CN105465090A - 模块化阀系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种待安装至支承件、特别是安装至电气控制柜中的支承件上的模块化阀系统(10)，其包括至少两个单独的阀模块(12)，所述至少两个阀模块可以流体连接至彼此并且可以分别与至少一个控制阀单元(16)联接。模块化阀系统(10)包括工艺流体部段(90)、控制流体部段(32)和隔膜(80)，其中，工艺流体部段包括工艺流体可以流动穿过的工艺流体管线(78)，控制流体部段包括位于至少其中一些阀模块(12)中的可供控制流体流动穿过的流体管线，隔膜由至少其中一些阀模块(12)共用，并且隔膜设计成用于在形成隔膜阀(50)的同时对工艺流体部段(90)中的工艺流体进行控制、以及用于对控制流体部段进行密封。

Description

模块化阀系统

技术领域

本发明涉及一种待安装在支承件、特别是电气控制柜中的支承件上的模块化阀系统。

背景技术

在阀系统中，控制流体分配至不同的控制阀单元，所述控制阀单元各自控制特定的工艺流体的流动。通常，将压缩空气用作控制流体，而工艺流体可以为液体或气体。

在现有技术中使用的控制阀单元包括用于工艺流体的入口，工艺流体可以经由该入口输送至相应的控制阀单元。此外，每个控制阀单元均包括出口，工艺流体可以经由该出口流出对应的控制阀单元并且供给至例如对工艺流体进行检验的分析器。在每个控制阀中，阀通常设置成通过控制阀单元来控制工艺流体的流动。经由阀系统分配至各个控制阀单元的控制流体用于对阀进行控制。阀可以设计成例如隔膜阀。

根据例如DE102013104688A1，已知一种包括如下控制阀单元的阀系统：在该控制阀单元中的工艺流体用作用于其他工艺流体的控制流体。

与现有技术已知的其他阀系统的不同之处在于，该阀系统自身仅通过控制流体起作用，并且该阀系统构造成用于控制流体的分配，而工艺流体仅流动穿过对应的控制阀单元，即，所连接的过程阀。这种阀系统例如从WO99/54632A1中获知。

模块化阀系统包括若干个单独的阀模块，所述阀模块可以设置为流体连通的并且可以各自具有多个控制阀单元。模块化设计使得能够通过添加另外的具有相同构造的模块来扩大阀系统，从而使阀系统适应于用户的要求，特别是在可利用的端口方面。各个阀模块均具有内部控制流体管线，使得各个控制阀单元可以供给以控制流体。两个相邻的阀模块通常经由控制流体管线彼此连接以形成连续的控制流体连接部，所述控制流体管线在阀模块的相邻两侧形成于在组装状态下的对准的开口处。

在这些模块化阀系统中，缺点在于，控制流体管线和工艺流体管线必须在各个阀模块之间的交界面处密封，从而需要较高的安装费用。此外，由于在阀系统的维护期间，特别是在阀模块待更换的情况下，必须将端口从控制阀单元脱开，因此，已知的阀系统的具有其不便于维修的不利影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单并易于维护的阀系统。

该目的根据本发明通过待安装在支承件上、特别是电气控制柜中的支承件上的模块化阀系统实现，该模块化阀系统包括至少两个单独的阀模块，所述至少两个阀模块可以流体连接至彼此，并且至少一个控制阀单元可以在不同情况下联接至阀模块，模块化阀系统包括工艺流体部段、控制流体部段和隔膜，其中，工艺流体部段包括能够供工艺流体流动穿过的工艺流体管线，控制流体部段包括位于阀模块中的至少一些阀模块中的能够供控制流体流动穿过的流体管线，隔膜由阀模块中的至少一些阀模块共用，并且隔膜设计成用于在形成隔膜阀的同时对工艺流体部段中的工艺流体进行控制以及用于密封控制流体部段。

本发明的基本思想在于，公用的隔膜与工艺流体部段和控制流体部段作为整体相关联。通过公用的隔膜形成阀系统，该公用的隔膜在系统内起到介质分离——即，将工艺流体与控制流体分离——的作用，其中，工艺流体和控制流体两者均流动穿过该阀系统。此外，公用的隔膜形成由控制阀单元对应地驱动的单个的隔膜阀以控制工艺流体的流动。

本发明的一个方面提供的是，控制流体管线包括控制室和通向这些控制室的致动管线，控制流体可以经由致动管线流入到相应的控制室中，以用于致动相应地关联的隔膜阀并且用于使相关联的隔膜部移动。控制室允许控制流体在隔膜部的较大表面积上作用于隔膜部。与隔膜阀的阀元件对应的隔膜部经由控制流体而受到压力的作用并且压靠阀座。隔膜部密封相应的控制室，使得控制流体不能经由控制室从控制流体部段流出。

根据本发明的另一个方面，设置有用于控制流体的作为控制流体部段的一部分的中央供给通道，其中，至少一个阀模块的、特别是全部阀模块的所有供给管线起始于所述中央供给通道。经由中央供给流道对阀模块的所有控制室、特别是所有阀模块的控制室供给控制流体。这确保了对控制阀单元的集中供给以及因此对隔膜阀的集中供给，从而能够使模块化阀系统的设计特别简单且紧凑。

特别地，每个控制室均具有与其相关联的至少一个排出管线，排出管线为控制流体管线的一部分并且特别地起始于相关联的控制阀单元的交界面。提供到控制室中的控制流体可以流出控制室并且经由控制阀单元流入到排出管线中。为此，控制阀单元建立了排出管线与致动管线之间的流体连接，排出管线和致动管线两者都在交界面处敞开。控制流体可以通过排出管线从阀系统流出。如此一来，引入控制室中的加压的控制流体可以经由排出管线流出，使得隔膜部和隔膜阀可以从压力加载位置改变至压力释放位置。

根据本发明的另一方面能够提供的是，排出管线延伸至或通向公用的收集通道、特别是延伸至或通向设置在收集通道上或设置在收集通道中的中央消声器。从阀模块的相应的控制室流出的控制流体收集在公用的收集通道中。同样地，这实现了模块化阀系统的特别紧凑的设计。可选的消声器确保控制流体以低噪音排出。此外，消声器用作防止杂质进入控制流体部段中、特别是进入收集通道中的保护元件。

此外，控制室中的至少一些控制室可以由公用的隔膜封闭。密封控制流体部段的公用的隔膜至少延伸越过控制室中的一些控制室，从而形成密封的控制流体部段。因此，控制室形成控制流体部段的流动侧端部，该端部由公用的隔膜密封。隔膜的对相应的控制室进行密封的隔膜部形成隔膜阀。因此，单个隔膜同时形成多个隔膜阀。

根据本发明的另一方面，隔膜设置在至少一个工艺流体管线与至少一个控制流体管线之间。控制流体经由致动管线而的作用在隔膜上以驱动与对应的隔膜部相关联的那些隔膜阀，致动管线为控制流体管线的一部分。在此，隔膜阀同时与至少一个工艺流体管线配合，从而借助于移位的隔膜阀来允许或阻止工艺流体的流动。对应的隔膜部在此代表阀元件，根据致动管线的致动而经由隔膜部来允许或中断工艺流体的流动。

此外，每个阀模块均可以为包括用于每个控制阀单元的阀座的至少一个隔膜阀的一部分，优选地选择为使阀系统的每个阀座均可以由隔膜密封。经由阀模块、特别是借助于形成在阀模块中的致动管线来驱动形成隔膜阀的阀元件的隔膜部，以使得隔膜部从压力释放位置移位至压力加载位置。在隔膜阀的关闭位置中，对应的隔膜部靠置于阀座并且密封阀座。

本发明的另一方面提供的是，控制流体部段具有模块化的设计，使得每个阀模块均包括控制流体部段部分，各个阀模块的控制流体部段部分能够设置成彼此流体连通。这使得由于各个阀模块可以在彼此之间互换而能够实现阀系统的模块化设计。这尤其是由于如下事实，即，每个阀模块均包括可以彼此联接的工艺流体部段部分和控制流体部段部分。

此外，阀模块可以各自包括流体管线本体，在该流体管线本体中至少形成有相关联的阀模块的供给通道。由此，通过单个本体提供对阀模块的所有控制阀单元的控制流体的集中供给。控制流体可以供给至联接至阀模块的控制阀单元。

特别地，每个流体管线本体均包括供给通道，阀模块的所有供给通道均起始于该供给通道，该供给通道特别地以凹槽式型式形成并且由公用的隔膜密封。控制流体经由该供给通道分配至各个供给通道，以供给至阀模块的对应的控制阀单元，从而能够驱动隔膜阀。因此，控制流体的集中供给和分配以及控制流体的密封通过隔膜来确保。

此外，阀模块的供给通道各自包括联接部，相邻的阀模块的供给通道可以经由该联接部流体连接。这使得能够将相应的控制流体部段部分彼此连接，以形成阀系统的公用的控制流体部段以及中央供给通道，控制流体能够经由公用的控制流体部段和中央供给通道供给至阀系统的所有控制阀单元。因此，单个控制流体端口可足以向整个阀系统供给控制流体。

本发明的另一方面提供的是，每个流体管线本体均包括公用的隔膜所靠置的接触区域，面向隔膜的端面上的槽状部由隔膜封闭成形成流体运送管线或室，特别地，槽状部和/或室由突出的腹板限制并定界，所述腹板的端面与隔膜接触。因此，隔膜对对应的阀模块的控制流体部段部分进行密封，从而能够确保控制流体不能经由流体运送管线或室流出。突出的腹板确保在组装阀系统时隔膜对腹板施加所需的压力。

如此以来，由于流体管线本体的通道可以在一个工位中铣磨以及钻孔或者可以被简单地模制，因此可以以非常简单的方式生产流体管线本体。

此外，可以提供特别是呈板状的连接元件，该连接元件具有用于工艺流体的工艺流体端口和/或形成在连接元件上的用于控制流体的至少一个控制流体端口，并且隔膜至少部分地、特别地大致以平面型式搁置在该连接元件上。工艺流体和/或控制流体可以经由连接元件供给至阀系统。连接元件还可以设计成使得所有的端口均形成在该连接元件上。这导致整个阀系统仅有一侧具有端口。隔膜可以与起始于端口的管线直接配合。

根据一个实施方式提供的是，中央供给通道形成在连接元件中，特别地，该中央供给通道以槽式型式形成并且由隔膜封闭。用于将控制流体分配至各个控制阀单元的中央供给通道相应地布置在阀系统的设置有用于控制流体和工艺流体的端口的部分中。因此，连接元件也包括控制流体部段部分。

由隔膜封闭在其关闭位置中的阀座特别地设置在连接元件上。通过阀模块部分地形成的隔膜阀也由连接元件部分地形成。阀座与代表阀元件的隔膜一部分相配合。因此，所有的隔膜阀由隔膜、连接板以及相应地设置的阀模块限定。

此外，工艺流体通道可以设置在连接元件中，该工艺流体通道可以经由至少一个隔膜阀流体联接至相关联的工艺流体管线。工艺流体可以经由隔膜阀从工艺流体管线流入到工艺流体通道中。工艺流体通道可以具有与分析器连接的出口，以便对已经经由相应的隔膜阀切换成流体连通的工艺流体进行分析。工艺流体通道特别地形成为槽状或凹槽状并且同样经由隔膜密封。因此，隔膜对控制流体部段和工艺流体部段进行密封。

根据本发明的另一方面，连接元件在公用隔膜的与阀模块相反的一侧延伸越过所有阀模块。因此，公用隔膜设置在连接元件与相应的流体管线本体之间，使得在控制流体管线和工艺流体管线形成为槽状或凹槽状的情况下，隔膜与控制流体管线和工艺流体管线两者相邻并且将控制流体管线和工艺流体管线密封。这也确保了隔膜为对所有隔膜阀中的对输送至阀系统的所有工艺流体的流动进行控制的一部分。

此外，接合管线可以设置在连接元件中，接合管线将各个阀模块的供给通道彼此连接，同时形成中央供给通道。在这种布置中，接合管线特别地与相应的阀模块的联接区域相配合，从而实现供给通道之间的流体联接。因此，中央连接元件用于借助于接合管线将各个阀模块流体联接并且代表控制流体部段的另一部分。阀模块的侧面上的流体端口不是必需的。

特别地，隔膜包括位于接合管线的区域中的凹部，从而形成从阀模块穿过隔膜进入连接元件以及从连接元件穿过隔膜进入相邻的阀模块的流体连通。因此，隔膜对控制流体管线的从阀模块进入连接元件以及从连接元件进入阀模块的接合部进行密封。

在本发明的另一方面中提供的是，隔膜包括位于接合管线的区域中的凹部，使得阀模块的与中央供给通道相关联的供给管线从中央供给通道开始。这使得设置在流体管线本体中的供给管线能够直接通向形成在连接元件中的中央供给通道。

隔膜还可以包括位于排出管线的区域中的凹部，使得所有的排出管线通向中央收集通道。中央收集通道同样形成在连接元件中，并且特别地形成为凹槽状或槽状。

根据本发明的另一方面提供的是，相邻的阀模块在没有设置流体端口的侧面处彼此靠置。由于各个阀模块设置有供给通道并且由于连接元件中形成有联接区域和中央供给通道，因此可以在侧面上没有任何流体端口的情况下使阀模块相互联接。这允许各个阀模块的特别容易的更换。

附图说明

其他优势和特征将从以下描述以及所参照的附图变得明显，在附图中：

-图1为根据本发明的模块化阀系统的前侧的立体图，

-图2为根据图1的阀系统的局部分解图，

-图3为图1的阀系统的后侧的立体图，其中，控制阀单元联接至该阀系统，

-图4为根据本发明的阀系统在没有连接元件的情况下的前侧的立体图，

-图5示出了图4的细节的放大图，

-图6为阀模块的前侧的立体图，其中，控制阀单元联接至该阀模块，

-图7为具有相联接的图6的控制阀单元的阀模块的立体剖视图，

-图8为根据第一实施方式的阀系统的立体剖视图，其中包括处于隔膜阀的关闭位置中的连接的工艺流体供给管线，

-图9示出了处于隔膜阀的打开位置的图8的图示，

-图10为根据图1的阀系统的详细图示，

-图11为图10中详细示出的阀系统的俯视剖视图，

-图12为根据图1的阀系统的后侧的立体图，

-图13为根据图1的阀系统的后侧的假设性的立体图，其中部分地示出了阀模块，

-图14为图13的细节图，

-图15为根据图1的本发明的阀系统的连接元件的后视图，以及

-图16为根据第二实施方式的阀系统的立体剖视图，其中包括处于隔膜阀的关闭位置中的连接的工艺流体供给管线。

具体实施方式

图1至图3示出了阀系统10，在示出的实施方式中，阀系统10具有模块化设计并且包括三个阀模块12。各个阀模块12可以设置成彼此流体连通的，如以下将说明的，但是各个阀模块12代表单独生产的单元。

在阀模块12中的每个阀模块上均设置有用于若干个控制阀单元16的电子单元14。控制阀单元16同样联接至对应的阀模块12(参见图3)。在示出的实施方式中，针对每个阀模块12设置八个控制阀单元16，其中，控制阀单元16并排设置成在阀模块12的整个宽度上延伸。显然，控制阀单元16可以特别地作为电磁阀单元来实现。

阀系统10还包括中央控制器——也被称为电子通信系统18，该电子通信系统18经由电子单元14驱动各个阀模块12，并且电子通信系统18代表阀系统10的上级控制单元。

从图1至图3还可以得知，阀系统10包括连接元件20，该连接元件20具有大致板状设计。连接元件20连接至阀模块12，并且连接元件20设置在阀模块12的与控制阀单元16相反的一侧。

连接元件20经由紧固件21(参见图1)牢固地连接至阀模块12。紧固件21可以通过螺钉实施。

图1和图2示出连接元件20包括若干个端口，这些端口为控制流体端口22以及若干个工艺流体端口24(仅为工艺流体端口24中两个工艺流体端口提供了附图标记)。经由控制流体端口22对阀系统10供给控制流体，例如压缩空气，该控制流体用于控制设置在阀系统10中的任何阀，如以下将说明的。这些阀控制经由相应的工艺流体端口24供给至阀系统10的工艺流体。

可以经由端口中的成列布置的若干个工艺流体端口24来对阀系统10供给多种工艺流体，穿过阀系统10的所述工艺流体的相应的流动经由相关联的控制阀单元16对应地控制。这也将在下文基于图8和图9进行说明。

此外，连接元件20包括两个工艺流体出口25，经由工艺流体端口24输送至阀系统10的工艺流体可以从工艺流体出口25再次排出。在示例中，对对应的工艺流体进行分析的分析器可以连接至工艺流体出口25。替代性地，阀系统10可以经由工艺流体出口25冲洗。

阀系统10还包括三个流出开口26，控制流体可以以受控的方式从流出开口26排出，如以下说明的。在示出的实施方式中，每个阀模块12均包括流出开口26，在每个流出开口26中均设置有消声器27，从而使控制流体的流出噪音减弱。此外，消声器27用作密封元件以防止杂质进入阀系统10中。然而，消声器27基本上代表可选元件。

特别地，流体端口22至26以及消声器27可以旋拧到连接元件20中。

阀系统10还包括安装框架28，该安装框架28用于将阀系统10紧固至支承件(在此未示出)，例如紧固至电气控制柜中的支承件。为此，支承件设置在安装框架28与连接元件20之间，使得阀系统10可以经由紧固元件30可靠地紧固至支承件。在安装在电气控制柜中之后，不能观察到整个阀系统10，而仅可以观察到连接元件20的前侧。这就是连接元件20可以由具有高品质的外观并且坚固的材料、例如不锈钢制成的原因。

此外，连接元件20在其前侧设置有用于此处未示出的密封元件的周缘环绕凹槽31(图2)，并且周缘环绕凹槽31在安装时靠置于对应的支承件。

图4示出了在没有连接元件20的情况下的图1至图3的阀系统10。这允许观察阀系统10的位于连接元件20的后面的用于控制流体的管线和通道。从图4显而易见的是，所有的阀模块12在构型上相同，使得阀模块12能够互换并且其它的阀模块12能够在短时间内容易地安装。

阀系统10包括控制流体部段32，该控制流体部段32包括用于输送控制流体的各个控制流体管线34。将基于图5至图7对各个控制流体管线34及其功能进行详细说明。作为基本原理，所有控制流体管线34均经由单个控制流体端口22直接或间接地供给以控制流体。

图5以放大视图示出了图4的两个相邻的阀模块12的连接区域，而图6示出了单个阀模块12，其中，控制阀单元16设置在该单个阀模块12上。图7以剖视图示出了图6中示出的阀模块12。

示出的实施方式的阀模块12均具有其自有的流体管线本体36，并且所有的控制流体管线34形成在所述流体管线本体上并且形成在所述流体管线本体中(图6)。每个流体管线本体36均形成为一体件并且包括具有不同高度的两个板状部36a、36b。此外，流体管线本体36可以由注射模制的塑料部件制成。

每个阀模块12均包括供给通道38，该供给通道38在对应的阀模块12的前端面40上形成为凹槽式通道。供给通道38大致延伸越过阀模块12的或流体管线本体36的整个宽度、特别地延伸越过宽度的80％与100％。

在图1、图2和图4中设置在左手侧的阀模块12的供给通道38流体地连接至设置在连接元件20上的控制流体端口22，使得在此处输送至阀系统10的控制流体到达供给通道38处。控制流体从供给通道38开始经由供给管线42供给至阀模块12的各个控制阀单元16(图7)。阀模块12的每个控制阀单元16均具有与每个控制阀单元16相关联的供给管线42。

每个供给管线42从端面40(以及设置在该位置处的供给通道38)延伸穿过流体管线本体36到达联接有相关联的控制阀单元16的交界面44(图7)。加压的控制流体经由相应的交界面44供给至控制阀单元16。

此外，每个交界面44均以使得控制阀单元16中的一个控制阀单元可以联接至流体管线本体36的方式形成。这意味着交界面44同时具有用于控制阀单元16的容置区域。

此外，交界面44中的每个交界面均为致动管线46的起点，该致动管线46同样延伸穿过阀模块12的流体管线本体36(图7)。致动管线46从交界面44延伸至端面40，但在端面40的前方，致动管线46各自通向如在俯视图中所观察到的呈椭圆形的控制室48。

每个控制室48均与隔膜(在此未示出)配合以形成由控制流体驱动的隔膜阀50。以下将基于图8和图9对功能进行说明。

此外，每个交界面44均为同样延伸穿过流体管线本体36到达端面40的排出管线52的起点。排出管线52在端面40处全部通向公用的螺母式或槽式(nut-ortrough-like)收集通道54。收集通道54以与供给通道38大致平行的方式延伸，其中，收集通道54在端面40上设置在供给通道38的上方(图6)。

阀模块12的每个收集通道54均包括分离区域56(图6)，该分离区域56联接至连接元件20中的在图1和图2中示出的流出开口26。

总之，联接至阀模块12的每个控制阀单元16均设置有供给管线42、致动管线46、控制室48、隔膜阀50和排出管线52。

在示出的不应以限制性方式理解的实施方式中，每个阀模块12均包括以组合的方式形成控制流体部段部分58的供给通道38、八个供给管线42、八个致动管线46、八个控制室48、八个排出管线52以及一个收集通道54。在控制流体部段部分58彼此联接的情况下，所有阀模块12的控制流体部段部分58的整体形成整个阀系统10的控制流体部段32。

各个阀模块12的联接经由在图5中特别地示出的联接部60执行。

在每个供给通道38的端部上形成有联接部60，联接部60可以各自联接至相邻的阀模块12的联接部60以实现所有阀模块12的连续的控制流体供给。为此，设置了接合管线(此处未示出)，以下将借助于图10和图11对接合管线进行说明。

联接的供给通道38整体形成中央供给通道62(图4)，控制流体经由该中央供给通道62供给至设置在阀系统10中的所有控制阀单元16。这使得对整个阀系统10的控制流体的分配仅经由单个控制流体端口22实现。

此外，从图4至图7显而易见的是，螺母式或槽式供给通道38和收集通道54以及控制室48由突出的腹板64限制并定界。在示例中，这些腹板64中的一个腹板将收集通道54与供给通道38隔开。腹板64从端面40突出以形成用于隔膜(在此未示出)的前端接触区域68。

此外，阀模块12中的每个阀模块的端面40上设置有间隔元件66。间隔元件66同样从端面40突出、同时突出穿过隔膜40(图10)。

间隔元件66还设置在形成在流体管线本体36内的袋状部70处。可以将用于实现为螺栓的紧固件21的螺母插入到袋状部70中以确保阀模块12在连接元件20上的附接。间隔元件66具有环状设计，使得紧固件21能够延伸穿过该间隔元件66进入到袋状部70中。

此外，在图6和图7中特别地示出的是，每个阀模块12均包括用于接纳电子单元14的接纳凹槽72，电子单元14经由图6和图7中示出的通信界面74驱动控制阀单元16。

现在将借助于图8至图12对相应的控制流体管线34的功能以及整个阀系统10的功能进行说明。

图8和图9以立体剖视图示出了根据第一实施方式的阀系统10，该阀系统10包括连接的工艺流体供给管线76，工艺流体经由该工艺流体供给管线76供给至阀系统10。

工艺流体供给管线76插入到工艺流体端口24中的一个工艺流体端口中并且将工艺流体输送至设置在连接元件20中的工艺流体管线78。

工艺流体管线78由示出的设置在连接元件20与阀模块12或流体管线本体36之间的隔膜80限制。

如从示出了阀系统10的后侧的图12显而易见的是，形成为单件的隔膜80延伸越过所有的阀模块12。

在示出的实施方式中，隔膜80对控制室48、螺母式或槽式收集通道54以及螺母式或槽式供给通道38进行密封。因此，隔膜80对所示阀模块12的控制流体部段部分58进行密封。由于隔膜80延伸越过所有的阀模块12，因此隔膜80基本上将所有阀模块12的控制流体部段部分58密封，并且因此将整个阀系统10的控制流体部段32密封。

此外，隔膜80具有靠置阀模块12的所有控制室48的若干个部分，并且隔膜80与每个控制室48一起形成隔膜阀50，该隔膜阀对输送至阀系统10的工艺流体进行控制。为此，连接元件20包括隔膜阀50的阀座82，在如图8中所示的关闭位置中，用作阀元件的隔膜部84靠置于所述阀座。在关闭位置中，经由示出的工艺流体供给管线76输送至阀系统10的工艺流体不能流入设置在连接元件20中的相邻的工艺流体通道86中。工艺流体通道86还具有槽或凹槽的形状并且同样由隔膜80密封。

为了将隔膜阀50保持在示出的关闭位置中，控制阀单元16(此处未示出)以使得供给管线42与致动管线46之间存在流体连通的方式控制交界面44。在该过程中，加压的控制流体可以经由供给通道38、从供给通道38分支的供给管线42、交界面44以及致动管线46流入对应的控制室48中并且压靠隔膜部84。与工艺流体管线78和工艺流体通道86相关联的隔膜部84压靠形成在连接元件20上并为工艺流体管线的口部定界的阀座82，使得隔膜阀50关闭并阻挡任何工艺流体的流动(图8)。

在图9中，隔膜阀50处于打开位置，在该打开位置中，工艺流体管线78与工艺流体通道86之间存在流体连接。

为了从图8所示的关闭位置切换至图9所示的打开位置，与控制室48相关联的控制阀单元16对控制流体进行控制以使得控制室48中先前存在的超压不再存在。为此，控制阀单元16建立起在致动管线46(包含加压的控制流体)与排出管线52之间的流体连通。同时，工艺流体压靠隔膜部84，从而使隔膜部84能够使控制流体移出控制室48。

由此，隔膜部84被迫压至图9中示出的位置，在该位置中，隔膜部84靠置于流体管线本体36中的控制室48的壁部。

移出控制室48的控制流体经由控制阀单元16的交界面44并且经由排出管线52流入收集通道54中。移出的控制流体从收集通道54流向分离区域56并且流动至设置在连接元件20中的流出开口26。控制流体可以经由流出开口26以及设置在流出开口26中的消声器27以低噪音流出。

经由工艺流体供给管线76输送至阀系统10的工艺流体穿过打开的隔膜阀50流入到工艺流体通道86中并且到达可以设置有分析器的两个工艺流体出口25处。可以在此处对供给的工艺流体进行分析。

电子通信系统18对对应的阀模块12的电子单元14进行控制，使得与示出的工艺流体管线76相关联的控制阀单元16通过加压而使隔膜阀50再次移动至关闭位置，如已借助于图8说明的。随后，电子通信系统18可以驱动相邻的控制阀单元16以打开与相邻的控制阀单元16相关联的隔膜阀50。这使得与相邻的控制阀单元16的工艺流体端口24相关联的工艺流体可以经由打开的隔膜阀50流入到工艺流体通道86中。

一般而言，隔膜80包括若干个隔膜部84，该若干个隔膜部与控制室48一起形成隔膜阀50。每个隔膜阀50均与控制阀单元16相关联并且由控制阀单元16对应地驱动以控制经由工艺流体端口24中的一个工艺流体端口输送至阀系统10的特定的工艺流体的流动。

从工艺流体端口24开始的所有工艺流体管线78以及工艺流体通道86的与阀模块12相关联的部分形成工艺流体部段部分88。所有阀模块12的所有工艺流体管线78以及整个工艺流体通道86形成阀系统10的工艺流体部段90，工艺流体部段90包括与各个阀模块12相关联的相应的工艺流体部段部分88。

由于隔膜80延伸过所有的阀模块12，因此隔膜80密封整个阀系统10的控制流体部段32和工艺流体部段90，并且同时形成所有的隔膜阀50。

图8和图9还示出了隔膜80靠置于阀模块12的接触区域68。腹板64与间隔元件66形成为使得由腹板64和间隔元件66限定的接触区域68形成用于隔膜80的压力表面，所需的用于隔膜80的压力经由该压力表面提供。该压力确保了隔膜80可靠地密封各个控制流体管线34。

此外，由于隔膜80具有供紧固件21延伸穿过的凹部(未示出)，因此隔膜80经由间隔元件66间接地居中。仅在隔膜80的正确布置的情况下，凹部才与间隔元件66重叠，使得紧固件21可以延伸穿过连接元件20、隔膜80以及设置在隔膜中的凹部并且穿过间隔元件66。随后，紧固件21将与袋状部70中的螺母配合，使得它们在阀系统10中产生压力，从而以所需压力将隔膜80夹持在连接元件20与阀模块12之间。

图10和11假设性地示出了相邻的阀模块12如何经由相应的联接部60彼此联接。在假设性的图示中，隔膜80仅部分地示出。联接部60经由接合管线92彼此连接，该接合管线92形成在连接元件20中并且具有如在俯视图中观察到的U形形状。在图10中示出的图示中，仅可以观察到连接元件20的通过界定接合管线92的表面假设性地示出的接合管线92，以示出流体联接。因此，连接元件20示出为简化成接合管线92。

相应的阀模块12的各个供给通道38经由接合管线92流体地联接至彼此，以形成阀系统10的中央供给通道62。

隔膜80中设置有凹部94(图11)，使得控制流体可以经由第一阀模块12的供给通道38穿过隔膜80涌入到连接元件20中的接合管线92中。控制流体此时可以从该接合管线92再次穿过隔膜80流入相邻的阀模块12的供给通道38中。因此，控制流体可以部分地流动穿过阀模块12和连接元件20。因此，阀系统10的控制流体部段32由阀模块12和连接元件20两者形成。

联接相邻的阀模块12的这种方式允许实现阀模块12的没有任何流体端口的侧面，使得所述侧面可以具有彼此接触的完整表面，从而简化阀模块12的生产。所有阀模块12的或阀系统10的连续的控制流体供给借助于连接元件20提供。通过这种措施，由于在更换阀模块12时不需要对侧向流体连接部进行密封，因此显著地简化了阀模块12的更换。这意味着阀系统10具有显著改善的可维护性。

图12至图15从后侧以不同视角示出了根据第一实施方式的阀系统10。

在图12中可以观察到可以供各种控制阀单元16联接的相应的交界面44。

图13和图14示出了阀系统10的假设性图示，由于未示出整个阀模块12，而是仅示出了设置在端面40及其腹板64上的控制流体管线34，且未示出流体管线本体36。这两个附图仅用于使控制流体管线34与连接元件20和隔膜80相配合的方式可视化。

另外，在图13中可特别地观察到的是，隔膜80与所有的阀模块12相配合并且隔膜80形成阀系统10的所有隔膜阀50。

图15从后侧示出了连接元件20，以便从后侧示出端口22至端口26(在图1和图2中从前侧示出端口22至端口26)以及用于紧固件21的开口。

总的来说，设置了用于每个阀模块12的单个控制流体端口22和一个流出开口26、用于紧固件21的三个开口、以及用于每个可连接的控制阀单元16的一个工艺流体端口24。

此外，两个接合管线92示出为将阀系统10的三个阀模块12在流体方面彼此联接以形成中央供给通道62并确保控制流体的连续分布。

从图15还可以得知，工艺流体通道86以槽状或凹槽状的形式连续地形成在连接元件20中。

此外，示出了用于电子通信系统18的两个紧固开口96。

图16示出了阀系统10的第二实施方式，该第二实施方式与先前的附图中示出的第一实施方式仅在下述方面不同：连接元件20包括所有的凹槽式流体管线。这意味着，除了工艺流体通道86之外，连接元件20还包括供给通道38以及相应的阀模块12的收集通道54，从而显著地简化了流体管线本体36的生产。

在第二实施方式中，各个阀模块12的供给通道38形成为连续的以便彼此连接，使得连接元件20包括中央供给通道62，各个供给管线42从该中央供给通道62开始直接引向对应的控制阀单元16。

在第二实施方式中，隔膜80还包括凹部98，使得供给管线42可以与设置在连接元件20中的中央供给通道62通过隔膜80的其他的凹部98流体连通。这允许控制流体经由形成在连接元件20中的中央供给通道62直接输送至供给管线42。

阀模块12的收集通道54同样是连续的并且形成连接元件20中的中央收集通道100，其中，所有的排出管线52直接通向连接元件20。为此，隔膜80包括使形成在阀模块12中的排出管线52与连接元件20之间能够流体连通的额外的凹部102。中央收集通道100以槽式或凹槽式设计形成在连接元件20中，特别地形成在中央供给通道62的上方。

在该实施方式中，隔膜80密封全部形成在连接元件20中的所有的槽式通道和管线。阀系统10的控制流体部段32和工艺流体部段90由公用的隔膜80密封。

在第二实施方式中，由于没有设置用于形成供给通道48和收集通道54的突出的腹板，因此阀模块12的端面40可以相应地设计为平坦的。

一般而言，根据本发明的阀系统10仅具有单个控制流体端口22，控制流体可以经由该控制流体端口22供应至整个阀系统10的所有控制阀单元16。

在示例中，这种阀系统10可以在水处理设备例如反渗透设备或海水淡化设备中使用，以用于监测水质，其中，例如将所处理的水用作工艺流体，该水的盐含量在分析器中进行监测。

同时，盐含量允许对用于处理水的渗透隔膜的功能进行监测。已进行了不同程度的处理并且可以在不同情况下通过阀系统10输送至分析器的水经由大量的工艺流体端口24供给至阀系统10。为此，依次连续地切换各个隔膜阀50，该过程通过电子通信系统18以及相关联的控制阀单元16的对应的致动来执行。由于所述的切换各个隔膜阀50的设计，因此特别易于经由用于控制流体的单个控制流体端口22来操作整个阀系统10(以及连接至阀系统10的控制阀单元16)——因为不存在关于控制流体的不同的或变化的需要。

在提供中央提取点或测量点的情况下，由于阀系统10允许将所有的工艺流体以连续且自动的方式供给至分析器，因此这允许水处理装置的监测的自动操作。

阀系统10的简单设计的优点特别地在于，所有的流体端口22、24、25、26均由隔膜80密封并且还设置在连接元件20上。这允许以容易的方式将阀系统10安装在电气控制柜中。在更换隔膜80时，所有的流体端口22、24、25、26均可以保持与它们的供给管线的连接，从而显著地减少维修费用。

Claims (21)

1.一种待安装在支承件上的模块化阀系统(10)，所述模块化阀系统(10)包括至少两个单独的阀模块(12)，所述阀模块(12)能够彼此流体连接，并且所述阀模块(12)能够分别与至少一个控制阀单元(16)联接，所述模块化阀系统(10)包括工艺流体部段(90)、控制流体部段(32)和隔膜(80)，其中，所述工艺流体部段(90)包括能够供工艺流体流动穿过的工艺流体管线(78)，所述控制流体部段(32)包括位于所述阀模块(12)中的至少一些阀模块中的能够供控制流体流动穿过的流体管线(34)，所述隔膜(80)由所述阀模块(12)中的至少一些阀模块共用，并且所述隔膜(80)设计成用于在形成隔膜阀(50)的同时对所述工艺流体部段(90)中的所述工艺流体进行控制以及用于将所述控制流体部段(32)密封起来。

2.根据权利要求1所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，所述控制流体管线(34)包括控制室(48)和通向所述控制室(48)的致动管线(46)，所述控制流体能够经由所述致动管线(46)流入到相应的控制室(48)中，以用于致动相应地关联的隔膜阀(50)并且用于使相关联的隔膜部(84)移动。

3.根据权利要求2所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，设置有用于所述控制流体的中央供给通道(62)，并且所述中央供给通道(62)为所述控制流体部段(32)的一部分，其中，至少一个阀模块(12)的供给管线(42)起始于所述中央供给通道。

4.根据权利要求2所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，每个控制室(48)均具有与该控制室(48)相关联的至少一个排出管线(52)，所述排出管线(52)为所述控制流体管线(34)的一部分并且起始于相关联的所述控制阀单元(16)的交界面(44)。

5.根据权利要求4所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，所述排出管线(52)延伸至或通向公用的收集通道(54)和设置在所述收集通道(54)上或设置在所述收集通道(54)中的中央消声器(27)中的一者。

6.根据权利要求2至5中的任一项所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，所述控制室(48)中的至少一些控制室由公用的所述隔膜(80)封闭。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，所述隔膜(80)设置在至少一个工艺流体管线(78)与至少一个控制流体管线(34)之间。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，每个阀模块(12)均为至少一个隔膜阀(50)的一部分，所述隔膜阀(50)包括用于每个控制阀单元(16)的阀座(82)。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，所述控制流体部段(32)具有模块化设计，所述阀模块(12)中的每个阀模块均包括控制流体部段部分(58)，各个所述阀模块(12)的所述控制流体部段部分(58)能够设置成彼此流体连通。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，所述阀模块(12)各自包括流体管线本体(36)，其中，相关联的所述阀模块(12)的至少所述控制流体管线(32)形成在所述流体管线本体中或形成在所述流体管线本体上。

11.根据权利要求10所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，每个流体管线本体(36)均包括供给通道(38)，阀模块(12)的所有供给管线(42)均起始于所述供给通道(38)，所述供给通道(38)特别地以凹槽式型式形成并且由公用的所述隔膜(80)密封。

12.根据权利要求11所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，设置有用于所述控制流体的中央供给通道(62)，并且所述中央供给通道(62)为所述控制流体部段(32)的一部分，其中，至少一个阀模块(12)的供给管线(42)起始于所述中央供给通道，并且所述阀模块(12)的所述供给通道(38)各自包括联接部(60)，相邻的阀模块(12)的所述供给通道(38)能够经由所述联接部(60)流体连接并且所述联接部(60)形成所述中央供给通道(62)。

13.根据权利要求10至12中的任一项所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，每个流体管线本体(36)均包括公用的所述隔膜(80)所靠置的接触区域(68)，位于面向所述隔膜(80)的端面上的槽状部由所述隔膜(80)封闭而形成流体运送管线或室，所述槽状部和/或所述室由突出的腹板(64)限制并定界，所述腹板(64)的端面与所述隔膜(80)接触。

14.根据权利要求1至13中的任一项所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，设置有连接元件(20)，所述连接元件(20)上形成有用于所述工艺流体的工艺流体端口(24)和/或用于所述控制流体的至少一个控制流体端口(22)，并且所述隔膜(80)至少部分地搁置在所述连接元件(20)上。

15.根据权利要求14所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，设置有用于所述控制流体的中央供给通道(62)，并且所述中央供给通道(62)为所述控制流体部段(32)的一部分，其中，至少一个阀模块(12)的供给管线(42)起始于所述中央供给通道，并且所述中央供给通道(62)形成在所述连接元件(20)中，特别地，所述中央供给通道(62)以槽式型式形成并且由所述隔膜阀(80)封闭。

16.根据权利要求15所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，所述隔膜(80)包括位于所述供给管线(42)的区域中的凹部(98)，使得所述阀模块(12)的所有所述供给管线(42)都通向所述中央供给通道(62)。

17.根据权利要求14至16中的任一项所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，所述阀座(82)形成在所述连接元件(20)上并且所述阀座(82)在其关闭位置中由所述隔膜(80)密封。

18.根据权利要求14至17中的任一项所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，所述连接元件(20)在公用的所述隔膜(80)的与所述阀模块(12)相反的一侧延伸越过所有阀模块(12)。

19.根据权利要求18所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，设置有用于所述控制流体的中央供给通道(62)，并且所述中央供给通道(62)为所述控制流体部段(32)的一部分，其中，至少一个阀模块(12)的供给管线(42)起始于所述中央供给通道，并且在所述连接元件(20)中设置有接合管线(92)，所述接合管线(92)在形成所述中央供给通道(62)的同时将各个所述阀模块(12)的所述供给通道(38)彼此连接。

20.根据权利要求19所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，所述隔膜(80)包括位于所述接合管线(92)的区域中的凹部(94)，从而形成从阀模块(12)穿过所述隔膜(80)进入所述连接元件(20)以及从所述连接元件(20)穿过所述隔膜(80)进入相邻的阀模块(12)的流体连通。

21.根据权利要求1至20中的任一项所述的模块化阀系统(10)，其特征在于，相邻的阀模块(12)在未设置有流体端口的侧面处彼此靠置。