的电驱动领示控制级(7)，射流工作压力被加到多位阀(2)的主级(6)，此主级(6)可以由领示控制级(7)操纵，这种方法的特征在于射流加到主级(6)的时间应在射流加到领示控制级(7)之后，使得只有在领示控制级(7)处的领示控制压力达到转接领示控制压力水平(此压力水平能保证主级(6)的转接)，且在设定主级(6)起始开关位置的电控制信号出现在领示控制级(7)处之后，工作压力源(13)才加到主级(6)上。
2. 如权利要求l的方法，其特征在于在起始时间点提供领示控 制压力的领示控制压力源(13)与领示控制级(7)相连接，其中为主 级(6)提供工作压力的工作压力源(l3)只在领示控制级(7)处的 领示控制压力达到领示控制级(7)处转接领示控制压力水平之后才加 到主级(6)上。
3. 如权利要求1的方法，其特征在于设定主级(6)起始控制 位置的电控制信号与领示控制压力源同时加到领示控制级(7)上。
4. 如权利要求1至3中任一条的方法，其特征在于 一个及同一 压力源(13)被用作工作压力源和领示控制压力源。
5. —种用来使电射流系统(1)投入运转的启动装置，此电射流 系统包括一些间接电驱动多位阀(2)的复合装置，每个这样的多位阀(2)包含一个主级(6)(它在电射流系统(1)正常工作状态下被提 供射流工作压力)和至少一个领示控制级(7)(它在电射流系统(1) 正常工作状态下被提供领示控制压力，并能被电控制信号驱动)，此 启动装置的特征在于领示压力供给管道(23) —方面与或可以与领 示控制压力源(13)连接，另一方面与或可以与多位阀(2)的领示控 制级(7)连接，在该领示压力供给管道(23)中安置了第一阀门装置(26) ，用来选择性地接通或断开与领示控制压力源(13)的射流连 接。此启动装置的另一个特征是工作压力供给管道(12) —方面与 或可以与工作压力源(13)连接，另一方面与或可以与多位阀(2)的 主级(6)连接，在该工作压力供给管道(23)中安置了第二阀门装置(27) ，用来选择性地接通或断开与工作压力源(13)的射流连接，此启动装置还有一个特征是延时开关(34 )可以在第一阀门装置(26) 转接为接通位置的同时或在这之后被驱动，此延时开关(34)被启动 使得迄今处于关断位置的第二阀门装置(27)延时转接至接通位置。
6. 如权利要求5的启动装置，其特征在于可由延时开关(34) 引起的延迟时间能够可变地调节。
7. 如权利要求5或6启动装置，其特征在于领示压力供给管道 (23)和工作压力供给管道(12)与或可以与一个公共压力源(l3)相连接。
8. 如权利要求7的启动装置，其特征在于射流入口 (24)与或 可以与压力源(13)相连接，同时领示压力供给管道(23)和工作压 力供给管道(12)两者都可以在它们的入口一侧与压力源(13)相连 接。
9. 如权利要求5至8中任一条的启动装置，其特征在于它被设 计成一个组件，包括至少一个与领示压力供给管道(23)和工作压力 供给管道(12)相连接的射流入口 (24)，还包括处于领示压力供给 管道(23)的领示控制压力射流出口 (48)，和处于工作压力供给管 道(12 )的工作压力射流出口 ( 49 )。
10. 如权利要求5至9中任一条的启动装置，其特征在于延时 开关(34)是电延时开关。
11. 如权利要求IO的启动装置，其特征在于电延时开关(34) 是由电起始信号驱动的，此信号是随同笫一阀门装置(26)电转接为 接通位置而产生的，此电延时开关(34)被设计用来在接收起始信号 一定时间后发出一个延迟电转接信号给电驱动的第二阀门装置(27)， 以将后者从关断位置转接为接通位置。
12. 如权利要求10或11的启动装置，其特征在于第二阀门装 置(27)是间接电驱动型。
13. 如权利要求5至9中任一条中的启动装置，其特征在于延 时开关(34)为射流延时开关。
14. 如权利要求13的启动装置，其特征在于第二阀门装置(27)被用来通过具有预定转接压力的射流转接信号进行转接，延时开关 (34)包含一个储存体积(43),它从第一阀门装置(26)转接为接 通位置开始逐渐被压力媒质填充，转接信号取自此储存体积(43)。
15. 如权利要求14的启动装置，其特征在于储存体积(43)的 填充率由安置在上游的节流装置(45)设定。
16. 如权利要求15的启动装置，其特征在于节流装置(45)可 调节储存体积(43)的填充率。
17. 如权利要求14至16中任一条的启动装置，其特征在于储 存体积(43)在上游与管道段(2h)相连接，此管段处于领示压力供 给管道(23)的笫一阀门装置(26)的下游，因此从第一阀门装置(26)转接为接通位置储存体积就自动开始填充操作。
18. —个电射流系统，包括间接电驱动多位阀(2)和如权利要求 5至17中任一条的启动装置(3)的复合装置。
19. 如权利要求18的电射流系统，其特征在于阀群(4)包括 多位阀(2)且与启动装置(3)集合在一起成为一个组件。
20. 如权利要求19的电射流系统，其特征在于阀群(4)包含 一块连接板(5)，它承载着多位阀(2)及启动装置(3)。
全文摘要
本发明叙述使电射流系统(1)投入运转的方法和装置，此系统包含一些间接电驱动多位阀(2)的复合装置，且匹配电射流系统(1)被设计成使得每个多位阀(2)包含一个主级(6)，由它激励电驱动领示控制级(7)，此主级(6)能分配由工作压力源(13)产生的压力媒质。该装置和工作方式是这样选定的，使得只有在已经建立保证主级(6)转接的转接领示控制压力，而且决定主级(6)起始开关位置的控制信号已加到领示控制级(7)以后，工作压力源(13)才与主级(6)相连接。
文档编号F15B13/00GK101109401SQ20071013734
公开日2008年1月23日 申请日期2007年7月20日 优先权日2006年7月22日
发明者M·伯纳 申请人:费斯托合资公司