专利名称：带有安全阀的阀组的制作方法
带有安全阀的阀组 本发明涉及一种阀组，其包括多个电触动控制阀，其分别同时与
至少一个公共供给管道相连，并与至少一个公共排;改管道相连，而且 能够控制这种管道分别与至少一个独立的动力管道、至少一个进料管 道以及安全阀的连接，所述至少一个独立的动力管道能够与负载相 连，所述至少一个进料管道用于为所述至少一个公共供给管道输送压 力介质，安全阀连接在所述至少 一个进料管道和所述至少 一个公共供 给管道之间，以便选择性地打开或关闭管道连接。
在专利公开EP1041325B1中所公开的这种阀组，其包括若干个控 制模块，各模块与相应的控制阀相连，这些控制阀一起聚集在一种模 块装置中。通过使公共供给管道穿过模块装置，可同时为所有控制阀 供应压力介质。控制阀的排放通过一个或两个同样穿过模块装置的公 共排放管道而发生。公共供给管道放置在隔断阀的下游，其能够用作 安全阀，并且处于当发生故障情况时，可将公共供给管道与供应压力 介质的进料管道断开连接的位置。然后这种阀组或多或少地脱离压力 介质管线。然而，如果在阀组仍处于完全的供给压力下时进行断开连 接，关闭在阀组中的压力介质仍然可能造成控制阀的非预期的开关功
6匕
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本发明的一个目的是设计一种阀组，其改进了关闭方面的安全功
为了实现这个目的，可这样设计阀组，使得安全阀能够切换到排 放位置，在该位置其使所述至少一个公共供给管道排空，并同时关闭 进料管道。
按照这种方式，在关闭进料管道的条件下，定位在阀组的至少一
而是排
放到大气中。因此阀组被剥夺供给侧的压力，从而控制阀的开关搡作， 即使仍然发生，也不会对所连接的负载产生非预期的功能。而且现在 对阀组执行检修工作，例如更换损坏的控制阀可能没有任何风险。设 计安全阀可能没有任何困难，从而当例如电力供应和/或压力供应失效 时，其自动地切换到排放位置。
在从属权利要求中限定了本发明的有益的变化。
为了使阀组在排空之后准备再次操作，可将阀组设计成带有至少 两个进料管道，其在安全阀的打开位置同时并行地与阀组的公共供给 管道连接起来。然后压力介质可以很高的速率流向阀组。
所述至少 一个 ^共供给管道的排;故例如可专门通过至少阀组的 其中一个公共进料管道而进行。这意味着阀组中不需要额外的排放位 置。如果阀组按通常阀组的情形那样具有两个用于控制阀的公共排放 管道，那么可这样设计安全阀，即为了排空所述至少一个公共供给管 道，可采用阀组的两个公共排放管道。
而且除了至少所述阀组的一个公共管道之外，还可提供至少 一个 独立的额外的排放管道，通过该排放管道可排空所述至少 一个公共供 给管道。在这种情况下，通过具有合适的安全阀设计，可对排放操作 造成影响，使得这种排放专门通过独立的额外的排放管道-或可称为 高速排放操作-并行地通过至少阀组的一个公共排放管道和其独立的 额外的排放管道而实现。后一可能性意味着可获得极高的排放截面。
安全阀优选设计成是电动激励的。其可独自地，或通过一种可能 作为标准特征而装配的电级联装置而接受其电操作信号。在这种情况 下，优选如此设计安全阀，即通过处于排放位置的弹簧装置而将其保 持在电失效状态。为了切换到接通位置，电动激励安全阀，并使其阀 门部件克服弹簧弹力而偏转。如果在搡作期间电源供应失效，那么可 将安全阀立即且可靠地移动到无问题的排放位置上。
在安全阀的优选设计中，排放流穿过安全阀的阀芯中的腔室。这 可能产生了特别有利的管道回路布置。
安全阀可设置在或装配在阀组任何合适的位置上。在任何情况 下，其都将处于阀组上，从而可获得没有外部安全构件的紧凑的尺寸。
在特别有利的实施例的情况下，安全阀是一种独立的安全模块， 其与分别包括至少一个控制阀的控制模块收集在一起，以组成一种模 块装置。在这种情况下，安全模块是一系列控制模块，例如终端模块 或中间^t块的一个部件。后一可能性使得实际上在任何点上，实现阀 组操作所需要的压力介质的中间供给都成为了可能。
这种阀组优选包括一种模块化设计的流体分配器，其带有独立的 流体分配模块，其在组成带有控制阀的控制模块和组成安全模块的条 件下，配备有安全阀，并且能够以一种模块化方式装配在一起。流体 分配模块优选各包括两个独立的动力管道，其分别与相关的控制阀相 连，用于驱动负载。安全阀的流体分配模块优选还具有两个贯穿它的 独立的流体管道，至少其中 一个流体管道组成用于公共供给管道的进 料管道。根据上述改进的设计，第二流体管道可用作并联的又一进料 管道，或用作额外的排放管道。如果其根本不需要，那么可将其阻塞。
以下将参照附图详细地描述本发明。
图1以透视图显示了根据本发明的阀组的一个优选实施例，其中 除去了阀组的流体分配器的终端元件。
图2是沿着安全阀附近的剖面线n-n剖切的图i阀组的剖视图。
图3以纵向部分并以排放位置显示了图1和图2装置中所釆用的 安全阀。
图4显示了图3的安全阀处于正常操作中所采用的接通位置。 图5呈现了一种与图3相同方式的，并处于排》文位置的安全阀的 变型。
图6呈现了处于接通位置的图5的安全阀。
总体用标号6表示的带有优选设计的阀组，其包括以纵轴7的方 向延伸的流体分配器8，其在安装面12上携带若干个电触动操作的控 制阀13。控制阀13相继设置在由双箭头所示并与纵轴7重合的行方
向14上。安装面12还支撑安全阀15,其也包含在安全阀13的行中。 安全阀15在这特殊工作的实施例中端接于控制阀的行的一端。
流体分配器8具有至少一个以纵向方向贯穿的供给管道1,其对 于所有控制阀13是^^共的。第一排放管道3和第二排放管道5平行 于这个公共或共享的供给管道1而延伸，其类似于公共供给管道1, 分别敞开于安装面12上多个位置，从而将各个控制阀13与各个公共 供给管道1,并与各个排放管道3和5相连。
另夕卜，公共供给管道1和这两个排放管道3和5敞开于安装面12 的构件安装区域16上，在该区域通过例如螺旋连接而将安全阀15可 拆卸地进行固定。因此，公共供给管道1和第一公共排放管道3及第 二公共排放管道5都与各个控制阀13相通，并与安全阀15相通。
而且各个控制阀13与这两个分別分配给它的动力管道17和18 相通，其相对纵轴7横向穿过流体分配器8，并且分别一端敞开于安 装面12上，用于相关联的控制阀13，并在另一端敞开于流体分配器 8的纵向外侧，位于连接面22处。在连接面22处，动力管道17和 18可与通向负载的流体管线(图中没有详细显示)相连，从而通过例如 流体动力而进行操作。
在阀组6的例行操作期间，公共供给管道l提供压力介质，更具 体地说，供给压力下的压缩空气。这种压力介质来自与阀组6相连的 压力源P。控制阀13是能够电触动操作的，并且可设于相应的不同的 切换位置，在这些切换位置，其选择性地将所连接的独立的动力管道 17和18与公共供给管道1连接起来，或与两个公共排放管道3和5 的其中一个排放管道连接起来。在这种情况下通常有所谓的5/2开关 功能。
控制阀的电触动操作所需要的操作信号，其包括控制信号和操作 功率，这种信号通过以行方向14延伸的电级联装置23而传递至控制 阀13的电连接(未显示)处。它们基于电子装置，其可安装在阀组6上， 和/或是外置的。
控制阀优选是先导式阀，其各具有电触动操作的导阀装置，例如 电磁阀装置。各导阀装置可由一个或两个电触动操作的导阀组成。
两个公共排放管道3和5打开流体分配器8的外表面上的安装面 12,并经由开口而与大气相连。这可直接地或通过中间的消声器或通 过管道而在某些远程点连接至大气中。
对7>共供给管道1的流体供应能够通过设置在阀组6上的安全阀 15进行控制。
至于细节，安全阀15拥有与共享的供给管道1相连的出口 24。 而且其具有两个排放口 25和26，其中第一个排放口 25与公共排放管 道3相连，并且其中第二个排放口 26 —直与公共排放管道5相连。
为此目的，安全阀15还具有分别与第一流体分配管道2及第二 流体分配管道4相连的阀口 27和28。这些阀口还优选敞开于流体分 配器8的安装面22上，此处可提供连接装置(未显示)，以使通向外部 的流体管道连接成为可能。
在所有工作示例中，第一流体分配管道2组成持续地与压力源P 相连的进料管道32。
第二流体分配管道4在图2至图4的工作示例中也是进料管道33 ， 其在与另 一进料管道32平行的回路布局中持续地与压力源P相连。 相反在图5和图6所示的工作实施例中，第二流体分配管道4用作除 了公共排放管道3和5之外的额外的排放管道34。其设于安装面22 上的开口在阀组6的操作过程中直接或通过中间合适的消声器而与相 邻的大气或与通向大气的某些其它点位上的排放管线相通。
在所有的工作示例中，通过至少一个进料管道32和33专门为公 共供给管道1供应阀组6操作所需要的压力介质。没有其它不受安全 阀15控制的流体供给提供给公共供给管道1。通过例如塞子关闭存在 于流体分配器8(未详细显示)上用于公共供给管道1的标准进料孔。然 而，当利用没有安全阀15的阀组6或不使用所存在的安全阀15的功 能时，可采用它。
所有阀组6的工作示例都共享共同的特征，即在安全阀15的帮 助下，所述至少一个进料管道32和33和与安全阀15相连的公共供 给管道l之间的连接，其可选择性地接通或断开连接。
在管道连接接通的情况下，安全阀15在工作示例中将采取图4 和图6中所示的接通位置。根据图4，在这种情况下，两个进料管道 32和33同时与公共供给管道1相连。根据图6,在公共供给管道1 和单个进料管道32之间存在流动连接。
在图3和图5所示的管道连接断开的状态下，公共供给管道1以 流体密封的方式分别与相关的进料管道32和33断开连接。同时，由 于安全阀15采取排放位置，所以其仍然排放至大气中。在图2至图4 所示的工作实施例中，这是由于接通了公共供给管道1和第一公共排 放管道3之间的连接的原因。在图5和图6所示的工作实施例中，公 共供给管道l同时通过第二公共排放管道5，并且还通过额外的排放 管道34进行排放。
不管排放的类型如何，公共供给管道l将因此在安全阀15的排 放位置没有压力，并且整个阀组6将没有压力。因此，即使由于电子 控制或由于手动操作，将造成控制阀13执行切换操作，这种操作不 会对所连接的负载产生任何危害运动。阀组内部获得的压力减小至大 气压，其进一步使安全地除去安全阀13成为可能，以用于修理或更 换的目的。
在图2至图4所示的工作实施例中，没有为安全阀15控制的排 放过程采用第二公共排放管道5。在这种情况下可如此设计控制阀15， 使得第二排放口 26将保持关闭，不管安全阀14的阀芯35的位置如 何。
然而当然可想象如此设计安全阀15，从而使公共排放管道3和5 在排放位置都用于排放公共供给管道2。
而且从根据图5的设计出发，还可能同时利用公共排放管道3和 5以及额外的排放管道34来排空公共供给管道1，或者只有额外的排
放管道34存在，那么两个公共排放管道2和5并不分享安全阀的排 放功能。
设计还可能是额外的排放管道34并不与独立的流体分配管道4 相通，而是直接通向安全阀15的外壳36的自由外表面，以便促使流 体从这个位置并绕过流体分配器8而排放至大气成为可能。
不管其其它可能的设计任何，安全阀15优选配置为电动激励的。 其拥有电气接口 37，用于提供其激励所需要的操作信号。可单独地提 供这种信号，或者通过存在的电级联装置23来提供这种信号，其可 与控制阀13的电气操作相比拟。
安全阀15在所有工作示例中都是辅助控制的多路阀。其包括电 触动导阀38,例如电》兹阀，其激励状态设定了安全阀15的当前操作 状态。
安全阀15包括已经描述过的，并优选采用活塞形式的阀芯35， 其能够在其纵向方向上在两个位置之间移动，所述两个位置在一种情 况下是排放位置，并且在另一情况下为接通位置。
阀芯35 —端具有轴向定向的促动面42，其限定了先导腔室43, 其与与虛线所示的先导控制管道44相连。先导控制管道44具有先导 压力下的压力介质供给，其在工作示例中从延伸到流体分配器8内部 的先导进料管道45中输送进来。先导进料管道45可不依赖公共供给 管道1而获得压力介质的供给或从公共供给管道1中获得压力介质的 供给。或者，将还可将安全阀15内部的先导控制管道44与输出端口 24连4妄起来。
导阀38放置在先导管道44上。其能够选择性地打开或关闭穿过 先导管道44的通道。在关闭状态下，其同时4是供先导腔室43的排力文。
当先导管道44接通时，在先导腔室43中存在先导压力，这种压 力作用在促动面42上，并对阀芯35施加安置力或伺服力，从而将后 者切换到到图4和图6中呈现的打开位置。
从而在打开位置始终获得安置力46,以便克服弹簧装置48的相
反作用的回复力47，该弹簧始终将阀芯推向图3和图5中所示的排放 位置。弹簧装置48具有抵靠在阀芯35上的一端和直接或间接地抵靠 在安全阀15的阀壳36上的另一端。为了节约尺寸，弹簧装置48可 移动到阀芯35的轴向凹穴中。除了工作实施例中存在的机械弹簧装 置48以外，可存在其它促动装置以产生回复力47。例如，本发明还 可设想一种气垫弹簧。无论其设计如何，弹簧装置48都的确具有优 势，即当先导腔室43由于系统相关的压力降或由于电力供应故障而 没有压力时，其使阀芯35移动到排放位置。
阀芯35延伸阀壳36的阀芯套52中，这种阀芯套被密封装置53 轴向分隔成若干个部分。密封装置53同轴地包围阀芯35,并且相对 于阀壳优选以固定方式进4亍设置。更具体地说，其可包括多个环状的 密封件，其之间设置有间隙，这些密封件能够根据轴向位置以某一方 式与其外围的不同部分发生密封接触。上述各个部分与上述端口 24 至28相连。
为了执行所需的开关功能，阀芯35在轴向方向上，在其基本圆 柱形的外围上进行了多次分级。因此，存在较大和较小直径的部分的 轴向顺序。
根据阀芯35的位置和所引起的与密封装置53的密封接触或密封 4妻触的缺乏，相应地独立端口 24和28如上所示;f皮此相连或纟皮此分隔 开。
在图5和图6所示的工作实施例中，阀芯35只被外围的流体接 触到。为了在排放位置使公共供给管道1具有与第二公共供给管道5 以及与额外的排放管道34的同时连接，阀芯35具有相对较长的腰部 54，其在排放位置沿着所有的端口 24, 26和28而延伸。
在图2至图4所示的工作实施例中，阀芯36具有某种程度上较 为特别的特征，即其具有腔室55,在排放位置通过该腔室排出压力介 质。
腔室55在两个轴向间隔开的位置分别通过至少一个且优选若干个传送开口 56和57而敞开以通向阀芯35的外围。在排放位置，可 如此放置传送开口 56和57，即其某些开口 56与输出端口 24相通， 而另一些开口 57与第一排放口 25相通。按照这种方式可将引导排放 流量穿过截止阀端口27，而不影响它。
在这点上，应该注意其输出端口 24优选一侧轴向#:远端阀口 27 侧向包围，并且另一侧被另一远端阀口 28侧向包围。在一种情况下， 这两个远端阀口 27和28轴向向外跟随有第一排放口 25，而在另一情 况下，跟随有第二排放口 26。
本发明的安全概念也可在非模快化的流体分配器8中实现。然而 结合模块化的流体分配器8是特別有利的，的确如这里所列举的工作 示例中一样。
在当前情况下，流体分配器8在行方向上被分隔成若干个并列的 流体分配器模块58和59。在这种情况下，第一流体分配模块58装配 有控制阀13,此外还装配有独立的动力管道17和18。第二流体分配 模块59带有安全阀15，并具有两个流体分配管道2和4。由于模块 化设计，公共供给管道1和公共排放管道3和5被分隔成独立的流体 分配模块58和59的管道部分，其彼此互补。
第一流体分配模块58与坐落在它上面的控制阀13 —起各自形成 了相应的控制模块62。在工作过程中，这些控制模块62各具有第一 流体分配模块58和并列的两个控制阀13。安全阀15与第二流体分配 模块59 —起代表安全模块63。
在所示的工作实施例中，安全模块63安装在模块装置的一端。 然而，其可相当容易地安装在控制模块62的行中，其轴向任一侧被 至少一个控制模块侧向包围。因为对阀组6的压力介质的供给是通过 安全模块63进行的，因此从一侧或额外地或替代地从一端实现供给 是可行的，以便对阀组6实现压力介质的中间输送。安全模块63可 组成模块装置的连接模块或中间模块。
如果安全阀15和控制阀13具有相适应的气动接口，其容许装备
到一致成形的流体分配器8的构件安装面上，那么将各个流体分配模
块用作供应控制模块62或供应安全模块63的替代方案是可能的。
作为替代机械弹簧或气垫弹簧回复装置所示的设计修改，安全阀 15还可采用脉沖阀的形式来实现，在这种情况下，由相应的电触动操 作的导阀预先确定两个开关位置。这种设计的优势在于，对于保持接 通位置，不需要持续的促动或电激励相应的导阀38。然而，这^=羊在电 力供应故障之后仍会保持开关位置。
权利要求
1. 一种阀组，包括多个电触动控制阀(13)，所述控制阀分别同时与至少一个公共供给管道(1)和至少一个公共排放管道(3，5)相连，并且能够控制这些管道(1，3，5)分别与至少一个独立的动力管道(1，18)、至少一个进料管道(32，33)以及安全阀(15)的连接，所述至少一个独立的动力管道(1，18)能够与负载相连，所述至少一个进料管道(32，33)用于为所述至少一个公共供给管道(1)供应压力介质，所述安全阀(15)连接在所述至少一个进料管道(32，33)和所述至少一个公共供给管道(1)之间，用于选择性地打开或关闭管道连接，其特征在于，所述安全阀(15)能够切换到排放位置，排空所述至少一个公共供给管道(32，33)，并同时断开所述进料管道(1)的连接。
2. 根据权利要求1所述的阀组，其特征在于，其包括至少两个 与所述安全阀相连的进料管道(32， 33)，在所述安全阀(15)的排^t位置， 所述进料管道被关闭，并且在所述安全阀(15)的接通位置，所述进料 管道同时与所述公共供给管道(l)相连。
3. 根据权利要求1或2所述的阀组，其特征在于，所述安全阀(15) 在其排放位置将所述至少 一个公共供给管道(l )与至少 一个公共排放 管道(3， 5)连接起来，所述至少一个公共排放管道(3， 5)与大气相通。
4. 根据权利要求3所述的阀组，其特征在于，在所述排放位置， 单个公共排放管道(3)与所述至少一个公共供给管道(1)相连。
5. 根据权利要求1至4中的任一项所述的阀组，其特征在于， 所述安全阀(15)在其排放位置将所述至少一个公共供给管道(1)与额外 的排放管道(34)连接起来，所述额外的排放管道(34)独立于所述至少一 个公共排放管道(3， 5)。
6. 根据权利要求5所述的阀组，其特征在于，在所述安全阀(15) 的排放位置，所述公共供给管道与所述至少一个公共排放管道(5)以及 所述额外的排放管道(34)都相连。
7. 根据权利要求1至6中的任一项所述的阀组，其特征在于， 所述安全阀(15)被设计成是电动激励的。
8. 根据权利要求7所述的阀组，其特征在于，所述安全阀(15) 是先导式阀，其由至少一个可电促动的导阀(38)进行控制。
9. 根据权利要求7或8所述的阀组，其特征在于，所述安全阀 持续地被促动装置推向所述排放位置，所述促动装置特别采用弹簧装 置(48)的形式。
10. 根据权利要求1至9中的任一项所述的阀组，其特征在于， 所述安全阀(15)包括阀芯(35)，其能够选择性地定位在所述排放位置， 或定位在将所述公共供给管道(1 )与所述至少 一个供给管道(32, 33)连 接起来的接通位置。
11. 根据权利要求IO所述的阀组，其特征在于，所述阀芯(35) 具有腔室(55)，在所述排放位置，通过所述腔室(55)可排出压力介质。
12. 根据权利要求1至11中的任一项所述的阀组，其特征在于， 所述安全阀(15)是所述阀组(6)的独立式安全模块(63)的 一个构件。
13. 根据权利要求12所述的阀组，其特征在于，所述控制阀(13) 是以行方向(14)排列的并列的控制模块(62)的构件，所述安全模块(63) 并入在所述控制模块(62)的行中。
14. 根据权利要求12所述的阀组，其特征在于，所述安全模块(63) 采用端接所述控制模块(62)的行中的终端模块的形式，或采用居中地 放置于所述控制模块(62)的行中的中间模块的形式。
15. 根据权利要求13或14所述的阀组，其特征在于，所述安全 模块(63)包括装配有所述安全阀(15)的流体分配模块(59),这种分配模 块与承载所述控制阀(13)的其它流体分配模块(58)串联放置，所述公共 供给管道(l)和公共排放管道(3, 5)延伸穿过所有流体分配模块(58， 59)，并且所述至少一个进料管道(32， 33)在所述安全阀(15)的流体分 配模块(59)中延伸，并且外表面(22)上的开口没有被相邻的流体分配模 块所覆盖。
16. 根据权利要求15所述的阀组，其特征在于，分配给所述控 制阀(13)的所述流体分配模块(58),其在各种情况下都具有至少两个独 立的延伸穿过它们的动力管道(17， 18)。
17. 根据权利要求15或16所述的阀组，其特征在于，所述安全 阀(15)的流体分配模块(59)具有两个独立的延伸穿过它的流体管道(2, 4),其中至少一个流体管道组成了用于所述公共供给管道(l)的进料管 道(32， 33)。
全文摘要
本发明涉及一种阀组(6)，其包括若干个电触动操作的控制阀，控制阀同时与至少一个公共供给管道(1)和公共排放管道(3，5)相连。所述至少一个进料管道(32，33)对公共供给管道(1)供给阀组(6)操作所需要的压力介质。额外的安全阀(15)能够选择性地接通或关闭所述至少一个进料管道(32，33)和所述公共供给管道(1)之间的管道连接。因而当连接被关闭时，所述安全阀能够采取排放位置，并使公共供给管道(1)通向大气。
文档编号F15B13/00GK101395385SQ200780008112
公开日2009年3月25日 申请日期2007年1月25日 优先权日2006年3月9日
发明者G·博格达诺维奇, J·布伦纳 申请人:费斯托股份有限两合公司