專利名稱：在閥門上的流體操縱的伺服驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在閥門，尤其是閉鎖、安全或調(diào)節(jié)閥門上的流體操縱的伺服驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
在實(shí)踐中，已知并且應(yīng)用多種閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置。除了廣泛應(yīng)用的電氣閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置外，還具有尤其是流體操縱的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置(參看例如EP 0665381B1,EP1418343B1, EP1593893B1和EP2101061A1)。一般而言，這種流體操縱的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝 置包括直接或間接地與閥門的入口耦連的直線促動(dòng)器和具有流體控制裝置的基本單元。后者在此一般包括電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器，該電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器可以設(shè)置在尤其是流體控制裝置上游并且與之共同作用，并且可以具有比例輸出特性。在此，外部的電氣調(diào)節(jié)單元一般還連接到與電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器相連或?yàn)橹畬?duì)應(yīng)配設(shè)的信號(hào)輸入上，該電氣調(diào)節(jié)單元可以包括輸入器件、額定值輸入，調(diào)節(jié)電子設(shè)備、通信單元、信號(hào)出口和/或信號(hào)傳感器。就閉合的調(diào)節(jié)回路而言，在此，將為閥門對(duì)應(yīng)配設(shè)的測(cè)量傳感器的實(shí)際值信號(hào)反饋給電氣調(diào)節(jié)單元。EP 884481A2公開一種用于氣動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)裝置的氣動(dòng)位置調(diào)節(jié)器，所述啟動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)節(jié)量被根據(jù)可調(diào)節(jié)的額定值大小進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，尤其用于與氣動(dòng)輸入信號(hào)成比例地定位由薄膜和活塞操縱的調(diào)節(jié)閥。在此，位置調(diào)節(jié)器配有三個(gè)用于避免壓力損失的主元件，亦即，將調(diào)節(jié)量與額定值大小比較并且輸出差值的比較器、位于從氣動(dòng)壓力源到伺服驅(qū)動(dòng)裝置的流動(dòng)路徑中的、在無動(dòng)作狀態(tài)下閉合的并且可通過差值控制的第一閥和位于從伺服驅(qū)動(dòng)裝置的卸載孔到壓力排出口的流動(dòng)路徑中的、在無動(dòng)作狀態(tài)下閉合并且可通過差值控制的第二閥。位置調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)回路包括帶有操縱桿形式的調(diào)節(jié)元件的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，該操縱桿使調(diào)節(jié)值與確定閥、滑塊或類似物的流量的元件耦合。伺服驅(qū)動(dòng)裝置具有壓力加載的、與調(diào)節(jié)元件連接的薄膜。調(diào)節(jié)元件的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)通過變速器，優(yōu)選具有可更換凸輪盤的凸輪變速器，壓力彈簧的一端退讓該凸輪變速器，其另一端加載于在中心被可樞轉(zhuǎn)地支承的雙臂桿。壓力/力轉(zhuǎn)換器通過由額定值壓力作用的薄膜沿與壓力彈簧相反的方向與壓力彈簧壓到相同的桿臂上。由壓力彈簧施加到桿臂上的力在調(diào)節(jié)回路的限制區(qū)域內(nèi)與通過薄膜施加的、反向的力比較，通過調(diào)節(jié)這些力之間的平衡。壓力/力轉(zhuǎn)換器也就是說與壓力彈簧一起形成額定值/實(shí)際值比較器。在該比較器中，壓力彈簧與設(shè)置在它上游的凸輪變速器一起形成將調(diào)節(jié)元件的位移轉(zhuǎn)換成實(shí)際值力的位移/力轉(zhuǎn)換器。DE3819122 C2公開一種用于通過流體或電機(jī)驅(qū)動(dòng)的、調(diào)節(jié)的伺服驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)節(jié)閥位置的方法，其中，在早先的試驗(yàn)中，調(diào)節(jié)閥的參考變量和調(diào)節(jié)變量的實(shí)際和理想對(duì)應(yīng)關(guān)系之間的偏差與運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)地檢測(cè)并且將根據(jù)該偏差形成的修正值傳遞給在調(diào)節(jié)裝置上的參考變量和調(diào)節(jié)變量的比較器。修正值的傳遞以傳遞給比較器的參考變量或調(diào)節(jié)變量信號(hào)的變化的形式進(jìn)行。在此，修正值這樣傳遞給調(diào)節(jié)裝置，使得通過帶有調(diào)節(jié)伺服驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)節(jié)閥補(bǔ)償由系統(tǒng)滯后導(dǎo)致的參考變量和調(diào)節(jié)變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系的偏差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種流體操縱的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置，該閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置具有特別有利的調(diào)節(jié)性能。這尤其包括，作用到該系統(tǒng)上的干擾變量被特別快并且有效地調(diào)節(jié)。該技術(shù)問題通過在權(quán)利要求I中給出的在閥門上的流體操縱的伺服驅(qū)動(dòng)裝置解決。為此，按本發(fā)明的流體操縱的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置的特征尤其是，在信號(hào)輸入和至少一個(gè)直線促動(dòng)器之間在功能上設(shè)置至少一個(gè)(優(yōu)選布置在電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器下游的)流體內(nèi)部調(diào)節(jié)回路。換句話說，在按本發(fā)明的流體操縱的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置中，在電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器與直線促動(dòng)器之間不存在控制鏈，而在系統(tǒng)的該區(qū)域內(nèi)集成或嵌入至少一個(gè)流體內(nèi)部調(diào)節(jié)回路。通過即在傳統(tǒng)的、通過電氣調(diào)節(jié)單元導(dǎo)引的在后續(xù)平面中的調(diào)節(jié)回路內(nèi)部設(shè)置第二、純流體作用的內(nèi)部調(diào)節(jié)回路，獲得了有關(guān)閥門多層的，亦即在多個(gè)平面中進(jìn)行的調(diào)節(jié)。以這種方式，在多個(gè)方面獲得調(diào)節(jié)性能出乎意料突出的優(yōu)點(diǎn)。一方面，產(chǎn)生有利效果的是，附加的流體內(nèi)部調(diào)節(jié)回路可以在功能上并且對(duì)稱地靠近閥門設(shè)置，以便干擾變量已因此可以被特別有效地調(diào)節(jié)。此外，按本發(fā)明設(shè)計(jì)的流體調(diào)節(jié)通過設(shè)置在尤其是電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器下游的、電氣調(diào)節(jié)的流體內(nèi)部調(diào)節(jié)回路在調(diào)節(jié)動(dòng)力方面對(duì)稱地考慮。結(jié)果，按本發(fā)明的流體操縱的 閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置在調(diào)節(jié)性能方面明顯考慮為現(xiàn)有技術(shù)。按本發(fā)明的第一種優(yōu)選的擴(kuò)展設(shè)計(jì)，流體內(nèi)部調(diào)節(jié)回路設(shè)計(jì)成輔助位置調(diào)節(jié)回路。在該按本發(fā)明的伺服驅(qū)動(dòng)裝置的擴(kuò)展設(shè)計(jì)中，尤其是至少一個(gè)直線促動(dòng)器的滑塊的位置通過流體內(nèi)部調(diào)節(jié)回路進(jìn)行精確調(diào)節(jié)。直線促動(dòng)器在對(duì)可能的干擾變量反應(yīng)時(shí)直接、間接的精確調(diào)節(jié)上面已述的優(yōu)點(diǎn)，在這種情況下特別顯著。以這種方式實(shí)現(xiàn)的自調(diào)節(jié)的驅(qū)動(dòng)裝置大大簡化了閥門位置的調(diào)節(jié)。并且不用考慮與驅(qū)動(dòng)有關(guān)的區(qū)別，如反應(yīng)時(shí)間和停機(jī)時(shí)間。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展設(shè)計(jì)特征為，電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)為具有輔助調(diào)節(jié)回路的閉合調(diào)節(jié)回路，優(yōu)選壓力或體積流調(diào)節(jié)回路。這尤其在這種按本發(fā)明的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置中是有利的，其中，壓力流體供應(yīng)裝置不是偏心的，亦即，靠近閥門的，而是布置在中心。在這種情況下，按本發(fā)明的另一種優(yōu)選的擴(kuò)展設(shè)已證明是有利的是，使用氣動(dòng)的輔助能量，并采用電/氣轉(zhuǎn)換器作為電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器。在此電/氣轉(zhuǎn)換器優(yōu)選具有內(nèi)部的壓力傳感器和內(nèi)部的壓力調(diào)節(jié)回路。代替控制的信號(hào)傳遞，在此存在一個(gè)閉合的、具有自調(diào)節(jié)的壓力調(diào)節(jié)器的電氣壓力調(diào)節(jié)回路。以這種方式可達(dá)到的改善的調(diào)節(jié)性能致使過程控制和質(zhì)量得到優(yōu)化。此外，有利的是，電/氣轉(zhuǎn)換器通過特別節(jié)能和高動(dòng)態(tài)的壓電閥技術(shù)運(yùn)行和/或在調(diào)準(zhǔn)的狀態(tài)下不具有自有空氣消耗，將壓力傳感器信號(hào)傳遞給電氣調(diào)節(jié)單元以便進(jìn)行外部處理和/或與在驅(qū)動(dòng)裝置與用于簡單作用的驅(qū)動(dòng)裝置的電/氣轉(zhuǎn)換器VDI/VDE3845之間的氣動(dòng)接線圖相對(duì)應(yīng)。按本發(fā)明的另一種優(yōu)選的擴(kuò)展設(shè)計(jì)，尤其在采用壓縮的壓力流體時(shí)，在氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)時(shí)規(guī)定，至少一個(gè)直線促動(dòng)器設(shè)計(jì)成兩側(cè)施加流體的促動(dòng)器，其中，兩個(gè)工作腔持續(xù)地與壓力流體供應(yīng)裝置連接。若在這種意義上，兩側(cè)施加流體的直線促動(dòng)器的兩個(gè)工作腔直接與壓力流體供應(yīng)裝置連接或由它加載，并且為定位的目的，亦即為了改變直線促動(dòng)器的滑塊的位置，兩個(gè)工作腔之一針對(duì)性地通風(fēng)，直線促動(dòng)器的滑塊在各工作位置中以最大的剛性夾緊，這能夠?qū)崿F(xiàn)特別好的可調(diào)節(jié)性。此外，通過這種結(jié)構(gòu)可以確保，環(huán)境空氣絕不會(huì)吸入直線促動(dòng)器中，由此，排除了雜質(zhì)侵入系統(tǒng)中的可能性，并且提高壽命。該擴(kuò)展設(shè)計(jì)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，構(gòu)造成本低廉并且很簡單，方式是使雙重作用的直線促動(dòng)器可以通過唯一一個(gè)電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器調(diào)節(jié)。所有上述的優(yōu)點(diǎn)尤其在按本發(fā)明的氣動(dòng)的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置中又特別實(shí)用。在前述的流體操縱的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置的擴(kuò)展設(shè)計(jì)中，流體內(nèi)部調(diào)節(jié)回路可以包括尤其是設(shè)置在直線促動(dòng)器上游的調(diào)節(jié)組，該調(diào)節(jié)組具有兩個(gè)可彼此相對(duì)移動(dòng)的、打開或關(guān)閉控制孔的部件，其中，第一部件與由控制壓力作用的先導(dǎo)缸耦連，第二部件與直線促動(dòng)器的滑塊耦連。這又在直線促動(dòng)器設(shè)計(jì)成雙重作用的直線促動(dòng)器的情況下是特別有利的，其中，所述調(diào)節(jié)組優(yōu)選分別通過一根排放管與兩個(gè)持續(xù)地與壓力流體供應(yīng)裝置連接的工作腔連通。特別有利的結(jié)構(gòu)擴(kuò)展方案在此的特征是，調(diào)節(jié)組具有兩個(gè)分別包括一個(gè)以可在外殼內(nèi)部克服預(yù)緊力移動(dòng)的方式支承的閥座的安全閥。按本發(fā)明的另一種優(yōu)選的擴(kuò)展設(shè)計(jì)規(guī)定，閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置包括兩個(gè)彼此對(duì)置的直線促動(dòng)器和設(shè)置在兩個(gè)直線促動(dòng)器之間的，使其滑塊相互耦連的機(jī)械轉(zhuǎn)換器。即，在閥門 具有可轉(zhuǎn)動(dòng)的、其位置可借助閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置改變的閉鎖件時(shí)，所述機(jī)械轉(zhuǎn)換器可以在此將尤其是兩個(gè)線性促動(dòng)器的滑塊的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。在此，特別優(yōu)選，伺服驅(qū)動(dòng)裝置作為緊湊的、閉合的、具有僅一個(gè)電氣入口和作用到閥門入口上的機(jī)械輸出的流體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模塊式地由單獨(dú)的、聯(lián)合為一個(gè)功能單元的基本單元、兩個(gè)直線促動(dòng)器和機(jī)械轉(zhuǎn)換器形式的構(gòu)件構(gòu)造?？梢栽诖擞绕渫ㄟ^兩個(gè)直線促動(dòng)器法蘭連接到機(jī)械的轉(zhuǎn)換器上使所述構(gòu)件聯(lián)合為緊湊的、閉合的流體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該機(jī)械轉(zhuǎn)換器本身通過法蘭連接裝置與基本單元連接。這允許(按又一種優(yōu)選的擴(kuò)展設(shè)計(jì))，在基本單元與促動(dòng)器以及必要時(shí)機(jī)械轉(zhuǎn)換器之間的整個(gè)流體連接在有關(guān)構(gòu)件的內(nèi)部進(jìn)行，因此不存在暴露的流體管道。所述的流體連接裝置可以在此特別地在由它貫穿的、在所述構(gòu)件之間的分隔平面范圍內(nèi)可以配有自關(guān)閉的閉鎖裝置，該閉鎖裝置防止尤其在為了維護(hù)的目的拆卸單獨(dú)的構(gòu)件時(shí)流體流出或污物沿分隔平面不期望地侵入。在閉鎖裝置的區(qū)域內(nèi)，可以在此尤其集成到閉鎖裝置中或分別與閉鎖裝置連接為一個(gè)結(jié)構(gòu)單元，設(shè)計(jì)附加的用于流體的過濾器元件。對(duì)整個(gè)前面示出的、按本發(fā)明的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)改進(jìn)的技術(shù)觀點(diǎn)已證實(shí)在按本發(fā)明的液壓閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置中是特別有利的。它尤其起到如下作用，在獲得流體操縱相對(duì)電氣的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置的特定優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，即，特別的緊湊性、節(jié)能以及可靠性和在需要時(shí)高動(dòng)態(tài)的安全功能容易實(shí)現(xiàn)，其中，后者歸功于尤其是存儲(chǔ)流體能量的可能性，從用戶一方看，流體操縱的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置在維護(hù)和保養(yǎng)方面看成與電氣閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置完全等價(jià)的。進(jìn)一步上面已提到，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，壓力流體供應(yīng)裝置既可以集中布置，亦即，對(duì)多個(gè)閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置來說是公共的，又可以分散地布置亦即，分別對(duì)應(yīng)各自的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置。在最后所述的情況下，按本發(fā)明的流體操縱的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置的基本單元特別優(yōu)選包括壓力流體供應(yīng)單元。在液壓操縱的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置的情況下，按本發(fā)明，這種壓力流體供應(yīng)單元尤其優(yōu)選包括由儲(chǔ)液箱供給的、帶有由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵的液壓裝置。在按本發(fā)明的氣動(dòng)操縱的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置，所述壓力流體供應(yīng)單元與此相對(duì)地優(yōu)選包括由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的、(優(yōu)選通過過濾系統(tǒng))抽吸周圍介質(zhì)的氣泵。若按本發(fā)明的流體操縱的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置在前面意義上設(shè)計(jì)成液壓的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，則它可以按另一種優(yōu)選的擴(kuò)展設(shè)計(jì)具有適合將儲(chǔ)料盒中的液壓流體首次填充到流體系統(tǒng)中的，尤其是設(shè)置在基本單元上的加液接管。這允許液壓工作的按本發(fā)明的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置由用戶方啟動(dòng)，而用戶不會(huì)以任何方式接觸液壓流體。這又有助于，在其工作性能方面考慮電氣的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置的(參見上面)液壓操縱的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置也使用在用戶方特別著重于清潔和與液壓流體接觸的最小危險(xiǎn)的應(yīng)用中。為了系統(tǒng)較高的容錯(cuò)率，流體能量可以不僅，又如上面已談及那樣，存儲(chǔ)在(尤其是外部的)壓力存儲(chǔ)器中，以便在取消壓力流體供應(yīng)裝置的情況下，可以將閥門至少還置于預(yù)先給定的安全位置中。而機(jī)械式副彈簧也可以，必要時(shí)附加地集成到至少一個(gè)直線促動(dòng)器中。特別優(yōu)選，這種機(jī)械式副彈簧在此通過流體壓力預(yù)緊并且鎖定在該預(yù)緊位置中，因此它不必通過永久地克服機(jī)械式副彈簧的力工作持續(xù)地加載直線促動(dòng)器的滑塊。在該情況下，僅在操作解鎖裝置之后，機(jī)械式副彈簧加載對(duì)應(yīng)配設(shè)的直線促動(dòng)器的滑塊，借助該解鎖裝置，解除鎖住副彈簧的封鎖。這種在標(biāo)準(zhǔn)工作情況下封閉鎖定的、僅在緊急狀態(tài)下通過解除封鎖釋放的機(jī)械式副彈簧結(jié)合了閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置高可靠性的優(yōu)點(diǎn)與其它的觀點(diǎn)，如經(jīng)濟(jì)性、緊湊性以及調(diào)節(jié)力度。


本發(fā)明其它有利的擴(kuò)展設(shè)計(jì)在各從屬權(quán)利要求中說明或從本發(fā)明實(shí)施例的下列闡述中獲得。附圖中圖I是按本發(fā)明的液壓工作的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置的示意圖，圖2是在按圖I的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置中實(shí)現(xiàn)的自調(diào)節(jié)的位置驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，圖3是按本發(fā)明的氣動(dòng)工作的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置的示意圖以及圖4是按本發(fā)明流體操縱的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置在圖I至圖3所示的實(shí)施例的調(diào)節(jié)流程圖。
具體實(shí)施例方式按圖1，為作為這種已知的、包括可直線移動(dòng)的閉鎖滑塊I的閉鎖閥門2配設(shè)液壓運(yùn)行的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置3。它包括作為主要構(gòu)件的直線促動(dòng)器4和具有壓力流體供應(yīng)單元5和流體控制裝置的基本單元6。直線促動(dòng)器4在此設(shè)計(jì)成具有在缸體7中導(dǎo)引的活塞8的雙重作用的液壓缸，該活塞8使兩個(gè)反向加載的工作腔9和10隔開并且與活塞桿12形式的滑塊11連接。活塞桿12在此直接作用到閉鎖閥門2的閉鎖滑塊I上。壓力流體供應(yīng)單元5以這種已知的方式包括液壓裝置13，該液壓裝置13具有由電動(dòng)機(jī)14驅(qū)動(dòng)的液壓泵15和用于液壓液的儲(chǔ)液箱16?；締卧?還包括流體預(yù)先控制的閥17和流體接口 18，基本單元通過該流體接口 18與后置的流體轉(zhuǎn)換器19連接?；締卧?的流體預(yù)先控制的閥17 (經(jīng)由對(duì)應(yīng)配設(shè)的信號(hào)輸入)通過壓電閥20形式的電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器控制，在該電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器上本身作用有配有通信接口 21的電氣調(diào)節(jié)單元22。通過通信接口 21還將(與未示出的額定值輸入有關(guān)的)額定值輸入23連接到調(diào)節(jié)單元22上。為閉鎖閥門2的閉鎖滑塊I配設(shè)位置傳感器24，該位置傳感器24通過通信接口25與調(diào)節(jié)單元22連接并且閉鎖滑塊的實(shí)際位置反饋給調(diào)節(jié)單元22。此外，還設(shè)有可視的位置指示器26。
在前述的范圍內(nèi)針對(duì)本身廣為所知的、廣泛應(yīng)用的現(xiàn)有技術(shù)的、按圖I的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置，因此不是進(jìn)一步闡述必不可少的。按圖I的閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置3相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的根本差異在于，調(diào)節(jié)單元22這樣不直接作用到直線促動(dòng)器4上，而是作為在功能上在基本單元的信號(hào)輸入與直線促動(dòng)器4之間存在后置于電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器的流體內(nèi)部調(diào)節(jié)回路27。流體的轉(zhuǎn)換器19因此不與直線促動(dòng)器4的接口直接液壓連接，而是與包括純液壓的、自調(diào)節(jié)的位置驅(qū)動(dòng)器28的調(diào)節(jié)組29連接。自調(diào)節(jié)的位置驅(qū)動(dòng)器28包括(參看圖2)外殼30和在其中以可移動(dòng)的方式(雙箭頭A)導(dǎo)引的滑塊31，該滑塊31相對(duì)外殼30借助密封圈32密封。此外，在外殼30中容納有兩個(gè)噴嘴本體33。這兩個(gè)噴嘴本體33也可移動(dòng)地，即與滑塊31的運(yùn)動(dòng)方向A平行地在外殼30中導(dǎo)引并且相對(duì)外殼30借助密封圈34密封。它們還借助彈簧35抵靠止檔36預(yù)緊。在此，在圖3中表示的自調(diào)節(jié)的位置驅(qū)動(dòng)器28的中性位置中，兩個(gè)噴嘴本體這樣密封地貼靠在其端側(cè)設(shè)置在滑塊31上的密封體49上，使得噴嘴本體33的控制孔通過所述的密封體49封閉。自調(diào)節(jié)的位置驅(qū)動(dòng)器28的滑塊31穿過窗口48貫穿外殼30的耦合桿37與直線 促動(dòng)器4的滑塊11連接，以便它直接進(jìn)行其運(yùn)動(dòng)。自調(diào)節(jié)的位置驅(qū)動(dòng)器28的外殼30本身可移動(dòng)。其位置由雙重作用的先導(dǎo)缸38預(yù)先給定。先導(dǎo)缸38通過基本單元6和流體轉(zhuǎn)換器19由調(diào)節(jié)單元22控制；因此，后者通過先導(dǎo)缸38預(yù)先給定自調(diào)節(jié)的位置驅(qū)動(dòng)器28的外殼30的位置。直線促動(dòng)器4的兩個(gè)工作腔9和10通過具有節(jié)流閥40的高壓管道39持續(xù)地與壓力流體供應(yīng)單元5的高壓側(cè)41連接，亦即，持續(xù)地施加供液壓力。此外，直線促動(dòng)器4的兩個(gè)工作腔9和10分別通過一根排放管42與在自調(diào)節(jié)的位置驅(qū)動(dòng)器28的外殼30中的入口 43連接。在調(diào)準(zhǔn)情況下，以這種方式，在自調(diào)節(jié)的位置驅(qū)動(dòng)器28的兩個(gè)壓力腔44中存在與直線促動(dòng)器4的工作腔9和10相同的壓力比。若由于相應(yīng)的、由調(diào)節(jié)單元22預(yù)先設(shè)定的先導(dǎo)缸38通過基本單元6和流體轉(zhuǎn)換器19的作用使自調(diào)節(jié)的位置驅(qū)動(dòng)器28的外殼30沿使閉鎖滑塊I抬升的方向向上移動(dòng)，則兩個(gè)壓力腔44的上部穿過對(duì)應(yīng)配設(shè)的噴嘴本體33的穿孔45而與壓力流體供應(yīng)單元5的低壓側(cè)46連接。在直線促動(dòng)器4的上部工作腔9中的壓力下降到低于下部工作腔10中存在的壓力，因此，就直線促動(dòng)器4的滑塊11隨動(dòng)控制而言抬升，即抬升的程度使得直到與直線促動(dòng)器4的滑塊11耦連的閉鎖滑塊到達(dá)自調(diào)節(jié)的位置驅(qū)動(dòng)器28的與之耦連的滑塊31又封閉兩個(gè)噴嘴本體33位置為止。就此而言，調(diào)節(jié)組29具有兩個(gè)分別包括一個(gè)以可在外殼30的內(nèi)部克服預(yù)緊力移動(dòng)的方式支承的閥座的安全閥47。作用到閉鎖滑塊I上的干擾變量在所示的系統(tǒng)中直接在自調(diào)節(jié)的位置驅(qū)動(dòng)器28的純液壓調(diào)節(jié)回路的內(nèi)部調(diào)節(jié)，因此，就此而言不進(jìn)行調(diào)節(jié)單元22的調(diào)節(jié)作用。調(diào)節(jié)單元22的調(diào)節(jié)特性與之相匹配。圖3表示就其按圖I的實(shí)施形式的功能而言基本上相似的實(shí)施形式，其中，但要強(qiáng)調(diào)與按圖I的實(shí)施形式不同的下列差異。因此，閉鎖閥門2具有圍繞軸線50轉(zhuǎn)動(dòng)的閉鎖件51而不是閉鎖滑塊。該閉鎖閥門2與軸52抗扭地連接。此外，在按圖3的實(shí)施形式中使用兩個(gè)互相反向的雙重作用的直線促動(dòng)器4。這兩個(gè)直線促動(dòng)器4成對(duì)地反向與氣動(dòng)系統(tǒng)的其它構(gòu)件連接。此外，通過直線促動(dòng)器的滑塊借助齒條53作用到與軸52抗扭連接的齒輪54上，兩個(gè)直線促動(dòng)器的直線運(yùn)動(dòng)在機(jī)械轉(zhuǎn)換器W中轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。此外，閥門伺服驅(qū)動(dòng)裝置氣動(dòng)地運(yùn)行。據(jù)此，壓力流體供應(yīng)單元5包括空氣壓縮機(jī)55，而不是液壓泵。該空氣壓縮機(jī)55通過過濾器56抽吸環(huán)境空氣。液壓流體在低壓側(cè)排出到周圍環(huán)境中，為此目的，在此設(shè)置消音器57。此外，從圖I和圖2前面說明中容易給本領(lǐng)域技術(shù)人員闡明按圖3的實(shí)施形式和其功能，因而避免了重復(fù)引用。按圖4中表示的調(diào)節(jié)流程圖，輸入信號(hào)通過通信輸入60到達(dá)位置調(diào)節(jié)器61 (參見調(diào)節(jié)單元22)。該調(diào)節(jié)器61可以如在圖I和圖3中所示直接作用到流體調(diào)節(jié)器62(參見壓電閥20)上，該流體調(diào)節(jié)器62作用到流體轉(zhuǎn)換器63(參見液壓預(yù)控制閥17)上，該流體轉(zhuǎn)換器63本身作用到另一個(gè)流體轉(zhuǎn)換器64 (參見流體轉(zhuǎn)換器19)上。與此同時(shí)，在位置調(diào)節(jié)器61與該另一個(gè)流體轉(zhuǎn)換器64之間，如在說明書中一般性闡述的那樣，也可以集成包括 自調(diào)節(jié)的壓力調(diào)節(jié)器的、帶有壓力調(diào)節(jié)器66的輔助壓力調(diào)節(jié)回路65，壓力傳感器67的信號(hào)反饋給該壓力調(diào)節(jié)器66。該另外的流體轉(zhuǎn)換器64的出口作用到調(diào)位器68 (參見調(diào)節(jié)組29)上，該調(diào)位器68結(jié)合直線驅(qū)動(dòng)器69 (參看直線促動(dòng)器4)和位置傳感器70 (參看耦合桿37)形成一個(gè)包括自調(diào)節(jié)的位置驅(qū)動(dòng)器的輔助位置調(diào)節(jié)回路71。在按圖3的實(shí)施形式中，直線驅(qū)動(dòng)器69作用到扭矩轉(zhuǎn)換器72 (參見機(jī)械轉(zhuǎn)換器W)上，扭矩轉(zhuǎn)換器72的輸出作用到閥門73(參見閉鎖閥門2)上。扭矩轉(zhuǎn)換器72的位置可以在位置指示器74(參見位置指示器26)中可視地顯示。此外，通過位置傳感器75 (參見位置傳感器24)檢測(cè)(按圖I的實(shí)施形式的)直線驅(qū)動(dòng)器或(按圖3的實(shí)施形式的)扭矩轉(zhuǎn)換器的實(shí)際位置，以便形成反饋給位置調(diào)節(jié)器61的、用于閥門位置的調(diào)節(jié)回路76。
權(quán)利要求
1.一種在閥門上的流體操縱的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，所述閥門尤其是閉鎖閥門(2)、安全閥門或調(diào)節(jié)閥門，所述伺服驅(qū)動(dòng)裝置包括具有流體控制裝置的基本單元(6)和至少一個(gè)能夠利用流體控制裝置操縱的直線促動(dòng)器(4)，在所述流體控制裝置的上游設(shè)置優(yōu)選具有比例輸出特性的電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器，所述直線促動(dòng)器(4)的滑塊(11)直接或間接地與所述閥門的入口耦連，其中，所述基本單元包括與所述電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器連接并因此與所述流體控制裝置連接的信號(hào)輸入，外部的輸入器件、額定值輸入、優(yōu)選帶有通信單元的調(diào)節(jié)電子設(shè)備、與所述電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器連接的信號(hào)出口和包括信號(hào)傳感器的電氣調(diào)節(jié)單元(22)與所述信號(hào)輸入連接，將為所述閥門對(duì)應(yīng)配設(shè)的測(cè)量傳感器(24)的實(shí)際值信號(hào)反饋給所述電氣調(diào)節(jié)單元(22)，其中，在所述信號(hào)輸入與所述至少一個(gè)直線促動(dòng)器之間在功能上還設(shè)有優(yōu)選設(shè)置在所述電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器下游的流體內(nèi)部調(diào)節(jié)回路(27; 65，71)。
2.按權(quán)利要求I所述的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述流體內(nèi)部調(diào)節(jié)回路設(shè)計(jì)成輔助位置調(diào)節(jié)回路(27; 71)。
3.按權(quán)利要求I或2所述的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)具有作為輔助調(diào)節(jié)回路的閉合的調(diào)節(jié)回路，優(yōu)選壓力或體積流調(diào)節(jié)回路(65)。
4.按權(quán)利要求I至3之一所述的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)直線促動(dòng)器(4)設(shè)計(jì)成兩側(cè)施加流體的促動(dòng)器，其中，兩個(gè)工作腔(9，10)持續(xù)地與壓力供給裝置連接。
5.按權(quán)利要求I至4之一所述的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述流體內(nèi)部調(diào)節(jié)回路(27;71)包括設(shè)置在所述直線促動(dòng)器(4)上游的調(diào)節(jié)組(29)，該調(diào)節(jié)組(29)具有兩個(gè)可彼此相對(duì)移動(dòng)的、打開或關(guān)閉控制孔的部件，其中第一部件與由控制壓力加載的先導(dǎo)缸(38)耦連，所述第二部件與所述直線促動(dòng)器(4)的滑塊(11)耦連。
6.按權(quán)利要求5所述的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)組(29)分別通過一個(gè)排放管(42)與所述兩個(gè)工作腔(9，10)連通。
7.按權(quán)利要求5或6所述的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)組(29)具有兩個(gè)安全閥(47)，所述兩個(gè)安全閥(47)分別包括一個(gè)以可在外殼(30)的內(nèi)部克服預(yù)緊力移動(dòng)的方式支承的閥座。
8.按權(quán)利要求I至7之一所述的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述伺服驅(qū)動(dòng)裝置包括兩個(gè)彼此對(duì)置的直線促動(dòng)器(4)和設(shè)置在所述兩個(gè)直線促動(dòng)器之間、使所述直線促動(dòng)器的滑塊相互耦連的機(jī)械轉(zhuǎn)換器(W)。
9.按權(quán)利要求I至8之一所述的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述伺服驅(qū)動(dòng)裝置具有指示器件(26)、終端開關(guān)、終端止擋、終端緩沖器、手動(dòng)操縱器件和/或位置傳感器(24)。
10.按權(quán)利要求I至9之一所述的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述基本單元(6)包括壓力流體供應(yīng)單元(5)。
11.按權(quán)利要求10所述的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述壓力流體供應(yīng)單元(5)包括由儲(chǔ)液箱(16)供給的、帶有由電動(dòng)機(jī)(14)驅(qū)動(dòng)的泵(15)的液壓裝置(13)。
12.按權(quán)利要求I至11之一所述的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述伺服驅(qū)動(dòng)裝置具有適用于將液壓流體從儲(chǔ)料盒中首次填充到流體系統(tǒng)中的、尤其設(shè)置在所述基本單元(6)上的加液接管。
13.按權(quán)利要求10所述的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述壓力流體供應(yīng)單元包括由電動(dòng)機(jī)(14)驅(qū)動(dòng)的、優(yōu)選通過過濾系統(tǒng)(56)抽吸周圍介質(zhì)的氣動(dòng)壓縮機(jī)(55)。
14.按權(quán)利要求I至13之一所述的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，使用氣動(dòng)的輔助能量并且采用電/氣轉(zhuǎn)換器作為電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器(20)。
15.按權(quán)利要求14所述的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述電/氣轉(zhuǎn)換器具有內(nèi)部的壓力傳感器(67)和內(nèi)部的壓力調(diào)節(jié)回路(65)。
16.按權(quán)利要求13或14所述的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述電/氣轉(zhuǎn)換器通過特別節(jié)能的和高動(dòng)態(tài)的壓電閥技術(shù)運(yùn)行。
17.按權(quán)利要求15或16所述的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述電/氣轉(zhuǎn)換器在調(diào)準(zhǔn)狀態(tài)下沒有自有空氣消耗。
18.按權(quán)利要求14至17之一所述的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，將所述壓力傳感器信號(hào)傳遞給電氣調(diào)節(jié)單元以便進(jìn)行外部處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在閥門上的流體操縱的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，該伺服驅(qū)動(dòng)裝置包括具有電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器和流體控制裝置的基本單元(6)和至少一個(gè)能夠利用該流體控制裝置操縱的直線促動(dòng)器(4)，其滑塊(11)直接或間接地與閥門的入口耦連。調(diào)節(jié)單元(22)與基本單元的信號(hào)輸入相連接，調(diào)節(jié)單元的信號(hào)出口與所述電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器連接并將為閥門對(duì)應(yīng)配設(shè)的測(cè)量傳感器(24)的實(shí)際值信號(hào)反饋給該調(diào)節(jié)單元(22)。在所述信號(hào)輸入與所述至少一個(gè)直線促動(dòng)器之間在功能上設(shè)有優(yōu)選設(shè)置在所述電液信號(hào)轉(zhuǎn)換器下游的流體內(nèi)部調(diào)節(jié)回路(27)。
文檔編號(hào)F15B9/12GK102822536SQ201180016589
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2011年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者M.施羅本豪瑟, J.施埃布爾, S.謝爾普, M.格洛德爾 申請(qǐng)人:賀爾碧格自動(dòng)化技術(shù)控股股份有限公司