CN102067056A - 具有限压阀的控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有限压阀（2）或者比例节流阀的控制系统（1），其中设有控制装置（6），它可以实现体积流量控制。除了限压功能，由此可以达到使用结构相同的阀门作为用于高的体积流量的流量控制阀。

Description

具有限压阀的控制系统
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分的具有限压阀或者比例节流阀的控制系统。
背景技术
流量控制阀具有此任务，使设定的体积流量不依赖压力波动保持恒定。为此目的除了设有测量节流阀还设有可移动的节流阀，它作为保压阀工作并且同时是控制回路中的比较元件。由于保压阀的原理限制了最大的体积流量并且存在系统中产生波动的危险。
由专利文献DE 37 34 955 C2公开了一种用于多路控制阀的电测量值处理装置，在该控制阀中设有中间板用于多路控制阀的孔与压力介质源、油箱和工作管路之间的连接。在中间板中设有用于检测流入侧和/或流出侧的压力的压力测量装置，它的输出信号通过处理装置例如可以应用用于预定的流量保持恒定。由于在控制阀上的大量的液压接头，产生高的用于实现流量控制功能的设备费用。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种控制系统，通过它可以利用较小的设备技术费用以及较高的最大体积流量实现流量控制功能。
该任务通过根据权利要求1的具有比例限压阀或者比例节流阀的控制系统解决。
设置一种具有比例限压阀或者比例节流阀的控制系统，它具有控制装置，通过它可以在流量控制的意义上控制阀门。以这种方式可以避免传统的具有保压阀的流量控制阀的易波动性，并且以较小的设备技术费用实现高的体积流量。
如果控制装置根据阀门上的压差和理论体积流量计算出阀门理论值，则是优选的。这仅仅可以在控制装置中实施的特性曲线族的基础上实现作为流量控制器的使用。
在一种替代方案中，控制装置具有用于阀门理论值的控制器，理论体积流量和在特性曲线族上由阀门上的压差和阀门理论值求出的体积流量可以输送到该控制器中。在这种设计方案中，存在求出的实际体积流量并且尽管控制器的应用仍然可以使用带有实施的特性曲线族的计算装置。
在另外一种替代方案中，控制装置具有用于阀门理论值的控制器，阀门上的压差和在特性曲线族上由理论体积流量和阀门理论值求出的压差可以输送到该控制器中。在这种实施方案中，由体积流量的理论值构造压差的理论值，它与压差的实际值比较。由此存在估计控制装置工作的附加的过程指标。
该控制系统可以具有用于在阀门上的压差的测量装置，这样可以以较小的设备技术费用实现流量控制器。
在使用用于阀门的上游压力的压力测量装置，和用于阀门的下游压力的压力测量装置时，除了可以实现流量控制功能，还可以实现具有附加的测量值的限压功能。
在控制系统中使用预控的限压阀时可以实现较高的体积流量，它也可以基于流量控制功能得以实现。
限压阀优选是比例限压阀，由此在阀门理论值变化时可以实现在限压阀上的压差上的快速的变化。
在比例节流阀和比例限压阀的情况下为了预控使用的直接控制的比例限压阀是原理决定地带有迟滞的。该迟滞不带其它措施直接作用在所述的流量控制功能上，这样不仅在理论值-体积流量-特性曲线中，而且在输入或者输出压力函数关系中，都可能分别产生带有迟滞的曲线。
这个（负面的）性能人们可以由此抑制，即在理论值UD和在主活塞或者滑阀的背面上的预控压力px之间产生明确唯一的配属关系。
这例如可以通过使用具有用于预控的衔铁位置调节的比例限压阀实现。该阀原理决定地少迟滞或者无迟滞，这样不出现所述的效应。
第二种可能性可以是实现预控压力的次级调节。预控压力px通过附加的压力传感器检测，使理论值UD以这种方式的次级调节或者跟踪成为可能，即可以在仪器内部排除所述的迟滞效应。
根据本发明的改进方案是从属权利要求的主题。
附图说明
接下来本发明借助示意图说明，图中示出：
图1示出了对应本发明的第一实施例的控制系统，
图2示出了对应本发明的第一实施例的控制系统的特性曲线族，
图3和4示出了按照现有技术的在体积流量上的压差以及在限压阀的控制流量或者控制电压上的压力百分值的特性曲线，
图5示出了对应本发明的第二实施例的控制系统，
图6示出了对应本发明的第二实施例的控制系统的特性曲线族，
图7示出了对应本发明的第三实施例的控制系统，以及
图8示出了对应本发明的第三实施例的控制系统的特性曲线族。
具体实施方式
在图1中示出的对应第一实施例的控制系统1具有预控的比例限压阀2，它具有泵接头P和工作接头A，压差测量仪4和控制装置6。
在泵接头P和工作接头A之间的压差通过压差测量仪4确定，它的输出信号Δp输送到控制装置6。控制装置6接收理论体积流量QSoll作为另外的输入信号。控制装置6由输入值Δp和QSoll计算出控制电压UD形式的阀门理论值，它被输送到限压阀2的预控阀2a的电磁铁。
在控制装置6中储存有特性曲线族，它例如在图2中描绘并且在它的轴上描绘压差、体积流量QSoll和阀门理论值UD。该特性曲线族由在图8中示出的在阀门理论值UD、体积流量Q和由此产生的压差Δp之间的关系通过反转获得。转化的可能性的前提是，在图8中的特性曲线中压力Δp在体积流量上单调上升。这一般在直接控制的阀门时满足。对预控的限压阀可以在内部的工作油的情况下实现这种特性曲线。
图2的特性曲线族在比例限压阀2前面的接通使预控的比例限压阀如它例如在Rexroth Bosch集团的29140/07.05的RD说明书中描述的，可以作为流量控制器使用。在预定的体积流量的理论值QSoll的情况下，可以由测量的压差Δp求出阀门理论值UD。
在图3和4中由前面所述的RD说明书29140/07.05一方面描述了压差Δp对体积流量Q的函数关系以及压力的百分值对阀门电压UE或者阀门电流IE的函数关系。该特性曲线接下来应用，以示例地对应本发明说明在控制装置6中的控制。
限压阀2例如位于在泵接头P上的泵和在工作接头A上的液压消耗器之间。通过压差测量仪可以求出例如150bar的压差Δp。如果规定180l/min的理论体积流量，则由图3的特性曲线利用配属的Q/p曲线得出要调整的115bar的压力理论值。这对应最大公称压力的约38%，由此在图4中获得4.2伏特的阀门理论值。
在图5中示出了具有限压阀2和压差测量仪4的控制系统10。与第一实施例不同的是控制装置12具有计算装置14和控制器16。在计算装置14中由压差测量仪4的压差Δp和阀门理论值UD通过在图6中描述的特性曲线族求出体积流量Q。获得的体积流量输送到控制器16并且与体积流量的理论值QSoll比较。由调节偏差得出相应的阀门理论值UD，它被传递到预控阀2a。
在对应第二实施例的控制系统中，体积流量Q间接测量并且通过控制器16输出阀门理论值UD的信号，这样在理想情况下通过计算装置14获得的体积流量的实际值Q等于体积流量的理论值QSoll。图6的特性曲线族描述根据测量的在压力测量仪4上的压差Δp和阀门理论值UD计算出的体积流量的实际值Q。图6的特性曲线族也可以通过由图8中的转化获得。
图7示出了对应第三实施例的具有限压阀2和压差测量仪4的控制系统20。控制装置22具有计算装置24和控制器26。在计算装置24中例如实施在图8中示出的特性曲线族。图8的特性曲线族描述压差ΔpSoll对理论体积流量QSoll和阀门理论值UD的函数关系。求出的理论体积流量ΔpSoll在控制器26中与压差Δp的实际值比较并且由它求出阀门理论值UD的值，它被传递到限压阀2的预控阀2a。以这种方式进行压差调节，其中压差的理论值ΔpSoll由体积流量的理论值QSoll和阀门理论值UD导出。
利用根据本发明的控制系统可以实现与直接控制的或者预控的限压阀的具有相同的机械硬件的流量控制器。控制特性的变化由于控制装置的不同性能而产生。在传统的具有保压阀的流量控制阀的情况下例如可以实现160升每分钟的体积流量，而通过限压阀作为流量控制器的使用，可以实现例如250或650升每分钟的体积流量。
如果压差测量仪4通过在泵接头P和工作接头A上的相应的压力传感器替换，得出还要更大的设计自由度。通过相应的分析电子装置实现用于实现第一至第三实施例的控制系统的压差。那么附加于通过这种控制系统的流量控制功能，还可以在工作接头A上通过受限制的压力的调节实现限压功能以及通过压差Δp的调节实现限压功能。因此可以对流量控制功能和限压功能达到液压地使用相同的阀门类型。
此外可以在应用计算装置14的情况下，对应图5的第二实施例，由测量的压力和阀门理论值UD产生体积流量Q的间接的测量值。由于与控制装置的藕联由此可以扩展限压阀的功能范围。
本发明不限于限压阀的使用，而是也可以使用比例节流阀。
公开了一种具有限压阀或者比例节流阀的控制系统，其中设有控制装置，它可以使控制系统的工作实现流量控制功能。除了限压功能由此可以达到使用结构相同的阀门作为用于高的体积流量的流量控制阀。
附图标记列表
1      控制系统
2      限压阀
2a     预控阀
4      压差测量仪
6      控制装置
10     控制系统
12     控制装置
14     计算装置
16     控制器
20     控制系统
22     控制装置
24     计算装置
26    控制器。

Claims (11)

1. 控制系统（20），其具有限压阀（2）或比例节流阀和控制装置（6；12；22），通过该控制装置能够在流量控制的意义下控制阀门。
2. 根据权利要求1所述的控制系统，其中所述控制装置（6）根据阀门上的压差和理论体积流量（QSoll）计算出阀门理论值（UD）。
3. 根据权利要求1所述的控制系统，其中所述控制装置（12）具有用于阀门理论值（UD）的控制器（16），所述理论体积流量（QSoll）和在特性曲线族上由阀门上的压差（Δp）和阀门理论值（UD）求出的体积流量（Q）能输送到该控制器中。
4. 根据权利要求1所述的控制系统，其中所述控制装置（22）具有用于阀门理论值（UD）的控制器（26），所述阀门上的压差（Δp）和在特性曲线族上由理论体积流量（QSoll）和阀门理论值（UD）求出的压差能输送到该控制器中。
5. 根据权利要求1至4中任意一项所述的控制系统，其具有用于在阀门（2）上的压差的测量装置（4）。
6. 根据权利要求1至4中任意一项所述的控制系统，其具有用于阀门（2）的上游压力的压力测量装置，以及用于阀门（2）的下游压力的压力测量装置。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其中所述阀门是预控的限压阀。
8. 根据权利要求1至6中任意一项所述的控制系统，其中所述阀门是直接控制的限压阀。
9. 根据权利要求7或8所述的控制系统，其中所述限压阀（2）是比例限压阀。
10. 根据权利要求7所述的控制系统，其中为了使预控的限压阀的迟滞最小化，设有预控阀的磁衔铁，该磁衔铁具有次级的位置调节。
11. 根据权利要求7所述的控制系统，其中为了使预控的限压阀的迟滞最小化，设有预控阀的预控压力的次级的压力调节。
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