用于控制具体用于液压机器的液压缸的移动的装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种控制装置(16)，其包括阀(26)，阀(26)包括经由第一液压连接(32)连接于缸(6)的第一室(22)且经由第二液压连接(34)连接于缸(6)的第二室(24)的本体(30)。装置包括连接于第一促动流体源(40)的第一液压导管(42)，以及连接于第二促动流体源(44)的第二液压导管(46)，所述液压导管(42,46)与阀(26)的本体(30)连通，所述阀(26)还包括分配装置(56)，其能够在阀(26)的本体(30)内在第一位置与第二位置之间移动，在该第一位置，分配装置(56)使第一液压连接(32)和第一液压导管(42)流体连通，在该第二位置，分配装置(56)使第二液压连接(34)和第二液压导管(46)流体连通。
【专利说明】用于控制具体用于液压机器的液压缸的移动的装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制包括形成设计成接收促动流体的第一室和第二室的本体的类型的液压缸的移动的控制装置，所述室通过活塞与彼此分开，该活塞能够在本体中沿第一方向和第二方向移动，沿该第一方向，第一室的容积增大而第二室的容积减小，沿该第二方向，第二室的容积增大而第一室的容积减小，控制装置包括阀，该阀包括本体，该本体通过第一液压连接来连接于缸的第一室，并且通过第二液压连接来连接于缸的第二室。
[0002]本发明还涉及一种控制液压机器的环形闸的移动的、包括此类控制装置的控制系统，并且涉及包括此类控制系统的液压机器。
【背景技术】
[0003]涡轮、泵或涡轮泵类型的液压机器大体上包括流道和允许控制水供应至流道的环形闸。为此，环形闸能够在其允许水从供应流道的导管经过的开启位置与其闭合导管的闭合位置之间移动。此类环形闸的移动以已知方式由多个液压缸控制，其杆连接于环形闸，并且其移动借助于阀控制。因此，缸中的杆的移动引起供应流道的导管中的环形闸的移动。当缸的活塞和因此杆沿第一方向移动时，活塞使环形闸朝其开启位置升高，并且当它们沿与第一方向相反的第二方向移动时，环形闸朝其闭合位置降低。
[0004]将容易理解的是，对于大型液压机器，其中环形闸非常重且庞大，由于该环形闸的重量，故朝闭合位置的移动需要的力比环形闸升高期间朝开启位置移动的力显著更小。
[0005]因此，必要的是在活塞沿第一方向移动时比在它们沿第二方向移动时以更高压力供应缸。
[0006]提出成通过允许对缸的供应在第一压力与第二压力之间切换来解决该问题的已知控制装置为复杂的，并且除控制阀之外还需要添加许多构件。这些构件需要棘手的设置和艰苦的维护介入。
【发明内容】
[0007]本发明的目的中的一个在于通过提出一种控制装置来减轻这些缺点，该控制装置以简单且可靠的方式允许对缸的供应在第一压力与第二压力之间切换，并且这不需要将构件添加于控制装置。
[0008]为此，本发明涉及一种上述类型的控制装置，其中阀还包括旨在连接于第一促动流体源的第一液压导管，以及旨在连接于第二促动流体源的第二液压导管，所述液压导管与阀的本体连通，所述阀还包括分配装置，其能够在阀的本体中在第一位置与第二位置之间移动，在该第一位置，分配装置使第一液压连接和第一液压导管流体连通，在该第二位置，分配装置使第二液压连接和第二液压导管流体连通。
[0009]因此，从第一供应压力切换至供应至缸的第二供应压力通过使分配装置从其第一位置切换至其第二位置来以简单的方式执行，分别允许了缸的第一室连接于第一促动流体源，并且允许了缸的第二室连接于第二促动流体源，并且通过安排这些源来以不同压力注入促动流体。因此，控制装置特别简单，并且不需要添加阀外侧的附加构件。本发明允许了通过改变控制该缸的移动的阀的结构来简单地以两个不同压力供应缸。
[0010]按照根据本发明的控制装置的其它特征:
分配装置防止了第一液压连接与第二液压导管之间以及第二液压连接与第一液压导管之间的流体连通，而不论所述分配装置的位置；
装置包括连接于阀的第一液压导管并且布置成将促动流体以第一压力注入到阀的本体中的第一促动流体源，以及连接于第二液压导管并且布置成以第二压力将促动流体注入到阀的本体中的第二促动流体源，第一压力高于第二压力；
第一压力大致在6013511~到25013511~之间，并且第二压力大致在1013511~到7013511~之间；装置还包括连接于阀的本体的促动流体的至少一个储槽，分配装置在其处于其第一位置时使第二液压连接与所述储槽流体连通，以便在活塞沿第一方向移动时将促动流体从缸的第二室排放，并且在其处于其第二位置时使第一液压连接与所述储槽流体连通，以便在活塞沿第二方向移动时将促动流体从缸的第一室排放；
阀包括将第一液压连接连接于第一液压导管的第一隔间，以及将第二液压连接连接于第二液压导管的第二隔间，分配装置布置成在其处于其第一位置时开启第一隔间并且闭合第二隔间，并且在其处于其第二位置时开启第二隔间并且闭合第一隔间；
阀包括控制分配装置在其第一位置与其第二位置之间移动的器件，所述器件包括将分配装置从其第一位置朝其第二位置推动的推力器件，以及趋于使其朝其第一位置返回的将约束施加在分配装置上的约束器件。
[0011]本发明还涉及一种用于控制包括流道的类型的液压机器的环形闸的移动的系统，环形闸限定闭合轮廓，并且能够在向流道供应水的至少一个管路的开启位置和闭合位置之间移动，系统包括至少一个液压缸，其包括形成设计成接收促动流体的第一室和第二室的本体，所述室通过活塞与彼此分开，该活塞能够在本体中沿第一室的容积增大而第二室的容积减小的第一方向移动，以及沿第二室的容积增大而第一室的容积减小的第二方向移动，杆连接于所述活塞和环形闸，以使活塞沿其第一方向的移动导致环形闸朝其开启位置的移动，并且活塞沿其第二方向的移动导致环形闸朝其闭合位置的移动，系统包括如上文限定的控制装置，所述装置的第一液压连接连接于所述缸的第一室，并且所述装置的第二液压连接连接于所述缸的第二室，以便通过分配装置在其第一位置与其第二位置之间的移动来控制活塞沿第一方向和沿第二方向的移动。
[0012]按照根据本发明的控制系统的另一个特征，包括多个液压缸，其杆连接于环形闸，并且围绕所述环形闸的周边分布，各个液压缸的移动由如上文限定的控制装置控制。
[0013]本发明还涉及一种涡轮、泵或涡轮泵类型的液压机器，其包括流道和能够在向流道供应水的至少一条管路的开启位置与闭合位置之间移动的环形闸，液压机器包括如上文所述的控制系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]本发明的其它方面和优点将通过阅读以实例的方式给出且参照附图进行的以下描述而变得显而易见，在该附图中:
图1为根据本发明的液压机器的截面中的示意性描绘， 图2为根据本发明的控制系统的示意性描绘，示出了具有处于第一位置的分配装置的控制装置，
图3为图2的控制系统的示意性描绘，分配装置处于其第二位置，以及图4为控制装置的阀的截面中的示意性描绘。
【具体实施方式】
[0015]尽管参照允许控制液压机器的环形闸的移动的控制系统给出了描述，但将认识到的是，每当缸需要根据该缸的活塞移动的方向交替地供应有两个不同压力时，本发明的控制装置可改造成适于其它类型的控制系统。
[0016]在描述中，形容词“液压”可表示缸促动流体，如，油，或流过液压机器的水。
[0017]参照图1，给出了液压机器1的描述，其包括流道2、环形闸4，以及属于控制环形闸4的移动的系统的至少一个液压缸6。环形闸4沿主方向1(例如，垂直方向)在向流道2供应水的管线8的开启位置与闭合位置之间移动。在图1中，环形闸4处于其闭合位置，并且闭合管线8。在其开启位置(未绘出)，环形闸4沿方向X升高，以开启管线8与流道2之间的通路。在可为涡轮、泵或涡轮泵类型的液压机器1的情况下，管线8由称为“外壳”的壳形成。环形闸4安装在固定导叶10与活动边门12之间，活动边门12朝流道2引导水流。以已知方式，环形闸4具有闭合的例如环形的轮廓，并且围绕大致平行于方向X的轴线延伸。其移动可由围绕环形闸4的外周分布的多个液压缸6控制。各个缸6包括杆14，其连接于环形闸4并且沿环形闸4的行进方向X延伸，以使杆14的移动引起环形闸4移动。
[0018]此类液压机器1和此类环形闸4是已知的，并且将不在这里更详细描述。本领域的技术人员将能够参照文献10-2011/089361，用于关于此类环形闸的结构和使用缸6的在开启位置与闭合位置之间的其移动的控制，以及这些缸的移动如何与彼此同步的另外的细节。
[0019]描述的其余部分将更具体地集中于描述用于控制用于移动环形闸4的缸6中的一个的移动的装置16。
[0020]图2和3中示意性地绘出了缸6和控制其移动的控制装置16。
[0021]液压缸6为双重作用的液压缸，其基本上包括具有内部容积的本体18，活塞20以如下方式布置在该内部容积内，以便在第一室22与第二室24之间划分内部容积。活塞20装固于杆14，杆14在第一室22中延伸，而第二室24对于杆14在活塞20的另一侧上延伸。活塞20和因此杆14能够在本体18中沿第一方向平移移动，该第一方向平行于主方向X并且由图1中的箭头八绘出,沿该方向，第一室22的容积增大而第二室24的容积减小，并且沿与第一方向八相反且由图2中的箭头8绘出的第二方向平移移动，沿该方向，第二室24的容积增大而第一室22的容积减小。当活塞20沿第一方向八移动时，杆14拉动环形闸4来将其升高，并且使其朝其开启位置移动，并且当活塞20沿第二方向8移动时，杆14推动环形闸4，以便将其降低并且使其朝其闭合位置移动。
[0022]以已知方式，活塞20沿第一方向或第二方向的移动通过将控制流体(例如，油)注入到第一室22或第二室24中来实现。
[0023]该注入经由现在将描述的控制装置16控制。
[0024]控制装置16包括设有限定内部容积30的本体28的阀26。
[0025]阀26包括与缸6的第一室22的第一液压连接32和与缸6的第二室24的第二液压连接34。“液压连接”意思是使阀26的内部容积30与活塞的第一室22或第二室24流体连通的导管等。这些液压连接未在图中详细绘出，并且可具有用于将缸6连接于阀26的任何适合的形式，给出了由液压机器1形成的环境引起的考虑。
[0026]第一液压连接32通向限定在阀26的本体30中的第一隔间36，并且第二液压连接34通向限定在阀26的本体30中的第二隔间38。
[0027]第一隔间36还经由第一液压导管42与第一促动流体源40流体连通，并且第二隔间38经由第二液压导管46与第二促动流体源44流体连通。
[0028]第一促动流体源40布置成将促动流体以第一压力注入到第一隔间36中。例如，该第一压力大致在6013511~到25013511~之间。
[0029]第二促动流体源44布置成将促动流体以第二压力注入到第二隔间38中。例如，该第二压力大致在到7013211~之间。
[0030]因此，第一压力比第二压力高得多，允许了活塞20的移动适于如随后将描述的环形闸4的移动所需的力。由第一源40和第二源44注入的促动流体大致相同，并且例如为油。
[0031]控制装置16还包括经由液压导管50与第三隔间52和第四隔间54连通的促动流体的储槽48，第三隔间52和第四隔间54限定在阀26的本体30中，并且分别与第一液压连接32和第二液压连接34流体连通，以便使缸6的第一室22和第二室24与促动流体的储槽48流体连通。根据一个实施例，控制阀16包括两个储槽48，一个用以接收来自第一室22的促动流体，而另一个用以接收来自第二室24的促动流体。
[0032]控制装置16还包括用于开启和闭合缸6、第一促动流体源40、第二促动流体源44和促动流体储槽48之间的各种流体连通的分配装置56。
[0033]为此，如图4中所绘，分配装置56由本体58形成，本体58能够在阀26的本体30中移动并且具有大直径区段60，其直径或多或少等于阀26的本体30的直径，以便在这些区段60的位置处填充阀26的内部容积，以及较小直径的区段62，其直径显著小于阀26的本体30的直径，以便使阀26的内部容积的部分在这些区段62的位置处开启。此类分配装置56例如形成为滑阀滑块。
[0034]分配装置的本体58能够在第一位置(图2)与第二位置(图3)之间移动，允许了分别向缸6的第一室22和第二室24供应促动流体。
[0035]在第一位置，分配装置56的本体58的直径减小的区段62在第一隔间36中，并且在将第一促动流体源40连接于阀的本体30的第一液压导管42与将缸6的第一室22连接于阀的本体30的第一液压连接32之间的路径中。因此，如由图2中的标记所指示，促动流体在第一压力下从第一源40流至缸6的第一室22。将促动流体注入到缸6的第一室
22中趋于沿第一方向八推动活塞20，并且因此推动杆14，允许了环形闸4升高。
[0036]同样在第一位置，分配装置56的本体58的大直径区段60在将第二促动流体源44连接于阀26的本体30的第二液压导管46与将缸6的第二室24连接于阀26的本体30的第二液压连接34之间的路径中。因此，第二室24并未供应有促动流体。相反，在第一位置，直径减小的区段62在将储槽48连接于第四隔间54的液压导管50与第二液压连接34之间的路径中，以使促动流体使缸的第二室24在活塞20沿第一方向八的推力的作用下，并且填充储槽48，如由图2中的标记4所指示。
[0037]在第一位置，分配装置的本体58的大直径区段60在将储槽48连接于第三隔间52的液压导管50与第一液压连接32之间的路径中，以便防止促动流体从缸6的第一室22流至储槽48。
[0038]在第二位置，分配装置56的本体58的直径减小的区段62在第二隔间38中，并且在将第二促动流体源44连接于阀的本体30的第二液压导管46与将缸6的第二室24连接于阀的本体30的第二液压连接34之间的路径中。因此，如由图3中的标记12所指示，促动流体在第二压力下从第二源44流至缸6的第二室24。将促动流体注入到缸6的第二室24中趋于沿第二方向8推动活塞20，并且因此推动杆14，允许环形闸4降低。
[0039]同样在第二位置，分配装置56的本体58的大直径区段60在将第一促动流体源40连接于阀26的本体30的第一液压导管42与将缸6的第一室22连接于阀26的本体30的第一液压连接32之间的路径中。因此，第一室22并未供应有促动流体。相反，在第二位置，直径减小的区段62在将储槽48连接于第三隔间52的液压导管50与第一液压连接32之间的路径中，以使促动流体使缸的第一室22在沿第二方向8的活塞20的推力的作用下，并且填充储槽48，如由图3中的标记22所指示。
[0040]在第二位置中，分配装置的本体58的大直径区段60在将储槽48连接于第四隔间54的液压导管50与第二液压连接34之间的路径中，以便防止促动流体通过缸6的第二室22流至储槽48。
[0041]分配装置的本体58还包括大直径中心区段63，其在第一隔间36与第二隔间38之间延伸，并且布置成防止这些隔间之间的任何流体连通，而不论分配装置56的位置。因此，防止了第一液压连接32与第二液压导管46之间和第二液压连接34与第一液压导管42之间的任何流体连通。这保证了缸6的室中的一个不可能从错误的分配流体源供应，而不论分配装置56的位置。大直径中心区段63定位在两个直径减小的区段62之间，分别允许了在本体58处于第一位置时促动流体经过第一液压导管42与第一液压连接32之间，并且在本体58处于第二位置时促动流体经过第二液压导管46与第二液压连接34之间。
[0042]分配装置56的本体58在阀26的本体30中在第一位置与第二位置之间平移移动由控制器件驱动，该控制器件包括用于将分配装置56从其第一位置朝其第二位置推动的推力器件64，以及趋于使其朝其第一位置返回的将约束施加在分配装置56上的约束器件66。例如，推力器件64由室形成，该室在阀26的本体30中延伸并且由分配装置的本体58的一端闭合。室能够填充有促动流体，当促动流体填充室时，促动流体推动分配装置的本体58。例如，约束器件66由弹簧形成，该弹簧压靠阀26的本体58的另一端，并且在推力器件64不再作用在本体58上时朝其第一位置推动本体58。控制器件还包括布置成触发填充且排空室的器件，该室形成推力器件64。例如，控制器件还可包括位置传感器，其感测本体58在阀26的本体30中的位置。控制器件可采用除上文所述之外的形式，如，促动缸等的形式。
[0043]因此，上文所述的控制装置允许缸6的第一室22供应有高压下的促动流体，因此使得有可能克服使环形闸朝其开启位置升高所需的力，并且向缸6的第二室24供应低压下的促动流体，这足以允许环形闸在其自身重量的作用下朝其闭合位置降低。该控制装置使用特别简单，并且允许了从高压供应到低压供应的非常迅速的切换，并且不需要复杂控制。
[0044]通过与仅依靠一个压力操作的缸的常规控制装置相比，控制装置显著地不包括阀26外侧的附加构件。实际上，通过与常规控制装置相比，仅通过提供如上文所述的分配装置来改变阀。
[0045]该分配装置使得有可能使用阀内的仅一个移动部分来控制缸的室与第一促动流体源和第二促动流体源之间和室与促动流体的一个或多个储槽之间的流体连通的建立。以该方式，可确保的是，缸的室与促动流体源之间的连通的建立总是保持一致，并且该连通的建立单独地取决于分配装置的位置。这接着保证了控制装置的正确操作，因为室不可能与错误促动流体源连通。此外，由于较少数量的构件，故识别任何潜在故障的源变得非常容易0
【权利要求】
1.一种控制液压缸￠)的移动的控制装置(16)，所述液压缸(6)包括形成设计成接收促动流体的第一室(22)和第二室(24)的本体(18)，所述室(22，24)通过活塞(20)与彼此分开，所述活塞(20)能够在所述本体(18)中沿所述第一室(22)的容积增大而所述第二室(24)的容积减小的第一方向(A)移动，并且沿所述第二室(24)的容积增大而所述第一室(22)的容积减小的第二方向(B)移动，所述控制装置(16)包括阀(26)，所述阀(26)包括通过第一液压连接(32)连接于所述缸￠)的第一室(22)并且通过第二液压连接(34)连接于所述缸(6)的第二室(24)的本体(30)，其特征在于，所述阀(26)还包括旨在连接于第一促动流体源(40)的第一液压导管(42)，以及旨在连接于第二促动流体源(44)的第二液压导管(46)，所述液压导管(42，46)与所述阀(26)的本体(30)连通，所述阀(26)还包括分配装置(56)，其能够在所述阀(26)的本体(30)中在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置，所述分配装置(56)使所述第一液压连接(32)和所述第一液压导管(42)流体连通，在所述第二位置，所述分配装置(56)使所述第二液压连接(34)和所述第二液压导管(46)流体连通。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述分配装置(56)防止所述第一液压连接(32)与所述第二液压导管(46)之间以及所述第二液压连接(34)与所述第一液压导管(44)之间的流体连通，而不论所述分配装置(56)的位置。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的控制装置，其特征在于，其包括连接于所述阀的第一液压导管(42)并且布置成以第一压力将所述促动流体注入到所述阀的本体(30)中的第一促动流体源(40)，以及连接于所述第二液压导管(46)并且布置成以第二压力将所述促动流体注入到所述阀的本体(30)中的第二促动流体源(44)，所述第一压力高于所述第二压力。
4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述第一压力为大致60bar到250bar之间，并且所述第二压力为大致1bar到70bar之间。
5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的控制装置，其特征在于，其还包括连接于所述阀(26)的本体(30)的促动流体的至少一个储槽(48)，在其处于其第一位置时，所述分配装置(56)使所述第二液压连接(34)与所述储槽(48)流体连通，以便在所述活塞(20)沿所述第一方向(A)移动时使所述促动流体从所述缸(6)的第二室(24)排出，并且在其处于其第二位置时，使所述第一液压连接(32)与所述储槽(48)流体连通，以便在所述活塞(20)沿所述第二方向(B)移动时将所述促动流体从所述缸￠)的第一室(22)排出。
6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述阀(26)包括将所述第一液压连接(32)连接于所述第一液压导管(42)的第一隔间(36)，以及将所述第二液压连接(34)连接于所述第二液压导管(46)的第二隔间(38)，所述分配装置(46)布置成在其处于其第一位置时开启所述第一隔间(36)并且闭合所述第二隔间(38)，并且在其处于其第二位置时开启所述第二隔间(38)并且闭合所述第一隔间(36)。
7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述阀(26)包括控制所述分配装置(56)在其第一位置与其第二位置之间的移动的器件，所述器件包括将所述分配装置(56)从其第一位置朝其第二位置推动的推力器件(64)，以及趋于使其返回其第一位置的将约束施加在所述分配装置(56)上的约束器件(66)。
8.一种用于控制包括流道(2)的液压机器(I)的环形闸(4)的移动的系统，所述环形闸(4)限定闭合轮廓，并且能够在向所述流道(2)供应水的至少一个管路(8)的开启位置与闭合位置之间移动，所述系统包括至少一个液压缸出)，其包括形成设计成接收促动流体的第一室(22)和第二室(24)的本体(18)，所述室(22，24)通过活塞(20)与彼此分开，所述活塞(20)能够在所述本体(18)中沿所述第一室(22)的容积增大而所述第二室(24)的容积减小的第一方向(A)和沿所述第二室(22)的容积增大而所述第一室(24)的容积减小的第二方向(B)移动，杆(14)连接于所述活塞(20)和所述环形闸(4)，以使所述活塞(20)沿其第一方向(A)的移动导致所述环形闸(4)朝其开启位置的移动，并且所述活塞(20)沿其第二方向(B)的移动导致所述环形闸(4)朝其闭合位置的移动，所述系统的特征在于其包括如权利要求1至权利要求7中任一项所述的控制装置(16)，所述装置(16)的第一液压连接(32)连接于所述缸(6)的第一室(22)，并且所述装置(16)的第二液压连接(34)连接于所述缸(6)的第二室(24)，以便通过所述分配装置(56)在其第一位置与其第二位置之间的移动来控制所述活塞(20)沿所述第一方向(A)和沿所述第二方向(B)的移动。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，其包括多个液压缸￠)，所述多个液压缸(6)的杆(14)连接于所述环形闸(4)，并且围绕所述环形闸(4)的周边分布，各个液压缸(6)的移动由如权利要求1至权利要求6中任一项所述的控制装置(16)控制。
10.一种涡轮、泵或涡轮泵类型的液压机器(I)，其包括流道(2)和能够在向所述流道(2)供应水的至少一个管路(8)的开启位置与闭合位置之间移动的环形闸(4)，所述液压机器的特征在于其还包括如权利要求8或权利要求9中所述的控制系统。
【文档编号】F15B13/04GK104428542SQ201380037441
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年7月12日 优先权日:2012年7月13日
【发明者】A.斯泰希伯 申请人:阿尔斯通再生能源技术公司