CN102449319A - 用于纤维幅材生产机器的液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于造纸机或纸板机的液压系统，其具有至少一个液压执行器(3)和至少一个用于储存处于压力下的液压流体的蓄压器(11，12)，其中，至少一个配属于所述液压执行器(3)的数字液压压力调节器(4)，用于调整所述液压执行器(3)中工作流体的压力。为了提供具有高压力的工作流体，可以设置泵(10)，用于将高压力的工作流体输送到蓄压器(11，12)中，并对蓄压器加载。在具有多个液压执行器的系统中可以设置多个蓄压器(11，12)，而泵(10)则设计为一个共有的泵，用于对蓄压器(11，12)加载。在一种解决方案中，泵(10)是可相对于各蓄压器(11，12)运动并可拆卸地连接在蓄压器上的可移动的泵。

Description

用于纤维幅材生产机器的液压系统

技术领域

本发明涉及一种用于纤维幅材生产机器、特别是造纸机或纸板机的液压系统。

背景技术

在造纸机中，广泛采用液压系统作为操作和控制装置；特别是执行器被液压驱动，从而能够以较高的精度来调整和施加较大的力。

一般情况下需要使用工作流体，例如液压油，并通过泵对其加压。通常在比例控制阀或比例阀的控制之下，将处于压力下的液压油导入液压执行器中，例如液压缸或液压电机，比例控制阀或比例阀可以被电驱动、液压驱动或气动驱动。

这种控制阀具有可移动或可运动的控制滑阀(Steuerschieber)或控制活塞，控制滑阀或控制活塞可以根据其在所属的阀门壳体中的位置通过将泵所提供的液压油的压力下调来调整出口处的额定压力。控制活塞在阀门壳体中的可移动性必然要求在控制活塞和阀门壳体之间存在一定的间隙或缝隙，因此使控制阀内的液压油泄漏不可避免。这个缝隙不能过窄，因为否则的话会使阀门在液压油中容易受到污染。

近期已开发出替代的压力调节器，在本文中将其称为数字液压压力调节器。如果将这种数字液压压力调节器用作减压器，则在本文中将其称为数字液压减压器。

例如在期刊Fluid Nr.7-8，2008 S.12，13中，精确描述了数字液压压力调节器的工作方式。为了提高本申请的可读性，故而再次对数字液压压力调节器的工作方式简述如下：

在简单的情况下，数字液压压力调节器由一系列并联阀门组成，这些阀门仅具有开/关功能；也可以是简单的通/断开关阀(EIN/AUS-Schaltventile)，其允许或中断流动，在本文中一般将其称为阀门。这些阀门一方面与共有的输入管线相连接，另一方面与共有的输出管线相连接。这些阀门本身可以是传统的螺线管阀门(Solenoidventile，电磁阀)，即具有电磁驱动器的阀门。当然，也可以选择其他的驱动方式。

可以通过连接或安装节流元件或者通过阀门本身来确保当打开阀门时，阀门具有不同的流量。例如，如果设置四个阀门，则各个分别由对应的阀门有选择地释放的流量的流速Q具有1∶2∶4∶8的比例关系；当阀门的数量更多时，这个数列将相应地继续下去。

通过打开和关闭各个阀门或阀门组合(这可以根据模型由计算机确定并选择)，现在可以在输出管线或连接在其上的执行器中实现非常快速、精确的压力调整。这可以通过将前面所述的比例控制阀的模拟控制曲线用数字化生成(即近似的)的控制曲线取代来实现。由于消除了模拟比例阀的非线性性和/或磁滞回线，该曲线可以是近似阶梯形的直线，其允许快速和几乎无谐振地(ueberschwingungsfrei)到达控制点。

数字液压调节的另一个优点在于，阀门或者打开，或者关闭，也就是说，为了在封闭(和无变化)的系统中保持额定压力，将阀门简单地关闭，并且没有内部泄漏流。因此与传统的比例阀相比有明显的区别，在传统的比例阀中始终有液压油流流过。对于例如造纸机中的液压泵来说，这会不断地消耗能源。

由此看出，采用数字液压压力调节器，可以更少和/或更短时间地运行液压泵，从而能够节省能源。

但是仍然需要进一步降低用于生产纤维幅材的机器、特别是造纸机或纸板机的能源消耗。

发明内容

因此，本发明的目的在于，为生产纤维幅材的机器，特别是造纸机或纸板机提供一种液压系统，以进一步降低造纸机或纸板机的液压系统的能源消耗。本发明的目的通过一种针对用于生产纤维幅材的机器，特别是造纸机或纸板机的液压系统实现，该液压系统具有如权利要求1所述的特征。

根据本发明，提出一种用于纤维幅材生产机器，特别是造纸机或纸板机的液压系统，其具有：至少一个液压执行器；至少一个高压存储器，用于储存处于压力之下的液压流体；泵，用以将具有高压的工作流体输送到高压存储器中，并对该高压存储器进行装载；和至少一个配属于液压执行器的数字液压压力调节器，用于调整液压执行器中工作流体的压力。

在下面的说明中会不断提到造纸机；但是，这个术语应该明确包括所有用以生产纤维幅材的机器类型，特别是还包括纸板机、(硬)纤维板机等等。

如果用数字液压压力调节器代替传统的比例阀，在不改变液压执行器的位置的情况下，将使液压液体消耗、即调节器中的内部泄漏流为零。在造纸机中需要且存在很多可调整的元件；但是这种调整并非经常发生，而是仅发生在较少出现的过程中，例如启动过程、幅材断裂和幅材的重新设置、鼓更换(Tambourwechsel)或维修等过程。通常借助于对造纸机中的待调整组件施加影响的液压缸实现这种调整运动，在此，这种调整运动包括液压缸的移动过程和/或可能的压力构建(Druckaufbau)，以产生某种机械压力，例如在两个辊之间的压力。

已经发现，随着比例阀中的长期泄漏流的消除，事实上对工作流体的要求更少，这使得反复启动和关闭为足够大的泄漏流设计的泵在能耗上是非常不利的。发明人现在发现，这种消耗还可能会被来自高压存储器的工作流体所掩盖，在此，需要不时地利用泵对高压存储器进行加载。

如上所述，用于造纸机的液压系统通常具有多个液压执行器，其中，可以为每个单独的执行器配备自己的高压存储器，或者为多个执行器配属共有的高压存储器。在这两种情况下，可以设置一个单独的泵，用于对多个高压存储器或一个高压存储器进行装载。在有多个高压存储器的情况下，也可以对它们逐个单独进行装载，从而使用一个用以填充高压存储器的小泵就足够了。

在传统的造纸机中，对向液压系统供应工作流体的管道进行准备、安装和维护的费用是相当可观的。所使用的材料对于潮湿的环境必须是耐腐蚀的，它们需要在很长的距离内完成，因为传统的造纸机绝对是很庞大的(有几十米长)，所以，在这里用于高价值管道材料上的材料消耗才是真正的成本因素。此外，当在管道中输送油流时，会产生流损耗，对此必须加以弥补：或者利用更大的管道截面，这意味着更多的材料消耗；或者通过更高的泵功率，这意味着更高的能源消耗。

通过为各个执行器或多个执行器的组配备各自的高压存储器，可以实现对压力供应的功能和空间上的划分，即，设置单独的本地泵站，这些泵站彼此独立，从而可以去除较长的导线束

通过蓄压器上作为数字液压压力调节器的数字阀的快速数据组，可以精确地控制例如在辊间隙或辊压区中的压力，即便是供应压力的水平有轻微的波动或略有下降。这种数据组阀安装在蓄压器中，以便控制压力或由蓄压器送出的体积流量。当蓄压器耗尽，即储存在其中的能量已送出时，该数据组数字阀转接到泵压力上。在此压力调节直接通过泵取的工作流体实现，并同时对蓄压器再次装载。然后，泵再次关闭，并再次使工作流体从蓄压器中流出。

考虑到在执行器的平均频度和平均持续的运行下对工作流体的需求非常小，使得对于相应大小的高压存储器仅需以几周一次的频率来装载。因此，在本发明的一种优选的实施方案中，代替固定安装和连接的泵，使用移动的、可移动至相应的高压存储器并可拆卸地连接在到高压存储器上的泵来运行液压系统。这种例如泵车形式的可移动的泵可以配备相应的能源供应，甚至在必要时配备单独的储存箱、合适的快速连接器、控制设备等等，从而能够简单地对高压存储器进行装载，并在必要时装载新鲜的或清洁的工作流体。

在造纸机中有多个位置上使用多个作用相同、即并行工作的执行器。在这种情况下，例如在用于更换鼓的装置和用于打开辊间隙、框架部分、轨道套管(Bahndurchführung)等的装置中，由于涉及到庞大的机器部件而设置多个液压缸，这些液压缸例如在两个端部上使辊升高或下降。优选为每个作用相同的液压执行器组配属独立的数字液压压力调节器，用以为整个组调整压力。这就要求在组的成员之间进行管道连接。

如果使作用相同的组成员彼此远离地安装，每个执行器都可以与各自的数字液压压力调节器相连接。在本发明的一种优选的实施方案中，如果执行器是液压缸，则将数字液压压力调节器的阀门直接安装在液压缸上。这种结构类型不仅紧凑，而且只有很少的液压连接点。这提高了可靠性，因为可能没有密封的位置很少。

基于压力调节器的相对简单的结构，在一种优选的实施方式中，考虑到调整结果的质量，将液压缸上的压力调整功能设计为，使压力调整发生在液压缸的活塞的两侧。

在本发明的这种或其他的实施方式中，液压缸可以与自己的数字液压压力调节器、自己的高压存储器和自己的用于存储无压工作流体的储存箱相连接。

在根据本发明的液压系统的另一种实施方式中，执行器是液压电机，其平行于电驱动电机并与机器的待转动驱动的元件相连接。液压电机可以设计为驱动辅助设备或制动辅助设备，或者为这两种功能而与转动驱动的元件可选择地耦合。

造纸机是连续运行的机器，但是机器停车是无法避免的。幅材断裂、更换磨损部件以及类似的活动都需要停止或启动机器。通常为了连续运行而为旋转或转动的元件，即辊、气缸、鼓、带、筛网等设置电驱动器，在造纸机中这样的部件的数量很多。造纸机的启动要求将所有这些旋转元件，无论是大的、重的还是相对缓慢的，从静止状态加速到连续运行的速度。为了在短时间内实现此目的，电驱动器需要很大的功率；该功率明显高于连续运行所需要的驱动功率。具有这种功率的电动机巨大而昂贵，并且相对于连续运行而言是超大的。

液压电机从静止达到高转矩，并因此成为用于启动造纸机的合适的辅助驱动装置。如果液压电机配备有用于工作流体的蓄压器，则该蓄压器可以在短时间内准备好高功率。对于与连续运行相比较为罕见的启动造纸机的情况，如果使用液压电机替代较大的电动机来供应一部分启动转矩，则可以节省建设成本和能源。利用快速响应的数字液压压力调节器可以很好地控制液压电机，从而能够通过该解决方案灵敏地施加转矩。与电动机相比，液压电机结构简单，并能够使用简单的材料制成。

在将液压电机作为启动支持(Anfahrunterstützung)的设计当中，可以为液压电机配备自己的数字液压压力调节器、自己的泵，自己的高压存储器和自己的用于存储无压工作流体的储存箱，并作为紧凑单元安装在期望的位置上。

还可以将这种启动支持设计成由电动机与可耦合的液压电机一起组成的液压驱动器的形式。

此外，可以在连续运行中将液压电机作为泵使用，其可以再次填充蓄压器；为此，可以使用电动机的一部分机械功率驱动暂时作为泵的液压电机，以逐渐装满蓄压器。

当通过调节器使压降变小时，数字液压压力调节器的调整准确性会变得更好。如果位于调节器入口处的工作流体的压力处于调节器所调整的压力范围内，则可以准确、快速地调整到所需要的压力。但是，所使用的一个或多个蓄压器应该保存在较高的压力下，以便实现较大的存储量(即工作流体供应的长运行时间)。

为了将位于数字液压压力调节器入口处的工作流体的压力调整到合适的范围内，可以使用所安装的数字液压压力调节器作为减压器。在必要时可以比执行实际调整任务的数字液压压力调节器更简单地安装减压器，也就是说，例如具有较少的阀门，或者简单地通过上下控制变量(Stellwerten)进行工作，或者采取简化的步骤实现类似的调整任务。

可以将数字液压减压器配备给每个数字液压压力调节器，这样的调节器的组或简单地分配给每个蓄压器。例如，如果为多个执行器设置共有的高压存储器，其中，在该存储器上连接多个单独的数字液压压力调节器，可以在高压存储器和压力调节器之间设置共有的数字液压减压器，或者为每个数字液压压力调节器配备数字液压减压器，用以供给这些或每个压力调节器。在后一种情况下，各数字液压减压器可以分别调整工作流体的不同的、与后续的数字液压压力调节器的调节任务相匹配的压力。

也可以在数字液压减压器和一个或多个数字液压压力调节器之间设置一个或多个中间存储器，用于保存已减压的工作流体，并提供给一个或多个数字液压压力调节器。

本发明可以在实践中有多种变化和选择，其中一些将在后面加以说明。。这些变化有助于简化地构建液压系统和/或降低能源消耗。

液压缸有各种各样的结构形式：单作用的柱塞缸或双作用的差动缸。在差动缸中，无论是在活塞侧面上，还是在活塞杆侧面上都构成压力作用面，以便使缸的活塞杆最终处于某个位置上，该位置取决于作用在杆上的负载以及活塞侧面和杆侧面上的压力差。在传统的运行方式中，当调整活塞的位置时，工作流体在压力下被输送到压力室中的缸侧面上，工作流体的体积将增加，而当将相应数量的工作流体从压力室中排出时，工作流体的体积减少。

在这种情况下，当压力水平明显位于储存容器(下面将称为储存箱)的压力水平之上时，工作流体将被排出。这意味着，包含在工作流体的流出部分中的之前所投入的泵能源被丝毫未用地排放到储存箱中。通过与缸的两个压力室彼此连接的溢流阀，可以使处于较高的压力水平下的工作流体从一个压力室流入另一个压力室中，并且仅使用泵能源，这对于在此容量下的压力增加是必不可少的。通过这种方式将节省能源。

借助于合适的换向阀，也可以实现与差动缸相连接的数字压力调节器的简化结构。

传统的数字液压压力调节器通常具有：并行连接或成排平行连接的阀门，用于向差动缸的压力室供应工作流体；和用于从该压力室排出工作流体的触排平行连接的阀门。一般情况下，具有两个压力室的差动缸共配属四个阀座

现在通过换向阀(例如4/2路阀(4/2-Wege Ventil))可以实现对结构的简化，其中，使每个阀座与每个气缸压力室相连接，此时换向阀使两个阀座交替与储存箱或泵(或者说是压力源)连接。

如果将数字液压压力调节器与液压缸一起使用，特别有利之处在于，该调节器没有泄漏流。因此，油容积和活塞位置之间具有非常密切的关系，也就是说，如果测得供应给缸的油容积，就可以推断出实际的活塞位置。在这种缸运行时，活塞位置是非常重要的参数，特别是在利用较大的力或相关的运动同步进行精确的距离调整时。

用于此目的的常用传感器设置在缸的外侧，并因此暴露于例如造纸机的有害环境当中，在这种环境中往往是灰尘飞扬和/或潮湿的。由此会使传感器受到干扰。

在本发明的一种扩展方案中，根据由调节器给出的油容积和活塞位置之间的紧密联系，可以通过在油流中的体积流量测量，例如通过齿轮流量计，推断出活塞的位置。在此，可以将流量计安装在远离活塞杆(其位置应该被检测)的位置上。此外，可以对这种流量计进行封装，因为它们只需要检测那些发生在其内部的事情。通过这种方式有可能实现可靠的活塞位置检测。即使在检测流量的过程中出现测量误差，这种该系统仍然可以充分准确地检测出故障，特别是当对流入缸和从缸的回流分开进行检测和分析的时候。

还可以由数字液压调节器的工作方式推断出变化的油容积，其中，考虑到开放时间，可以累计出通过调节器的各阀门的各个流。通过这种方式有时甚至可以节省掉每隔一个流量计。在此可以使用以下发现：用于调整的各个阀门的开放时间总是可以通过计算得到，并可以根据通过相应阀门的个体流速推断出相应压力室中的容积(也就是活塞位置)。

前面所述的数字液压调节器装置通常利用液压油运行，也就是说，工作流体是油。对于传统的控制阀，油的使用对于活塞杆的润滑基本上是必不可少的，或至少是有利的。在使用数字液压调节器之后，仅需仍然使用简单的截止阀，而不再有或在某种程度上不再有润滑需求。另外，工作流体也可以是水性乳液(如类似于钻孔乳液(Bohrmilch)的油/水乳液)，甚至可以是普通的水。除了显著降低成本之外，其对于保护环境不受到漏油的污染，也有技术上的优势。

油的粘度与温度有关。一般情况下，在数字液压调节器中设置固定的节流阀，用以调整通过各个阀门的体积流量，其节流效应明显依赖于工作流体的粘度。在水或水性乳液中，温度对粘度仅有细微的影响，从而使液压系统的温度敏感性很低。因此，不需要在数字液压调节器的使用地点考虑工作流体的温度。

附图说明

下面根据示例性的实施方案并参照附图，就不同的方面对本发明做进一步的说明。

图1以示意图部分地示出了一种液压系统，该液压系统具有蓄压器和用以向多个液压回路供应不同的工作压力的数字液压减压器；

图2以示意图部分地示出了一种液压系统，该液压系统具有蓄压器、数字液压压力调节器和液压差动缸；

图3示出了可与如图2所示的液压系统一起使用的泵装置的视图；

图4以示意图部分示出了一种液压系统，该液压系统具有数字液压压力调节器、溢流阀和液压差动缸；

图5以示意图部分示出了一种液压系统，该液压系统包括两个具有不同工作压力的蓄压器、数字液压减压器、数字液压压力调节器和液压差动缸；

图6以示意图部分示出了一种液压系统，该液压系统具有简化的数字液压压力调节器、换向阀和液压差动缸；

图7示出了一种配置，用于在具有数字调节阀的液压系统中检测差动缸的活塞位置。

具体实施方式

在下面的附图说明中，对相同或功能相同的元件以相同的附图标记标出，从而可以根据一张图进行总的功能描述并加以参照。此外，在下文中提到减压器、压力调节器或流量调节器，如果没有其他说明，都是数字液压的减压器、压力调节器或流量调节器，它们根据在前面描述中所使用的数字液压原理工作。

图1以示意图部分地示出了一种液压系统，该液压系统具有蓄压器和用以分别向多个液压回路供应不同的工作压力的数字液压减压器。在供应部1中设有泵10，并将工作流体从储存箱20压入高压管道100中。高压管道100与高压或泵压存储器相连接，由泵10将处于高压下的工作流体供应给高压或泵压存储器，并在高压下将其存储。

由高压管道100分出四个液压回路(简称为回路)101、102、103和104。每个回路101、102、103和104都具有自己的减压器13。在图1最下方的回路104的减压器13的入口侧，在减压器之前连接高压传感器15。该高压传感器15用于控制泵10和泵压存储器11。此外，每个回路101、102、103和104都共同拥有该高压传感器15，但是，每个回路都具有自己的低压传感器14。在如图1所示的线路中，在每个减压器13的入口端上的压力等于由高压传感器15所测得的压力之后，可以将高压传感器15的测量值作为利用每个回路101、102、103和104各自所属的低压传感器14的测量值在每个减压器13中进行压力调整的基础。

每个回路101、102、103和104都具有各自的低压存储器12，用于保存具有经减压器13调整后的压力的工作流体，并在必要时补入对应的液压回路中。

通过在各液压回路101、102、103和104中使用低压存储器12，可以减少减压器13的调整偏差。另外，不再需要持续运行的泵，即便是必须为多个液压回路101、102、103和104供应工作流体而且工作流体有不同程度的消耗。此外，这种设置的优点还在于，将低压存储器12设定为，即使在所有的连接液压回路101、102、103和104中都产生最大的工作流体需求，它们也能将具有足够压力的所需数量的工作流体供应给各自的低压存储器12，而不必根据该最大的工作流体需求设置相应较大的泵。

此外，在这种情况下，泵压存储器11可以在管道100中短期提供足够的工作流体，从而可以再次迅速补足各个低压存储器12。另外，泵10在此期间还可以运行，以便使泵压存储器11再次装载。由于高压供应装置的存储容量，因此可以使用更低功率的泵。

图2以示意图部分示出了一种液压系统，该液压系统具有蓄压器11、数字液压压力调节器4和液压差动缸3。供应部1与泵压存储器11、泵接口16和储存箱20一起供应具有两个调节器部分41、42的压力调节器4，以便使差动缸3运行。传感器19检测差动缸3的两个压力室31和34中的压力，压力室31和34被连接活塞杆36的活塞33分开。在杆侧压力室31中的压力作用于杆侧的活塞表面32上，而活塞侧压力室34中的压力压在活塞表面35上。通过调节器部分41和42，可以调整这两个压力室31和34中的填充量和压力，由此使活塞杆36处在所要求的位置上，并以所需要的力与其上连接的机器元件(未示出)共同作用。

用以控制缸3的压力供应部1中的压力P可以借助于压力传感器14测量，并在此基础上调整压力室31和34中的额定压力。用45表示溢流阀，其允许可选择地连接这两个压力室31和34。溢流阀45可以被接到通道上，其功能将在稍后参照图4加以说明。

图3示出了一种泵单元的示意图，其与如图2所示的液压系统一起使用。泵压存储器11在如图2所示的液压系统中的大小为，可以利用存储在其中的工作流体的数量实现如图2所示的液压缸3的多个工作周期。通过调节器部分41和42进行压力调整所消耗的工作流体理论上是非常少的，前面对此已做了说明。

可移动的泵单元5具有泵10、电机18、过压阀21和储存箱20。此外，还配备有诸如车盘、车轮、电源的用于电机18的组件和其他的元件，但在这里没有示出。可移动的泵单元5还配备有发送接口16和接收接口17。优选将这些接口设计为快速连接器(未示出)，从而使可移动泵单元5能够简单地并且无需工具地与如图2所示的液压系统的压力供应装置1相连接。

通过粗略计算可以证明：例如，用于使构成辊间隙的辊闭合以及彼此相对挤压的缸，即使考虑到在幅材断裂时打开和关闭辊间隙的必要性，也可以利用已装载的蓄压器，不依赖于泵地运行数周的时间。由于装载过程持续时间不长，因此可以保证：通过可移动的泵单元并以非常低的费用，对液压系统中的多个这种配备有蓄压器的执行器供应压力。此外，由于管道、泵自身，当然还有大量的管道连接都被节省下来，因此可以使投资成本更低并提高可靠性。

可移动泵单元的使用也允许对工作流体进行简单的交换或简单的清洁。因此，可以对由储存箱流出的、利用泵输送到蓄压器中的工作流体进行过滤。通过这种方式可以将污染颗粒或其他的固体物质从工作流体中去除，从而防止这些固体物质损害液压回路的下游组件。由于过滤器只能使用一次，因此可以采用更大、必要时更有效的过滤器。必要时还可以将例如在填充点，即填充蓄压器时所发生的强烈污染的结果引入对液压系统的故障查找或故障诊断。

如果将配属于相应的填充点的储存箱(未使出)设计为可拆卸的，则可以对空的储存箱进行替换，并且为蓄压器充满新鲜(干净的或新的)的工作流体。通过这种方式，可以定期并且几乎完全以简单的方式实现对工作流体的更换，而无需停机，因为供应压力依然有效，同时还对蓄压器进行装载(填充)。

图4以示意图部分地示出了一种液压系统，该液压系统具有数字液压压力调节器、溢流阀和液压差动缸。在该图中示出了与图2相似的数字液压压力调节器4，其具有活塞杆侧的调节器部分41和缸侧的调节器部分42。该压力调节器4与差动缸3相连接，并调整在活塞杆侧压力室31和缸侧压力室34的压力，必要时还调节其填充量，其中，将工作流体可控地供应给压力室，或从压力室中排出。

由压力源(未示出)所提供的压力通过压力传感器14进行测量，而两个压力室31和34中由调节器部分41和42所调整的压力通过压力传感器19进行检测。

此外，在两个调节器部分41和42之间，有连接管道与溢流阀45相连接，溢流阀45在关闭状态下将调节器部分41、42与压力室31、34彼此分开。如果打开溢流阀45，两个压力室彼此连接或短路。通常在活塞杆上有力或负载存在，用以将活塞杆推入缸中。如果现在活塞杆伴随着负载进入缸中，正如其在打开辊间隙时所发生的那样，溢流阀45因此被打开，而活塞杆侧的调节器部分的控制阀保持关闭。工作流体也因此部分地流入活塞侧的压力室31中，并部分地进入储存箱(未示出)中。从储存箱的流出由气缸侧的调节器部分42控制，从而控制活塞杆的下降速度。

由于工作流体进入短接线路中，以填充活塞侧压力室31，不必从压力供应中去除这部分工作流体的量。也就是说工作流体不必首先由泵输送并达到较高的压力，以然后利用下调的压力来输送到压力室31中。总体来说，这将减少泵的移动空间，从而节省能源。

此外，由于活塞杆侧的调节器部分41保持关闭，因此在这里不必考虑计算和控制费用。这些费用占据了一半的计算费用和调节器计算机的计算能力，此外由此还节省了用于阀门控制的驱动能源。

此外，例如当利用质量块从上方对活塞杆加载时(与此相对的是，气缸从下方反向制动)，差动缸活塞杆侧的室中的压力可以明显小于缸侧的室中的压力。如果现在打开溢流阀，两个室之间的压力将达到均衡。通过在两个室之间变化的流体量，活塞杆将跟随一小段质量块运动。这种运动正是所期望的开口收紧

。

图5以示意图部分地示出了一种液压系统，该液压系统包括两个具有不同工作压力的蓄压器11和12、数字液压减压器13、数字液压压力调节器4和液压差动缸3。泵10将工作流体从储存箱20中抽出送入蓄压器11中，该蓄压器通过位于高压端的供应管道100与减压器13相连接。在减压器13中将工作流体的压力下调，使该压力不会太多超过由压力调节器4在缸3上所给出的压力。这种操作方式是值得推荐的，因为当压力差不是很大时，数字液压压力调节器的调整质量(精度，过调表现)将会更好。

在如图5所示的设置中，工作流体高压存储在蓄压器中。经减压器13降低压力之后的工作流体被接收到低压存储器12中。工作流体从低压存储器12出来供应给两个压力调节器4，由此驱动被设计为差动缸的两个缸3。

如图5所示的设置是液压系统的一种适用于辊间隙的方式，其具有两个作为执行器的气缸，这两个气缸例如安装在辊的两个轴颈上，以便调整辊并打开辊间隙，或者以特定的方式相对于其配对物压迫辊。

为此目的，要对每个缸3的压力室31、34中的压力进行单独调整；在前面已经描述过这种调整。

在如图5所示的方案中，针对多个后续的数字液压压力调节器，使用一个共有的低压存储器12；这种方案的优点在于，例如，在减压器13之后的压力波动将会减弱。同时还为蓄压器配备了工作流体存储容器，该容器能够在很短的时间提供更大的体积流量。在这种情况下，减压器13可以占有极少的体积流量(当气门开关性能相同时，较小的阀门需要较小的驱动器)，因为低压存储器12在需要的情况下也能够提供较大体积流量的处于压力调节器4的压力水平上的工作流体，该压力水平相当于减压器的输出压力。

在图5中，将用于测量高压存储器压力的压力传感器标记为15，而将用于低压存储器12的压力传感器标记为14。在各调节器部分41、42的相应的出口处的压力用压力传感器19测量。

被称为蓄压器的装置可以是具有气垫的蓄压器，在此，气垫可以具有薄膜，也可以没有，但是也可以是具有可在缸中相对于弹簧移动的活塞的弹簧压力存储器(Federdruckspeicher)或其他相应的存储器。这些存储器可以长时间、无损耗地存储以带压流体的形式所保存的能源；在储存或取出时由于加热和/或摩擦所产生的损失可以忽略不计。

图6以示意图部分地示出了一种液压系统，该液压系统具有经过修改的数字液压压力调节器43、换向阀44和液压差动缸3。利用如图6所示的压力调节器43调整设计为差动缸3的执行器的压力室31、34的压力和填充量；前面对此已与其他的调节器结构一起做过详细说明，因而在此不再赘述。

压力调节器43具有两排内部并联连接的阀门431和432；这种并联连接的阀门排也被称为阀座(Ventilbank)。正如在前面已详细说明的调节器41、42中一样，这些阀座可以具有相同的结构。

压力调节器43具有与如前面参照图2、图4和图5所述的压力调节器4的调节器部分41、42一样的结构，也就是相当于大约半个压力调节器。附加地设置换向阀44，其可以使两个阀座431和432与压力供应管道100和排放管道120交换连接。该设计为4/2路控制阀的换向阀优选为片状阀，其可选择地向活塞杆侧的阀座431或缸侧的阀座432加压。其他的每个阀座都与储存箱20相连接。

每个被加压的阀座都可以向所连接的缸3的一路上31、34供应工作流体，在此期间，来自另一个压力室31、34的工作流体通过另一个阀座流入储存箱中。

在活塞运动期间，一个压力室的容积增大，而另一个压力室的容积减小；在此不会出现对两个压力室同时加压或同时停止的运行状态。因此，为了拉入气缸活塞杆，可以使阀座431与压力管道100相连接，而在压力调整期间，为了调整缸3的力，通过阀座432仅对缸侧的压力室34加压，然后，通过换向阀44的切换，使阀座432与压力管道100相连接。

与压力调节器4(图2，图4和图5)相比，使用压力调节器43，可使所需阀门的数量减半。因此，对于机器液压系统的投资成本将降低。

图7示出了一种配置，用于在具有数字调节阀4的液压系统中检测差动缸3的活塞位置。

泵10通过流量计51向两个压力调节器4供应工作流体，其中，流量计51用于测量泵10向系统所供应的工作流体的体积流量，而每个压力调节器4都连接一个差动缸3。流量计52用于测量流入每个缸3的缸侧压力室中的工作流体。通过这种数字液压压力调节器的无损耗工作方式，由流量计52所测得的工作流体数量与目前实际处于每个缸侧压力室中的填充量相符，这个数字对于活塞位置是可靠的数值。

重负载(例如造纸机中的辊)借助于两个液压缸3的运动也始终关系到两个活塞杆运动同步的问题。流量测量的结果用于活塞位置的位置传感器，其中，流量计52应该进行精确测量。为此，优选使用相对准确的齿轮系统。此外，利用流量计在供应管道中进行的流量测量还可以提供其他的测量值，该测量值可以被引入对流量计52针对压力室的结果的合理性检查。

通过这种间接测量也使活塞位置的绝对值的缺陷较轻，但是根据这两个同时被测量并在此受到相同外部影响的测量值(每个都针对一个缸3)可以判断，两个活塞是如何同步运动的，或者这种运动是否错误地彼此偏离很大。这些结果可以用于在必要时通过适当的措施改善同步。此外，根据这些测量值也可以推断出液压系统的故障。

Claims (17)

1.一种用于纤维幅材生产机器，特别是造纸机或纸板机的液压系统，该液压系统具有：

至少一个液压执行器(3)；

至少一个蓄压器(11，12)，用于储存处于压力下的液压流体；和

至少一个配属于所述液压执行器(3)的数字液压压力调节器(4)，用于调整所述液压执行器(3)中工作流体的压力。

2.如权利要求1所述的液压系统，还具有泵(10)，用于将具有高压力的工作流体输送到所述蓄压器(11，12)中，并对该蓄压器加载。

3.如权利要求1或2所述的液压系统，其特征在于，所述机器具有多个液压执行器(3)以及多个蓄压器(11，12)，而所述泵(10)设计为公共泵，用以对所述蓄压器(11，12)进行装载。

4.如权利要求1到3中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述泵(10)是能够相对于相应的蓄压器(11，12)运动并可拆卸地连接在这些蓄压器上的可移动的泵。

5.如权利要求1到4中任一项所述的液压系统，其特征在于，为每个液压执行器(3)或每组作用相同的液压执行器(3)配备各自的数字液压压力调节器(4)。

6.如权利要求1到5中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述执行器是液压缸(3)。

7.如权利要求6所述的液压系统，其特征在于，将所述数字液压压力调节器(4)的阀门直接安装在所述液压缸(3)上。

8.如权利要求6或7所述的液压系统，其特征在于，在所述液压缸(3)上的压力调节功能包括在所述液压缸(3)的活塞(33)的两侧调整压力。

9.如权利要求6到8中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述液压缸(3)与自己的数字液压压力调节器(4)、自己的蓄压器(11，12)和自己的用于存储无压工作流体的储存箱(20)相连接。

10.如权利要求1到5中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述执行器(3)是液压电机，其平行于电驱动电机与机器的待转动驱动的元件操作连接。

11.如权利要求10所述的液压系统，其特征在于，所述液压电机作为驱动辅助设备或制动辅助设备能够与所述转动驱动的元件可选择地耦合。

12.如权利要求10或11所述的液压系统，其特征在于，所述液压电机与自己的数字液压压力调节器(4)、自己的蓄压器(11，12)和自己的用于存储无压工作流体的储存箱(20)相连接。

13.如权利要求4、9或12所述的液压系统，其特征在于，所述可移动的泵(10)与所述蓄压器(11，12)和所述储存箱(20)相连接，并从所述储存箱(20)向所述蓄压器(11，12)供应工作流体。

14.如权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述蓄压器(11)具有连接于其后的数字液压减压器(13)，其输出被发送到至少一个配属于所述执行器(3)或执行器组的数字液压压力调节器(4)。

15.如权利要求1所述的液压系统，其特征在于，为多个执行器(3)设置共有的蓄压器(11，12)，在该蓄压器上连接多个单独的数字液压压力调节器(4)，其中，在所述蓄压器(11)和所述压力调节器(4)之间设置共有的数字液压减压器(13)，或者为每个数字液压压力调节器(4)配备一个数字液压减压器(13)，用以供给这些或每个压力调节器。

16.如权利要求14或15所述的液压系统，其特征在于，在所述数字液压减压器(13)与一个或多个所述数字液压压力调节器(4)之间设置蓄压器(12)，该蓄压器(12)保存已减压的工作流体，并提供给一个或多个数字液压压力调节器(4)。

17.如权利要求15或16所述的液压系统，其特征在于，各所述数字液压减压器(13)分别为各相应的、连接在后的数字液压压力调节器(4)调整各自的、彼此不同的压力。

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