用于气动或液压阀的阀驱动系统的制作方法

本发明涉及一种用于气动或液压阀的阀驱动系统。

背景技术：

借助现代工艺阀能够精确地调控流体的流量。当然，阀接口的可接近性、例如为了连接用于气动或液压阀的流体管路的可接近性在复杂的生产设备中通常示出挑战。对于连接配件而言也有利的是，在不同部位设有接口，以便与不同配件兼容。因此必需的是，根据应用情况提供个体化的连接可能性。个体化的解决方案然而意味着提高的成本耗费，因为必须在生产工艺中进行调整，并且必须维持或更换更大数量的不同构件。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是，提供一种阀驱动系统，所述阀驱动系统可高度个性化并且能够适应不同的结构空间状况，同时部件多样性尽可能小。

所述目的根据本发明通过一种用于气动或液压阀的阀驱动系统来实现，所述阀驱动系统包括驱动单元，即刚好一个驱动单元，和至少两个具有不同几何形状的罐状的壳体上部件，其中驱动单元具有缸套、在缸套中可线性运动的活塞、在活塞上固定的驱动主轴和固定部段，并且其中选择性地每个罐状的壳体上部件可借助于固定部段与驱动单元连接，以便向上关闭阀驱动系统。

这种阀驱动系统具有如下优点，根据应用情况能够选择性地将最适合的壳体上部件与驱动单元连接，以便制造阀。驱动单元在此包含阀驱动系统的全部通用件。阀驱动系统因此是组合部件系统，在所述组合部件系统中仅壳体上部件不同并且基于其能够组合不同的阀驱动器。

当壳体上部件常规地固定在驱动单元上时，壳体上部件和驱动单元共同实现封闭的阀驱动器。这表示，壳体上部件关闭邻接的压力空间，所述压力空间位于活塞的一侧上。在不具有壳体上部件的情况下，驱动单元不能够工作并且在端侧上不是压力密封的。

壳体上部件优选一件式地构成。以所述方式能够在安装时简单地操作壳体上部件。

根据一个实施方式，每个壳体上部件具有与驱动单元的固定部段对应的固定部段。因此，壳体上部件能够以简单的方式和方法与驱动单元连接。例如，驱动单元具有螺纹并且每个壳体上部件具有相应对应的螺纹，使得壳体上部件能够选择性地拧紧到相同的驱动单元上。

固定部段优选设置在缸套上并且尤其与其一件式地连接，例如作为外螺纹。由于缸套的柱形形状，在所述缸套上能够尤其简单地设有螺纹。此外，缸套的外部尺寸近似对应于壳体上部件的内部尺寸，使得借助固定部段不必跨越缸套和壳体上部件之间的大的间距。

壳体上部件能够具有用于相对于缸套进行密封的至少一个密封件。密封件能够分别处于壳体上部件的敞开的端部的环绕的边缘上，使得只要壳体上部件常规地固定在驱动单元上，那么驱动单元的内部空间向外密封。所述密封是必需的，借此在驱动气动阀时压缩空气不能够逸出。同样内容适用于液压阀。

附加地，壳体上部件能够在其内壁上分别具有至少一个另外的密封件。所述附加的密封件例如用于，将阀驱动器中的两个压力空间在流体上彼此分开。在此，至少一个附加的密封件能够设置在壳体上部件的上侧或内部的侧壁上。压力空间能够选择性地由压缩空气或其他流体填充，以便驱动阀。

密封件能够直接浇注或粘贴于壳体上部件上。在一个替选的实施方式中，密封件也能够是阀驱动系统的单独的构件。替选地或附加地，在壳体部件中能够插入嵌件，所述嵌件包括至少一个密封件。

在安装在驱动单元上的状态中，壳体上部件能够在环周和在上侧包覆缸套。由此，阀具有尽可能光滑的表面，由此阀可简单地清洁。换言之，在壳体上部件固定在驱动单元上时，壳体上部件沿纵向方向优选近似完全地或完全地在缸套之上延伸，尤其在侧视图中直至缸套的下部端部。也能够考虑的是，壳体上部件在安装状态下也向下延伸超过缸套。缸套的下部端部是朝向工艺阀的端部。纵向方向尤其对应于在缸套中可运动地支承的活塞的运动方向。

根据一个优选的实施方式，设有包围驱动主轴的主轴管，缸套的下侧底部贴靠在所述主轴管上，以便相对于主轴管关闭缸空间。由此，驱动单元能够在朝向工艺阀的一侧上是关闭的。例如，缸套的下侧的底部具有台阶，所述台阶能够贴靠在主轴管的相应的台阶上。附加地，在主轴管和缸套或缸套的下侧的底部之间能够设置有密封件。

主轴管尤其设置用于将工艺阀与驱动单元连接。替选地或附加地，在缸套的下侧的底部上能够设有法兰，以便将驱动单元与工艺阀连接。

优选地，每个壳体上部件都具有至少一个流体接口，其中壳体上部件的区别在于其流体接口的不同设置。由此实现如下优点，能够以尤其简单的方式制造阀驱动器的不同的变型形式，这通过如下方式实现：选择性地将不同的壳体上部件与驱动单元连接。因此，始终能够将壳体上部件固定在驱动单元上，其中当阀安装在设备中时，流体接口可最佳地接近。

流体接口始终通至相关联的压力空间中，其中压力空间是两个邻接于活塞的空间，经由所述空间在流体进入时移动活塞。

壳体上部件能够具有一个或多个在端侧或侧向地设置的流体接口。由此能够从每侧实现流体接口的可接近性。

尤其优选地，至少一个壳体上部件能够仅具有一个或多个在端侧设置的流体接口，并且至少一个另外的壳体上部件具有一个或多个仅侧向地设置的流体接口。“仅”表示，具有一个/多个端侧的流体接口的壳体上部件不具有不同于仅端侧的流体接口的流体接口，并且具有一个/多个侧向的流体接口的壳体上部件不具有不同于仅侧向的流体接口的流体接口。以所述方式，能够关于结构空间情形优化流体接口的可接近性。

附加地，壳体上部件能够具有另外的接口，例如电接口和/或光学接口。

根据一个实施方式，活塞将缸空间分成在活塞之上的第一压力空间和在活塞之下的第二压力空间，其中如果壳体上部件中的一个安装在驱动单元上，第一流体接口与第一压力空间和/或第二流体接口与第二压力空间流体连接。

为了移动活塞，能够将流体通至相应的压力空间中，以便引起活塞沿着阀的纵向方向向上或向下的期望的运动。替选地或附加地，驱动单元能够具有弹簧，所述弹簧将活塞沿一个方向加载。在此，流体接口能够与压力空间连接成，使得将流体导入到压力空间中能够反向于弹簧力移动活塞。

通过活塞的移动，固定地与活塞连接的驱动主轴能够移动。所述驱动主轴又移动工艺阀中的设有密封件的关闭元件，由此能够控制穿过工艺阀的流体流。

弹簧能够根据目的安装在上部或下部压力空间中。由此，驱动主轴在驱动器无压力的情况下置于预定的位置，尤其置于无压打开的位置中(no)或置于无压关闭的位置中(nc)。优选地，在壳体上部件设置在驱动单元上时，至少一个将压力空间与流体接口耦联的流动通道在缸套和壳体上部件之间形成并且由其限界。流动通道因此在如下情况下自动地形成：一个壳体上部件固定在驱动单元上。阀的投入运行由此能够是尤其简单的。

例如，如果壳体上部件设置在驱动单元上，那么在缸套和壳体上部件之间形成两个在流体上彼此分开的流动通道，所述流动通道分别从相关联的流动接口通至缸空间，尤其压力空间。由此实现如下优点，每个压力空间可经由流体接口控制，尤其可用流体填充。

如果具有两个端侧的流体接口的壳体上部件固定在驱动单元上，那么单个的流动通道在缸套和壳体上部件之间形成并且由其限界，并且通至第二压力空间，而另一流体接口从上侧通至第一压力空间中。如果具有两个侧向的流体接口的壳体上部件固定在驱动单元上，那么两个在流体上彼此分开的流动通道在缸套和壳体上部件之间形成，并且由其限界并且通至各一个压力空间。以所述方式确保，始终将两个压力空间与流体接口连接并且阀能够常规地运行。

至少一个流动通道能够沿轴向方向具有可变的横截面。由此能够确保，在将壳体上部件与驱动单元连接时，流体接口始终与设置的流动通道连接。尤其地，流动通道的部段能够在缸套的整个环周之上延伸。

环周闭合的环形部段能够在外侧在缸套上环绕，所述环形部段相对于具有侧向的流体接口的壳体上部件将两个轴向重合的环形空间在流体上彼此分开，所述环形空间中的一个具有至第一压力空间的开口，并且一个具有至第二压力空间的开口，尤其其中流体接口到环形空间中的通口彼此轴向错开。根据在壳体上部件中的通道引导部，流体接口能够上下相叠地或并排地安置在壳体上部件上。环形部段能够具有槽，固定在壳体上部件上的密封件能够接合到所述槽中。因此，能够以简单的方式相对于彼此密封两个压力空间。

流动通道能够部段地延伸穿过驱动单元的固定部段中的凹部和/或在壳体上部件的固定部段中形成。以所述方式实现，当壳体上部件固定在驱动单元上时，形成流动通道。例如，流动通道包括在驱动单元的和/或壳体上部件的固定部段中的槽。如果壳体上部件固定在驱动单元上，那么通过槽形成流动通道，所述流动通道延伸穿过阀驱动器。

根据一个实施方式，流动通道包括环形空间和轴向伸展的部段。环形空间优选地位于驱动单元的高度上，在所述高度上存在侧向地设置在壳体上部件中的流体接口。这具有如下优点，侧向的流体接口沿着驱动单元的环周在每个位置中与流动通道连接。因此，在固定壳体上部件时不必考虑壳体上部件的定向。

在壳体上部件上从而在驱动器上当然也还能够套装控制头、调控器或位置反馈装置，这能够具有盖状的结构。这些单独的单元但是不能够与封闭驱动器的壳体上部件等同，而是位于已经闭合的驱动器壳体之外的单独的部件。

附图说明

本发明的其他的特征和优点从下面的说明和从下面的附图中得出，参考所述附图。在附图中示出：

图1示出具有根据本发明的阀驱动系统的工艺阀，

图2a示出根据本发明的阀驱动系统的驱动单元，

图2b和2c示出根据本发明的阀驱动系统的两个几何形状不同的壳体上部件，

图3示出根据本发明的阀驱动系统的驱动单元的剖面图，

图4示出图3中的具有固定在驱动单元上的第一壳体上部件的驱动单元的剖面图，和

图5示出图3中的具有固定在驱动单元上的第二壳体上部件的驱动单元的剖面图。

具体实施方式

图1示出阀驱动系统10，所述阀驱动系统固定在工艺阀12上。工艺阀12和阀驱动系统10经由主轴管14彼此固定连接。

阀驱动系统10由在图2a中示出的驱动单元16和至少两个在图2b和2c中示出的、罐状地构成的、尤其一件式的壳体上部件18、20组成，即形成组合部件。

在驱动单元16中集成阀驱动系统的全部通用件，而仅壳体上部件18、20的几何形状不同。尤其地，壳体上部件分别具有两个流体接口22、23，其中壳体上部件18、20的区别在于流体接口22、23的设置。流体接口22、23的位置能够在壳体上部件18、20的整个外表面上近似自由地选择。

在根据图2b的实施方式中，流体接口22、23侧向地并且根据图2c端侧地向上突出地设置。在壳体上部件18、20的上侧上设置有显示装置21，所述显示装置光学地示出开关状态和/或运行状态。

图3示出在图2a中示出的驱动单元16的剖面图。下面参照图2a和3详细地描述驱动单元。

驱动单元16包括缸套24、在缸套中可运动的活塞26、与活塞26固定连接的驱动主轴28和与缸套24固定地、在此一件式地连接的下侧的底部30。下侧的底部30也能够包括法兰32，所述法兰在图3中仅虚线地示出。

驱动单元16经由下侧的底部30与主轴管14连接。为了所述目的，主轴管14具有槽31，在所述槽中设置有盘连同碟形弹簧，以便将下侧的底部30在轴向位置中可转动地固定在主轴管14上。替选地，驱动单元16也能够经由法兰32直接地与工艺阀连接。

在缸套24的外侧上，尤其以在缸套24上一件式地构成的方式，安置有固定部段44。经由固定部段44能够选择性地将壳体上部件18、20中的一个固定在驱动单元16上。在示出的实施例中，固定部段44构成为螺纹。

在固定部段44中设置有呈轴向槽的形式的凹部50，所述轴向槽通过螺纹中的间隙产生。凹部50(参见图2a)形成流动通道52的部段(参见图4、5)，所述部段在壳体上部件18、20固定在驱动单元16上时形成。

流动通道52的另一部段通过缸套24的环绕的外面54在螺纹之下形成。

流动通道52因此整体上至少在缸套24的活塞工作面53的轴向高度上、尤其在缸套24的完整的轴向高度上延伸。

缸套24此外包括侧向地在环周上环绕的环形部段56，所述环形部段在如下情况下将流动通道52分成两个部段：具有侧向的流体接口22、23的壳体上部件18是固定的并且具有环周槽58(参见图3)，在所述环周槽中安置有密封件64。密封件64将流动通道52流体密封地分成上部部段52a和下部部段52b。

流动通道52的上部部段52a与上部的第一压力空间38流体地连接，并且流动通道的下部部段52b与下部的第二压力空间40流体地连接。

壳体上部件18在与活塞26相反的端侧上关闭压力空间38从而连同缸套24一起关闭压力空间38。

尤其地，通过环形部段56形成两个沿活塞26的运动方向轴向彼此相叠的环形空间66、68，所述环形空间是流动通道的一部分。

经由第一流体接口22能够将压力流体通至第一压力空间38中，以便引起活塞26向下的运动。如果将压力流体经由第二流体接口23通至下部的压力空间40中，那么活塞26从而驱动主轴28与弹簧力相反地向上移动离开其位置。

活塞26将在缸套24之内形成的缸空间36分成设置在活塞26之上的第一压力空间38和设置在活塞26之下的第二压力空间40。通过设置在活塞26上的密封件42，在缸套24之内的压力空间38与第二压力空间40流体分离。上部的压力空间38当然通过壳体上部件18、20的安装才向外关闭。

通过下侧的底部30和主轴管14的共同作用，在缸套24中形成的缸空间36向外关闭。缸空间36通过壳体上部件18、20向上关闭。

在活塞26之上的缸空间36中，尤其在第一压力空间38中设置有弹簧46。如果壳体上部件18、20安装在驱动单元16上，弹簧46将活塞26用力向下加载并且对其进行按压从而也向下按压驱动主轴28。替选地，弹簧能够设置在第二压力空间40中。由此能够实现no阀或nc阀。

在缸套24的下侧的底部30的区域中设置有转动装置48。转动装置48允许驱动单元16相对于工艺阀12转动。

图4示出图3中的驱动单元16，其中在图2b中示出的具有侧向设置的流体接口22、23的壳体上部件18固定在驱动单元16上。壳体上部件18在环周侧和在上侧包围缸套24。

壳体上部件18具有与固定部段44相对应的固定部段60，所述固定部段60在示出的实施例中构成为内螺纹。

在壳体上部件18的下部的环绕的边缘上设置有密封件62，例如o形环。密封件62将流动通道52向外密封。

在图5中同样示出图3中的驱动单元16，但是所述视图中的驱动单元16与如在图2c中示出的壳体上部件20连接。

壳体上部件20在驱动单元16上的固定同样如结合图4描述的壳体上部件18的固定那样进行。当然，该实施方式的区别在于由于流体接口22、23在壳体上部件20的上侧上的不同的设置而引起的流体引导。

在缸套24和壳体上部件20的上侧之间设置有密封插件70。密封插件70能够一件式地与壳体上部件20构成，或者如在图5中示出的那样构成为单独的构件。

密封插件70具有平坦的基板72和横截面为u形的接片74，所述接片从基板72开始朝向向上的方向提升，即朝向壳体上部件20的上侧。

密封插件70平放在缸套24上，其中在缸套24和密封插件70之间设置有密封件76，例如o形环。密封件76通过密封插件70的突出部78保持。在柱形的接片74上设置有另外的密封件80，尤其o形环。为了将密封件80保持在限定的位置中，在上方在柱形的接片74上设置有凹陷部。

密封插件70通过壳体上部件18保持，即在此壳体上部件18也以力的方式封闭压力空间18。

密封插件70具有如下目的：将第一压力空间38和第二压力空间40在流体上彼此分开，尤其密封。通过密封插件70，在流体接口22、23和第一压力空间38或第二压力空间40之间形成第一中间区域82和第二中间区域84。中间区域82、84在此构成为彼此同心设置的环形空间。

第一流体接口22经由第一中间区域82与第一压力空间38流体连接。第二流体接口23与第二中间区域84连接，其中流动通道52由第二中间区域84通至第二压力空间40，使得第二流体接口23与第二压力空间40流体连接。

流动通道52在该情况下不在环形部段56中具有密封件64，使得压力流体能够流过环形部段56。

因此，刚好如在结合图4描述的实施方式中那样，可将压力流体通至相应的压力空间38、40中，以便引起活塞26向上或向下的运动。

如在图4至5中可见的那样，当壳体上部件18、20常规地固定在驱动单元16上时，壳体上部件18、20和驱动单元16一起形成封闭的阀驱动器。

在图4至5中示出的实施例中，壳体上部件18、20沿纵向方向分别几乎完全地在缸套24之上延伸，尤其直至缸套24的下侧的底部30。为了准确地限定壳体上部件18、20的位置，在底部30上能够附加地设置有环绕的法兰，壳体上部件18、20在安装状态中放置在所述法兰上。