液压的安全性和运动调节系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及液压的安全性和运动调节系统，具有伺服缸或液压马达用于设定安全相关的配件。液压调节装置使活塞或马达轴在调节或正常运行中稳定运动。液压安全装置使活塞或马达轴及配件在故障中运动到预定安全位置。安全装置有主线路，伺服缸的腔或液压马达接口通过其相互连接。伺服缸或液压马达可无力或无作用接通，因而配件运动到优选位置。安全装置具有每个腔或每个接口一条主线路，腔或接口通过它与高压或泵接口或低压或料箱接口连接。每条主线路仅通过一或多个座阀控开和控关。调节装置有两条工作线路，各一泵接口和备选一料箱接口通过其与两个腔或两个接口连接。由此产生调节装置的四个连接。其中每个仅可通过一或多个并联的座阀控开和控关。
【专利说明】液压的安全性和运动调节系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于安全相关的配件的液压的安全性和运动调节系统。
【背景技术】
[0002]针对用于例如安装在发电站内的或化学工业中的或气体输送或油输送设备中的安全相关的配件的这种系统，提出了两个基本的要求:在正常运行中，配件必须能稳定地(或在一定程度上稳定地)调整，以便例如调节很大的蒸气流。在紧急运行中则必须即使在系统故障时也能将配件调整到一个特定的(例如闭合的)安全位置中。
[0003]在文献W02012/062404中公开了这种用于配件的安全性和运动调节系统，在该系统中，两个上述的任务由分开的液压装置承担。配件的伺服缸通过调节装置在正常运行中被供以压力介质以及被设定。在紧急情况下，伺服缸通过安全布线被调整到期望的位置中。安全布线在其主线路中具有经串联的座阀，其中，伺服缸的腔可以通过这些主线路与高压以及与低压连接。调节装置具有用于能精确计量伺服缸的压力介质供应的比例阀。
[0004]这种以及由现有技术进一步公开的安全性和运动调节系统的缺陷在于，比例阀或即使所使用的伺服阀都有内泄漏。因此这些系统的最为常为见的故障起因是间隙过滤和淤塞。在间隙过滤时，用合理的费用无法从油中过滤出来的最小的颗粒，会导致比例阀的控制活塞卡住。在淤塞时，没有或仅具有很小的流速的间隙，由于亚微细粒的油组分而不断地变窄。这同样导致了比例阀的出错以及尤其推动了由于间隙过滤引起的突然的故障。
[0005]此外，比例阀的泄漏使得与之串联的座阀变得有必要，该座阀被用作工作线路中的阻挡元件。通过关闭座阀，伺服缸以及因而主阀或配件可以被无泄漏地保持在正好被起动或选择的位置中。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题在于，创造一种液压的安全性和运动调节系统，它的调节装置在设备技术上更为简单以及在此具有更为耐用的运行特性。
[0007]该技术问题通过一种有权利要求1特征的液压的安全性和运动调节系统解决。
[0008]所要求保护的液压的安全性和运动调节系统具有致动器(例如伺服缸)，其例如用于设定安全相关的主阀或安全相关的配件，通过主阀或配件来调节例如发电站或涡轮机的流体流。主阀或配件为此能被稳定地调整。系统为此具有液压的调节装置，调节装置优选被扩展设计成调节组块，致动器(例如其活塞或其活塞杆)可以通过该调节组块在调节运行或正常运行中运动。此外，系统还具有液压的安全装置或安全布线，其优选被扩展设计成安全组块，致动器(例如其活塞或其活塞杆)在系统故障或在紧急运行中可以通过该安全组块运动进入预定的安全的位置。在这个位置中，主阀或配件可以被打开或关闭。安全装置在此具有一条或多条主线路。可以例如设一条主线路，其将伺服缸的两个腔相互连接起来，或可以设一条或多条主线路，伺服缸的一个或多个腔可以通过该主线路与高压或低压相连。调节装置被构造成，使在致动器的工作接口和高压或低压之间的不同的压力介质流动路径能通过该调节装置被控开或建立。安全装置的每一条主线路和调节装置的每一条压力介质流动路径仅可以通过一个或多个座阀控开(aufsteuern)和控关(zusteuern)。当在安装装置的主线路中设有多个座阀时，这些座阀是串联的。当在调节装置的压力介质流动路径中设有多个座阀时，这些座阀是并联的。由此使系统具有更为耐用的运行特性，因为这例如可以容忍被严重污染的以及老化的油。
[0009]压力介质流动路径分别正好指的是致动器的工作接口和高压之间或致动器的工作接口和低压之间的连接。当致动器具有两个工作接口时，按本发明的调节装置具有四种这样的连接，它们部分可以通过同样的工作线路实现。
[0010]本发明其它有利的设计方案在从属权利要求中说明。
[0011]系统的一种优选的扩展设计具有调节装置的每一条工作线路恰好一个座阀，座阀能被电子器件冲击式地触发。因为座阀无泄漏，所以不需要额外的阻挡元件，由此使系统的设备技术上的费用被最小化。
[0012]按本发明的耐用的运行特性也用在调节装置的每一条工作线路中的多个并联的冲击式的座阀达到。
[0013]在此特别优选的是，一个自测试的安全组块(按W02012/062404的STS组块)以较大的额定宽度平行于在每一个连接中的一个或多个座阀布置。这个安全组块可以通过隔板连接在每一个连接的泵接口和料箱接口上以及因此实现了致动器以较高的速度未经调节地移入到期望的目标位置中。差速缸或多位(流体或蒸气)阀需要一个分别经合理地适配后的STS组块组合。在达到致动器的目标位置前不久，入流通过STS组块停止(阀再次关闭)以及一个或多个较小的能冲击式触发的座阀承担起致动器的目标行驶/精细定位。这个装置的另一个优势是未经调节的阀的功能检验，而不会在此引起在致动器上的运动。在最糟糕的情况下，亦即在被冲击式触发的精细定位阀故障时，人们因此还具有不健全的调整功能。反之，用较小的冲击式的座阀则可以实现在微米范围内的运动，这些运动通常不会对经过主阀的流体的量造成本质影响以及几微秒之后又被平衡。因此在此也实现了一种功能控制。对此的前提在于一种尽可能小的横截面，其以很高的分辨率允许了最小的运动以及在致动器上的行程吸收器内被描绘，行程吸收器也能描绘这些最小运动(优选同样在微米范围内)。
[0014]在此，按照第一种变型方案，多个座阀被电子器件冲击式触发。
[0015]按照另一种变型方案，使用多个座式开关阀，它们被电子器件数字液压地触发。由此可以使阀单个或成组地一起或全部被打开，因此可以提供用于调整致动器的不同的、经分级的、加和后的开启横截面(在一定程度上稳定的调整)。
[0016]在两种变型方案中，座式开关阀优选具有不同的开启横截面。因此改善了可能被加和的开启横截面的精确分级。
[0017]在η座开关阀中达到了最佳的精细分级，当它们的开启横截面Q对应规则Qn = 2
* Qn-1 时。
[0018]当平行于座式开关阀地再设置一个被电子器件冲击式触发的平衡座阀时，数字液压的变型方案的经加和的开启横截面的分级得到了进一步改善。
[0019]在此也优选的是，座式开关阀具有不同的开启横截面，以及冲击式的平衡座阀的额定开启横截面大致对应最小的座式开关阀的开启横截面。
[0020]冲击式(在所有提到的扩展设计中)意味着，座阀的阀体经历了脉冲式的激励或一个将座阀仅暂时打开的力。在此通常达不到座阀的额定开启横截面。
[0021]经加和的开启横截面的分级被消除，当它们的开启横截面Q对应规则化=2 * Qlri时，以及当平衡座阀的额定开启横截面对应最小的座式开关阀的开启横截面时(Qausgleidl =Q1X
[0022]为了通过调节装置的截止功能的加倍得到最大的保险，可以在调节装置的一个或若干工作线路中布置另一个与一个或若干座阀串联的截止座阀或阻挡元件。
[0023]优选的是，至少一个座阀具有防故障的关闭位置或闭合的优选位置或对关闭位置的识别装置，识别装置与电子器件相连。因此关闭位置可以被监测。
[0024]在按本发明的系统的装置中有利的是，一个座阀或多个座阀中的至少一个能够被人工地触发和调整。在此优选的是，相关的座阀是有最大的开启横截面(Qn)的座阀。
[0025]为了在安全装置中能够执行自测试，优选的是，它的一条或若干条主线路仅通过多个，优选两个串联的座阀就能被控开和控关(自测试安全系统STSS)。然后相继由此来测试两个彼此串联的座阀的功能，即，始终有一个座阀保持被关闭，而另一个座阀则被打开和测试。在此，致动器被保持在所选择的位置中。
[0026]在本发明的一种特别优选的应用情形中，致动器是一种双重作用的伺服缸，尤其是同步缸，它的第一腔可以通过第一压力介质流动路径和通过一个或多个第一座阀与高压相连，以及可以通过第二压力介质流动路径和通过一个或多个第二座阀与低压相连。第二腔相应地可以通过第三压力介质流动路径和通过一个或多个第三座阀与高压相连，以及通过第四压力介质路径和通过一个或多个第四座阀与低压相连。在此，第一和第二压力介质流动路径部分在一条共同地连接在第一腔上的工作线路内延伸以及第三和第四压力介质流动路径部分在一条共同地连接在第二腔上的工作线路内延伸。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]接下来借助附图详细说明本发明的两个实施例。附图中:
图1是按第一种实施例的本发明的安全性和运动调节系统的布线图；
图2是按图1的安全性和运动调节系统的截面，更为精确地示出了调节装置的座阀；并
且
图3是按图1的安全性和运动调节系统的截面，更为精确地示出了按第二种实施例的调节装置的座阀。
【具体实施方式】
[0028]图1示出了用于发电站的安全性和运动调节系统的实施例的一个布线图，其带有双重作用的伺服缸1，伺服缸用于设定能稳定调整的主阀2。主阀2在这个实施例中是一个蒸气阀，其在紧急运行中可以占据中间位置，以便(按箭头)控制蒸气流。为此，伺服缸I具有两个腔4、6，这两个腔一侧连接在调节装置8上以及另一侧连接在安全装置10上。
[0029]在正常的调节运行中，两个腔4、6通过调节装置8用压力介质加负或减负。在发电站的临界状态中，力求主阀2的最大的开启。为此，安全装置10具有一条被构造成两个腔4、6的连接线路的主线路12和两个串联的、用作主线路12的截止阀的座阀14、16。
[0030]调节装置8具有高压或泵接口 P和低压或料箱接口 T，它们基本上能通过调节组块18; 118与工作接口 A、B连接或可以与这些工作接口隔绝。更精确地说，调节组块18; 118具有阀装置20; 120，它们在图1中被概化以及在图2和3中被更为精确地示出。阀装置20; 120通过工作接口 A和第一工作线路24与伺服缸I的第一腔4连接以及通过工作接口 B和第二工作线路26与伺服缸4的第二腔6连接。阀装置20; 120在第一开启位置a中实现了泵接口 P与第二腔6的连接以及实现了第一腔4与料箱接口 T的连接。由此使主阀2的阀体沿关闭方向运动。反之，泵接口 P通过开启位置b与第一腔4连接，而通往料箱接口 T的第二腔6则被减负。由此使主阀2的阀体沿开启方向运动。在图1所示的阀装置20; 120的由弹簧限定的基本位置中，接口 P、T与腔4、6隔绝。因此主阀2阀体被保持在当前的位置中。为了调整开启位置a或b，调节装置8具有电子器件，关于这个电子器件，在图1中例如仅示出了两个起重磁体22。
[0031]调节装置8具有组块28，在组块中设置有用于每一条工作线路24、26的节流止回阀。此外，调节装置8还具有组块30，在组块中设置有用于每一条工作线路24、26的限压阀，每条通往料箱接口 T的工作线路24、26可以通过该限压阀被减负。
[0032]图2示出了带阀装置20的调节组块18的第一实施例，阀装置由四个能被冲击式触发的座阀32构成。座阀32在它们的通过弹簧预紧的基本位置中示出，在这些基本位置中，各个连接被截断。在此，第一座阀32截断泵接口 P与工作接口 A的连接a、b，而第二座阀32则截断工作接口 A与料箱接口 T的连接。第三座阀32截断泵接口 P与工作接口 B的连接以及第四座阀32截断工作接口 B与料箱接口 T的连接。如参考图1阐释的那样，第一工作接口 A与第一腔4连接，第二接口 B则与第二腔6连接。经由通过电子器件对起重磁体22的脉冲式通电，各(未详细示出的)阀体可以被脉冲式地从其座抬起，其中，通过通电的脉冲持续时间确定了座阀32的开启横截面和/或开启持续时间。
[0033]图3示出了带阀装置120的调节组块118的第二实施例。第二实施例相对按图2的第一实施例的本质区别在于，四个连接(P — A，A — T，P — B和B — T)中的每一个都可以被多个能数字液压地触发的、构造成开关阀的座阀34控开和控关。在此，在图3中针对每一个连接示例性地示出了仅两个座阀34。每一个连接的座阀34被相互平行地布置或接通，其中，它们的横截面选择为I比2比4比8等的比例。通过(在图3中未示出的)起重磁体，每一个座阀34可以被打开，其中，各个经加和的开启横截面可以由已打开的座阀34的有利的组合产生。
[0034]按图2和3的调节组块18; 118的两个实施例因此实现了伺服缸I以及因而主阀2 (参看图1)的各一个在一定程度上稳定的调整。
[0035]与所示的实施例不同的是，用于主阀2的致动器也可以是一种液压马达。
[0036]作为按图2的第一种实施例的补充，在四个连接中的每一个中，平行于各个能冲击式触发的座阀32地设置一个自测试的安全组块或自测试安全组块(STS组块)，其实现了比各个座阀32更高的流量以及因此实现了伺服缸I相对目标位置的快速运动。
[0037]公开了一种带伺服缸或液压马达的液压的安全性和运动调节系统，该伺服缸或液压马达用于设定优选安全相关的配件，例如发电站或涡轮机的流体流通过该配件被调节。系统具有液压的调节装置，通过其使伺服缸的活塞或活塞杆或液压马达的马达轴在调节运行中或正常运行中能运动。此外，系统具有液压的安全装置或安全布线，通过其使活塞或活塞杆或马达轴或因而配件在系统故障或紧急运行中能运动到预定的安全的位置中。安全装置可以恰好是一条主线路，伺服缸的腔或液压马达的接口可以通过该主线路相互连接。因此伺服缸或液压马达可以无力或无作用地接通，因而配件能运动到优选位置中。安全装置也可以具有每个腔或每个接口一条主线路，腔或接口可以通过主线路与高压接口或泵接口，或与低压接口或料箱接口连接。每一条主线路可以仅通过一个或多个座阀被控开和控关。调节装置具有两条工作线路，各一个泵接口以及备选一个料箱接口可以通过这些工作线路与伺服缸的两个腔或液压马达的两个接口连接。由此产生了调节装置的四个连接。在此，四个连接中的每一个仅可以通过一个或多个并联的座阀被控开和控关，因而系统的所有主阀都在座阀技术内被实施。
[0038] 附图标记列表
1伺服缸
2主阀
4第一腔
6第二腔
8调节装置
10安全装置
12主线路
14座阀
16座阀
18; 118 调节组块 20; 120 阀装置 22起重磁体
24第一工作线路
26第二工作线路
28组块
30组块
32能冲击式触发的座阀
34能数字液压地触发的座阀
A工作接口
B工作接口
P泵接口/高压
T料箱接口/低压
a开启位置
b开启位置
【权利要求】
1.液压的安全性和运动调节系统，带有液压的调节装置(8)，致动器(I)能通过该调节装置稳定地运动，并带有液压的安全装置(10)，致动器(I)能通过该安全装置移动到安全的位置中，其中安全装置(10)的至少一个连接在致动器(I)上的主线路(12)仅能被一个或被多个座阀(14 ;16)控开和控关，其特征在于，致动器(I)的与调节装置(8)的高压(P)或低压(T)的每一个连接都能仅被一个或多个并联的座阀(32 ;34)控开和控关。
2.按权利要求1所述的安全性和运动调节系统，其有每个连接恰好一个座阀(32)，该座阀能被电子器件冲击式触发。
3.按权利要求1所述的安全性和运动调节系统，其有每个连接多个并联的座阀，其中，这些并联的座阀中的至少一个能被电子器件冲击式触发。
4.按权利要求2或3所述的安全性和运动调节系统，其中，与在每一个连接中的每一个座阀(32)平行地布置着自测试的安全组块(STS组块)。
5.按权利要求1所述的安全性和运动调节系统，其中，所述连接能够由多个被构造成座式开关阀的座阀控开和控关，所述座式开关阀能被电子器件数字液压地触发。
6.按权利要求3或5所述的安全性和运动调节系统，其中，所述开关阀具有不同的开启横截面。
7.按权利要求1所述的安全性和运动调节系统，其中，每个连接能够由多个被构造成座式开关阀的并联的座阀和一个与之并联的平衡座阀控开和控关，其中座式开关阀能被电子器件数字液压地触发，并且其中平衡座阀能被电子器件冲击式触发。
8.按权利要求7所述的安全性和运动调节系统，其中，座式开关阀具有不同的开启横截面，并且其中，平衡座阀的开启横截面大致对应最小的座式开关阀的开启横截面。
9.按前述权利要求任一项所述的安全性和运动调节系统，其中，在每一个连接中布置另外的串联的截止座阀。
10.按前述权利要求任一项所述的安全性和运动调节系统，其中，所述至少一个座阀具有防故障的关闭位置或关闭位置的识别装置。
11.按前述权利要求任一项所述的安全性和运动调节系统，其中，所述至少一个座阀能人工地触发或调整。
12.按前述权利要求任一项所述的安全性和运动调节系统，其中，安全装置的主线路(12)仅能通过多个串联的座阀(14，16)被控开和控关。
13.按前述权利要求任一项所述的安全性和运动调节系统，其中，致动器是双重作用的伺服缸(1)，它的第一腔能够通过第一连接并通过一个或多个第一座阀(32 ；34)与高压接口(P)连接，并且其中，第一腔能够通过第二连接并通过一个或多个第二座阀(32 ;34)与低压接口(T)连接，并且其中，第二腔(6)能够通过第三连接并通过一个或多个第三座阀(32 ；34)与高压接口(P)连接，并且其中，第二腔(6)能够通过第四连接并通过一个或多个第四座阀(32 ；34)与低压接口(T)连接。
【文档编号】F15B20/00GK103994113SQ201410056200
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年2月19日 优先权日:2013年2月20日
【发明者】B.布拉赫特, H.菲舍尔 申请人:罗伯特·博世有限公司