专利名称：伺服控制的截止阀装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种伺服控制的截止阀装置，特别适用于地下管路，如分区供热系统。该装置包括一个带有相配的转向电机的阀和在距该截止阀一定距离的易于使用之处所设的一个电控，或液控站。
在分区供热系统中，通常是安装许多截止阀；因为这些阀的阀轴向上伸至刚好位于周围井圈的上盖之下，所以，一般将阀设在路面之下便于人工操作之处。这种装置将耗费大量的人工，并且当必须操纵截止阀时，由于不得不安排一些路障，因而将会引起交通堵塞。
因此，对于某些阀门而言，本发明的装置将更为可取，其中阀门/电机装置可以完全埋在地下并且仅通过电流或液压管路与上述控制站相联，控制站可以配置在人行道附近的操纵室内。这样阀门就可以在不堵塞交通的情况下进行操纵。不过，有可能会出现一种最反常的情况，即上述阀门一直不启动，旋转件则可能卡死；为此，电机驱动阀门的一个更突出的优点在于，与手动操作相比，它可以较大的动力操纵阀门。
如上所述，完全埋在地下的阀门装置可能会出现一个问题，即无法观察换向指令是否完全执行。在实际工作中这是一个很重要的情况，因为常规下阀门并不设计成处于一个仅仅近于完全闭合或近于完全打开的位置。因此，希望设置某种类型的传感器进行监测，以确保驱动动作在阀门完全换向时才确实终止，曾经有过许多与此相关的设想和建议。显而易见，对于控制专家来说，理论上将会有数量可观的可行方案；但由于特殊的安装环境以及要求能长期完好地运行，如30～40年，上述方案已不得不一一否定。应该指出，在这方面没有必要详述上述方案的可行性和麻烦；但需强调，按照常规，应差不多每年一次地对阀门进行某种有规律的安全操作，以防止过度严重的卡死。
按照本发明，已提供了一种专用的操纵一和信号传送装置，它已能满足对于系统功能所提出的极苛刻的安全运行要求。
按照本发明，将选择液压驱动，因为这样会相对比较便宜而且可确保使用相对较大的操作力，例如几百巴的压力，该压力将可靠地松动卡死的阀门。系统中相连的泵装置可以安装在过道上的控制室内，而带活塞的液压缸可放在阀门之下。随活塞分别沿两个方向的位移，靠活塞上的齿条和阀轴上的齿环的啮合运行使阀轴旋转。
在与该液压缸联接的管路中，设有一个专用的信号装置，在阀门每次换向移动的终点，信号装置就发出一个压力信号，该信号将传至操纵室内的一个液压显示装置。
下面将参照附图详述本发明的上述特征及优点，其中
图1是根据本发明的系统示意图和局部剖视图；图2是一个改进系统的相应视图。
虚线所示的横线表示地平面，其下装有一带阀轴2的截止阀，阀轴2上设有一齿环4。该齿环与滑块8上的齿条6配合，滑块8的两端为分别与相应的缸体12和14相配合的活塞件10，缸体将牢牢地固定在图中未显示的一个公共底座上。两个缸体12和14各有一个缸头16，其中加工有一个中心孔18和一个通槽20，二者相通；另外在缸头中心孔18的外侧还开有一个通槽22。
在活塞件10的两端各加工一个凸出的活塞销24，与对应的中心孔18相配合。
图示的滑块8位于左侧位置，有可能向右移至使阀轴2旋转90°所需的位置，即用于在关闭和开启位置之间操纵截止阀的位置。
在系统两端的通槽20和22分别与通用的液压管路26及28相连，该液压管路通道上的操纵室内的一个液压换向阀组30相连。通过该阀组，这些管路可以用可转换的方式连接至液压泵32相应的压力侧；泵32带有一个真空油箱34和一个相同的或最好是分离的贮油槽36。应指出，在图示实施例中，可能启动泵32用以向右推动滑块8以便使截止阀换向；继而，才有可能在转换阀组30之后，使阀返回。
在液压缸系统的两端在通槽20和22连接点之间，设置一个单向阀38，允许液压介质从管路26和28流入通槽22，但不允许反向流动。通槽22在这些单向阀的关闭侧，经相应的管路40和42分别与换向阀组30的独立部分相联；经该阀组30，这些油路分别交替地与管路44和46中的一条或另一条接通，使管路44和46接至设于路面操纵室中的显示装置48，并随即与贮油箱50相联。
显示装置48包括一个液压缸52，缸内装有一个滑块54，滑块可以靠分别经管路44和46供给的高压流体从一侧推向另一侧。在滑块54的中间部位，加工有一个收缩部56，它可与两个弹簧压紧的球58中的任一个相配合，弹簧球58分别与凸杆60相联，凸杆的外端有一个凸头62，根据凸杆60和62从显示装置48伸出的多少，可以一目了然地判断滑块54是否处于一个或另一个外部位置。
假设截止阀处于打开状态并想要关闭它，仅需启动泵32，然后使经过管路26的压力介质由通槽20和22进入在左缸体12中的整个缸室。在先导阀30中，切断压力介质经管路40的流出。因此，在阀轴2上可能作用一个很大的开启冲力，这样，即使卡得最死的阀也可以转动。由此只有要将阀取出维修或更换时才格外需要将阀挖出。
在滑块8转换期间，右缸室14内的液压介质可以经中心通槽20和管路28流出并返回油槽36。此过程可以没有明显的阻尼作用；反之，因为显示装置的滑块54受凹槽56中球58的存在而产生的卡塞作用，由通道22供至连接管路42、44，进而供至显示装置48的液流将受滑块54的阻滞。
不过，在换向移动的终端，中心孔18将被活塞销24堵塞，由此，孔腔18中的介质将最终流至油槽36，同时，使周围腔室中的介质压入管路42和44，由此驱动显示装置的滑块54换向。活塞销24的长度应设计成使滑块8在最后行程上所排出的液压介质量足以保证进行显示装置滑块完全而可靠的转换；显示装置另一端的介质则经管路46流至油箱50。
照此，通过在较大的伸出位置与较小的凸杆件60，62一伸出位置之间变化位置可以实现用视觉清楚的看出截止阀的转换是否完成；而且，这种显示只有在阀轴2旋转至最后几度角时才会出现。
参照换位阀组30的液压原理图，在此无须再对以完全相同的方式继续重新开启阀门进行任何进一步的说明，只要将阀组30转换即可。特别应强调的是在确实完全开启时，才在显示器上出现重新实现完全开启的信号。在某种意义上，阀门足够的开口度可以靠阀门后的管路上重新出现热水而很好地判断；但因阀的结构特殊，如不根据所有情况按完全开启重新定位，通常将会使阀门毁坏。
自然，在每次使用装置之后，或者至少在每次开启/关闭操作之后，油箱36和50中沉集的介质会集中并沉淀；将用新的介质更换这些“使用过的”介质并将其送至油箱34。
本发明将不局限于图示的实施例，特别是涉及实现准确显示换向的方式。并且，可以改进工作缸的配置，以便实现显示装置的转换压力只有在截止阀转位的最后一个阶段时才出现。
在图2中显示出一个改进方案，按此方案，甚至实现了液压系统的简化，因为只用一个单独的换向阀30’代替了双联阀组30。在主缸12’和14’中，取消了中心孔18，代之以将活塞8’制成带有可屈服的可向内压缩的凸出的中心销24’，其相联的孔64通过槽孔66相互连接，当其内充满液压流体时，它能使凸出的中心销24’一次成为一个凹下的部件。当活塞8’到达其外端位置之一时，就会出现这种缩进；因为，销24’随后切断了流体介质经孔20’直接回油箱34，36’的流动，此后在活塞8’余下的最终移动期间始终保持这种断路状态；由此，残留的有限的液压介质经管路42’被推向至显示装置48’，此间还要经过阀68，该阀只有在入口侧达到一定的过压压力，如30bar左右时才开启并与管路46’上的单向阀70相联。
显示装置48’也设计成一个带有一内滑块的滑座；但，同于显示滑动位置的装置以一种不再详述的方式由外部控制的磁性显示装置代替，该装置可以发出信号指示滑块54’所处的一侧或另一侧的极限位置。
权利要求
1.伺服控制的截止阀装置，特别适用于地下管道，如分区供热系统，该装置包括一个带液压转换电机的阀和一个在距该阀有一定距离的易于使用之处所设的相关联控制站，该控制站包括用于远程显示截止阀分别处于全开或全闭位置的显示装置；其特征在于换向电机是一个带有一个活塞杆的双向作用的液压缸装置，活塞杆与阀的驱动装置可操作地连接，用以液压地迫使液压缸装置的活塞分别向一个或另一个方向移至终点，而将阀转至全开或全闭位置；所述显示装置用以在活塞换向移动的最后时刻引起液体回流的阻塞，并继而使残余的存留液体介质加压流出，使显示装置随活塞移至终点而显示换向。
2.如权利要求1所述的装置，其特征是活塞制成一个独立的活塞块，其两端分别装在相应液压缸的头部内；与这些部件相联的液压驱动和返回管路通向位于液压缸头部的内端面上的油缸自身的；活塞块的两端有凸出的销，随着沿缸体相对移动，凸销将在活塞移至某一位置时将孔封闭，此后，活塞还可移动最后一段行程，其最后行程的排量相当于显示装置准确转换所需的液压介质的体积。
3.如权利要求1所述的装置，其特征是显示装置包括一个液压驱动的滑块，该滑块配有显示滑块位置的机械传感器。
全文摘要
在分区供热系统中的地下截止阀，从附近人行道上的操纵室内由双向滑动的活塞块(8)的液压驱动，可对其进行伺服控制，其移动的动力足以使截止阀(2)完全换向。在即将达到完全换向之前，在活塞的液压回流端，回流(28)要转换(42)并在此加压进入远程显示装置(48)；由此，在截止阀完全转换的终点，显示装置中的滑块(54)立即受高压作用而换向。由此，可组成一个安全可靠而又经久耐用的截止阀换向和显示系统。
文档编号F16K31/16GK1120368SQ94191689
公开日1996年4月10日 申请日期1994年4月7日 优先权日1993年4月7日
发明者汉斯·N·佩德斯 申请人:Abb区域供暖管理及系统发展公司