安全装置、驱动单元和阀的制作方法

本发明涉及一种用于可释放地锁定线性驱动器的输出构件的安全装置。

背景技术：

1、这类安全装置已久为人知，并且被用作故障安全装置，用以在断电情况下将线性驱动器的输出构件(例如过程阀的阀杆)保持在定义的位置，即将其封锁在该处。就过程阀而言，这种定义的位置例如可以是与阀杆联接的阀构件的开启位置或闭合位置。

2、例如，de 10 2007 032 327 b3公开了一种具有安全功能的阀调节装置，其中安全装置连接在过程阀的驱动器和阀构件之间。该安全装置具有电磁体，其在通电时将活塞封锁，从而使阀杆正常运行，以通过与之联接的阀构件开启、闭合和自由(无弹簧)调节阀配件上的通孔。断电时，电磁体被去激活，对活塞的封锁被取消，因此阀杆移动到安全位置，而与活塞的位置无关，该安全位置在这种情况下是闭合位置。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于可释放地锁定线性驱动器的输出构件的安全装置，借助于该安全装置，所连接的系统能够可靠地进入预定的安全状态。

2、本发明的用于可释放地锁定线性驱动器的输出构件的安全装置具有以下组件：

3、-可以与线性驱动器的输出构件联接的联接杆，

4、-被所述联接杆以可线性移动的方式贯穿的壳体，

5、-被所述联接杆以可线性移动的方式贯穿的封锁单元，其可相对于壳体在封锁联接杆的升程的封锁位置与实现联接杆的线性运动的释放位置之间运动，

6、-弹簧装置，用于将所述封锁装置朝向封锁位置预张紧，

7、-锁定装置，用于将封锁单元锁定在释放位置，其中所述锁定装置具有容纳在壳体中的支撑滚动体和被联接杆以可线性移动的方式贯穿的支撑套筒，其中所述支撑套筒可以在支撑位置和分离位置之间运动，在所述支撑位置中，支撑滚动体被保持在径向向外与封锁单元锁合的闭锁位置中，在所述分离位置中，支撑滚动体径向向内缩回，不再与封锁单元卡合，

8、-电磁体装置，其在通电时抵抗释放弹簧装置的至少一个释放弹簧的调节力而将支撑套筒固持在支撑位置中，使得在断电的情况下能够取消保持功能，且支撑套筒借助所述至少一个释放弹簧进入分离位置，借此封锁单元可以借助于弹簧装置转移进入封锁位置。

9、亦即，所述安全装置基于电磁体装置与锁定装置和支撑滚动体的协作来工作。在释放位置中，封锁装置被闭锁且不起作用，因此线性驱动器的输出构件和与其联接的联接杆可在其升程范围内自由移动。在发生断电的故障情形下，则通过取消对支撑滚动体的闭锁来触发封锁装置。在此情形下，弹簧装置将封锁装置带入封锁位置，在该封锁位置中，联接杆的升降运动被封锁。安全装置完全以机械方式工作，也就是说，安全装置的功能不需要电辅助能量或其他非电辅助能量，例如压缩空气。这样可以确保安全装置在故障情形下可靠地工作。

10、在本发明的进一步方案中，在联接杆上形成有止挡件，并且在封锁单元上形成有对配止挡件，其在释放位置中彼此间隔一轴向距离，该轴向距离确定了联接杆的升程，以及，所述止挡件和对配止挡件在封锁位置中相互抵靠，从而实现对输出构件的锁定。

11、特别优选地，封锁单元具有被联接杆贯穿的封锁套筒，其在释放位置中沿径向向外的方向支撑支撑滚动体并且将其保持在闭锁位置。

12、封锁套筒有利地具有尤其是环形的容纳空间，对应的支撑滚动体在闭锁位置中陷入所述容纳空间。

13、在本发明的进一步方案中，设置围绕支撑套筒的圆周的多个支撑滚动体组，每个均具有至少一个支撑滚动体。特别优选地，所述支撑滚动体组分别具有沿径向相继布置的多个支撑滚动体。借此，在将封锁装置的闭锁解除来使封锁装置进入封锁位置时，支撑滚动体能够在彼此上滚动，从而快速且技术上易于实施地将闭锁取消。此外，能够以简单的方式使各个支撑滚动体组的支撑滚动体进入锁止位置，从而不再能够在彼此上滚动，进而使封锁单元闭锁。

14、优选地，各个支撑滚动体组的支撑滚动体在支撑套筒的分离位置中以在竖直方向上交错的方式叠置。与在支撑套筒的分离位置中相比，在支撑套筒的锁定位置中，即在闭锁位置中，支撑滚动体在支撑滚动体组内的径向延伸更大，其中竖直方向上的交错致使径向延伸减小。

15、在本发明的进一步方案中，支撑套筒具有外壁，在该外壁上形成有支撑套筒容纳空间，其在锁定位置中与封锁装置的容纳空间相配合，在锁定位置中，支撑滚动体陷入该支撑套筒容纳空间。

16、特别优选地，支撑滚动体是圆柱形的。亦即，支撑滚动体可以被设计成辊子。然而，替代地，也可以将球用作滚动体。

17、在本发明的进一步方案中，电磁体装置具有围绕联接杆的多个电磁体组，当通电时，这些电磁体组共同地将支撑套筒保持在支撑位置。

18、可能的是，每个电磁体都是弹簧加载的，特别是在底侧与复位弹簧耦合，所述复位弹簧在封锁单元的封锁位置中被压缩，并在释放位置中在电磁体被去激活的情况下使得这些电磁体从其原始位置移出，其中对应的位置传感器能够测定位置变化。

19、特别优选地，释放弹簧装置具有围绕联接杆的多个释放弹簧组，当电磁体装置被去激活时，所述多个释放弹簧组共同地将支撑套筒移动到分离位置。释放弹簧和电磁体有利地沿周向彼此错开地布置。

20、在本发明的进一步方案中，封锁套筒具有套筒内部部分，所述套筒内部部分形成反向止挡件，所述套筒内部部分同心地包围联接杆，并且陷入位于壳体的圆柱形壳体内部部分与联接杆之间的环形间隙，且其中，封锁套筒具有套筒外部部分，其同心地包围壳体内部部分，并且在所述套筒外部部分的内壁上形成有针对支撑滚动体的容纳空间。

21、特别优选地，设置复位件，用于抵抗弹簧装置的弹力将封锁单元从封锁位置复位到释放位置。所述复位件可以具有机械的、流体的或电气的复位驱动器，用于将封锁单元复位到释放位置。例如，复位驱动器可以设计为伺服电动机。但也可采用其他类型的复位驱动器，例如液压或气动驱动器。

22、可设置阻尼装置，用于在触发安全功能时抑制封锁单元从封锁位置到释放位置的伸出运动。优选地，阻尼器被设计为油阻尼器。阻尼器有利地具有两个通过节流阀相互连接的油室，其中，液压油从一个油室排入另一个油室中，以启动阻尼功能。

23、在本发明的进一步方案中，设置保持装置，用于将支撑滚动体保持在封锁单元的封锁位置中，以防止支撑滚动体径向向外运动。由于封锁套筒的容纳空间间隔一定距离，且由于封锁单元触发并处于释放位置中，需要将支撑滚动体保持。

24、特别优选地，保持装置具有特别是与相应的支撑滚动体组的径向最外侧的支撑滚动体对应的保持构件，其可动地支承在将对应的支撑滚动体保持的保持位置与非使用位置之间。优选地，保持构件是弹簧加载的并且由复位弹簧支撑，该复位弹簧在支撑套筒的分离位置或封锁装置的释放位置中挤压保持构件，使其抵靠至径向外部的支撑滚动体。

25、本发明还涉及一种具有线性驱动器和安全装置的驱动单元，其中所述安全装置具有如权利要求1至16中任一项所述的特征。

26、本发明还包括一种具有阀配件和驱动单元的阀，特别是过程阀，其中所述驱动单元根据权利要求17设计。