CN106415094B - 用于电磁阀控制系统的分区歧管组件 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种在阀歧管系统中的分区流体控制系统，该分区流体控制系统具有连接在一起的多个歧管块和安装到歧管块的多个控制阀，其中控制阀被电致动并且进行先导压力操作。多个歧管块至少形成彼此不连接的相应第一区域和第二区域的分离的第一和第二先导压力通道，用于向相应的第一组控制阀和第二组控制阀供应独立控制的先导压力。先导供应阀选择性地向第二先导压力通道供应先导压力并且切断到第二先导压力通道的先导压力，而不影响到第一先导压力通道的先导压力，从而使第二组控制阀由于分离区域独立于第一组控制阀而被禁用。

Description

用于电磁阀控制系统的分区歧管组件

技术领域

本发明的领域涉及具有歧管(manifold)组件的气动电磁阀控制系统。

背景技术

通过使用引导气动压力以控制许多控制装置的歧管组件，工业自动化已经得到极大改进。歧管组件包括电致动电磁阀，这些电致动电磁阀控制用于致动这些控制装置的气动流的方向。这些歧管组件通常由多个歧管块以模块形式组装。歧管组件具有公共先导压力通道和连接到电磁阀的主压力通道，电磁阀继而控制主压力到相应控制装置的流动。螺线管致动控制阀具有主阀或阀芯(spool)和向主阀提供先导压力的螺线管致动先导阀。致动主阀的先导压力是公知的。如果连接到螺线管致动阀的先导压力从主压力独立地供应，则仅当两个先导压力均被供应到阀时，才可发生螺线管中的主阀的致动，并且发生电磁阀的电致动。

这些歧管可包括具有许多阀站和电磁阀的许多歧管块，歧管块继而控制许多控制装置。通常期望关闭控制装置中的一个或多个，而不关闭连接到歧管组件的所有控制装置。该关闭可能是由于装置的日常维护或用于修复装置的意外故障或损坏。先前控制各个阀站的努力通过切断对控制下游装置的各个螺线管的电力来实现。分区电力的应用也已经用于控制特定区域中的一组装置的电力，使得仅该区域可以被切断而不切断其他区域的电力。然而，这些电力区域由于增加了不同部件的数量而已经为模块化组件引入了复杂性。

歧管组件需要适应对于最近已经提出或实施的不同标准的工业架构的指导方针。一种指导方针的标准要求将电磁阀移动到中间位置，以防止气动流在装置未激活时到达装置。架构的另一指指导方针的标准要求在关闭期间检测装置的任何移动，并且还提供在关闭期间的运动的进一步警告信号。架构的又一标准要求提供弹簧加载的制动器，该制动器将防止装置在释放空气以用于致动弹簧加载的制动器时发生进一步运动。

歧管组件通常具有置于歧管块和螺线管致动阀之间的夹置块。这些夹置块已经用于为主压力提供切断阀，将分离的主压力引入单个阀站，或者提供或隔离从歧管对单个阀站的排气。

现在期望的是为架构提供冗余方式，以通过选择性地消除和排出用于螺线管致动阀的先导压力来进一步防止螺线管的无意致动。进一步地，所期望的是具有这样的先导压力系统和电路系统，它们在歧管组件中提供区域，而无需极大地增加现有部件。进一步期望的是具有这样的歧管组件，其可以经由置于歧管块和螺线管致动阀之间的夹置块将分离的先导压力引入螺线管致动阀的区域。

发明内容

根据本发明的一方面，一种阀歧管组件具有连接在一起的多个歧管块，在每个歧管块的一个表面上具有阀站。阀歧管组件包括可操作地连接到电致动的第一组控制阀的第一先导压力供应装置并包括安装到歧管块上的第一组阀站上的第一组控制阀。第一先导压力通道可操作地连接到第一先导压力供应装置，用于向第一组阀站供应先导压力。

第二先导压力供应装置可操作地连接到电致动的第二组控制阀。第二组控制阀安装到歧管块上的第二组阀站。第二先导压力通道可操作地连接到可致动的先导供应阀，用于将分区先导压力选择性地供应到第二组阀站，使得如果到其中的先导压力被切断，则第二组控制阀可停用，而第一组控制阀保持连接到先导压力。

优选地，第一先导压力通道通过歧管块中的一个歧管块内的封闭件与第二先导压力通道分离。封闭件优选地在一个歧管块内，所述一个歧管块具有至少两个阀站，其中一个阀站是第一组阀站的一部分，并且至少第二阀站是第二组阀站的一部分。在一个实施例中，封闭件是压力配合到使第一先导通道与第二先导通道分离的先导孔中的密封构件。

可期望的是，夹置块置于歧管块中的一个歧管块与一个控制阀之间。夹置块具有可连接到引导自先导供应阀的先导供应的外部连接器。夹置块还具有与外部连接器流体连接的端口，用于将来自先导供应阀的先导压力引入到一个控制阀。可期望的是，夹置块具有从端口到歧管块的通道，以将引导压力引入至第二先导压力通道。在一个实施例中，第一组控制阀由第一电力供应装置电致动，并且第二组控制阀由第二电力供应装置电致动。

根据本发明的另一方面，夹置块被构造成置于歧管块与控制阀之间，控制阀是由螺线管致动的并且是先导压力操作的。夹置块具有用于从歧管块外部的先导供应阀接收先导压力的入口。所述入口具有至出口的通道，出口可操作地连接到控制阀，使得先导供应阀可选择性地向控制阀供应先导压力。

根据本发明的另一方面，在阀歧管系统中的分区流体控制系统具有连接在一起的多个歧管块和安装到歧管块的多个控制阀，其中控制阀是电致动的并且是先导压力操作的。多个歧管块至少形成有彼此不连接的相应第一区域和第二区域的分离的第一和第二先导压力通道，用于向相应的第一组控制阀和第二组控制阀供应独立控制的先导压力。先导供应阀向第二先导压力通道选择性地供应先导压力并且切断先导压力，而不影响到第一先导压力通道的先导压力，从而使第二组控制阀由于分离区域而独立于第一组控制阀被禁用。

优选地，电控制电路向第一组控制阀和第二组控制阀独立地供应电力，使得为了使第二组控制阀被致动，电控制电路需要向第二组控制阀供应电力，并且先导供应阀必须打开以向分离区域中的分离的第二先导压力通道供应先导压力。优选地，第一先导压力通道和第二先导压力通道通过歧管块对准。还可期望的是，在区域开始处的歧管块具有待连接到电力供应装置的外部配件，并且相应夹置块置于歧管块和安装在歧管块上的控制阀之间，用于将来自先导供应阀的先导压力供应到第二区域的分离的第二先导压力通道。

根据本发明的另一方面，用于分区流体控制的阀歧管块具有在连接的阀歧管块之间的第一区域和第二区域。歧管块具有穿过其的多个流体通路，以及形成第一阀站和第二阀站并且由可操作地安装到其上的相应第一控制阀和第二控制阀控制的端口。电路板通道从第一侧到第二侧穿过歧管块。先导通道入口端口和先导通道出口端口在相应的第一侧和第二侧上。先导通道入口端口是第一区域的一部分，并且不与作为第二区域的一部分的先导通道出口端口可操作地连通。电路板被接收在电路板通道中并且具有第一边缘和第二边缘，第一边缘邻近第一侧并具有多个第一电触点，第二边缘邻近第二侧并具有配合的多个第二电触点，以连接到另一下游阀歧管块中的另一印刷电路板中的相应第一电连接器。

电路板在所述第一边缘处具有公共电压连接器触点并且通向(lead to)位于电路板上的从第一区域接收电力的第一跳线端子。阀歧管块具有外部电连接器，外部电连接器用于将分区电源连接到电路板上的第二跳线端子的，进而连接到位于第二边缘处的分区公共电压连接器触点，从而与第二阀站电连接以驱动第二控制阀。

第一跳线端子和第二跳线端子选择性地放置成与公共跳线端子接触，公共跳线端子与第一控制阀电连接，使得第一控制阀可以利用第一边缘处的公共电压连接器通过来自所述第一区域的电力供电，或者由外部连接器通过分区公共电压连接器从第二分区电源供电。

优选的是，第一跳线端子和第二跳线端子与公共跳线端子一起布置在具有两极分流器的三引脚管座(header)上，两极分流器选择性地与所述第一跳线端子或所述第二跳线端子定位在公共线路上。

根据本发明的另一方面，用于阀歧管组件的歧管块具有用于在其上安装控制阀的至少一个阀站，和安装在穿过歧管的导管中的电路板。电路板具有：第一电路，在边缘处具有用于供应第一电力源；以及第二电路，用于供应第二电力源。向第二电路供应第二电力源的电连接器安装在所述块的一侧处。电路板在其上具有跳线站，用于选择性地控制第一电路或第二电路是否向歧管块中的至少一个阀站供应电力。

附图说明

现在参考附图，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的一种布置的透视和部分示意图；

图2是分区电力歧管块的部分分解图；

图3是图2所示的分区电力歧管块的剖视图；

图4是图1所示的夹置块的放大透视图；

图5是沿图4所示的5-5-的剖视图；

图6是类似于图5的剖视图，其示出被配置为对单个阀站进行供应的夹置块；

图7是图2所示的电路板的放大图，其中所示分流器处于第一位置；

图8是类似于图7的视图，其中所示分流器处于第二位置；

图9是图7所示的电路板的第一面的示意图，其示出了迹线；

图10是图7所示的电路板的第二面的示意图，其示出了迹线；

图11是用于如图1所示的双电磁阀单元的电路板的第一边缘和第二边缘的示意性端视图，其示出了到电路板中的相应电路的端子连接以及到处于第一位置和第二位置(虚线)的分流器的连接；

图12是示出根据本发明的第二实施例的歧管块的透视图；

图13是具有外部先导供应端口的如图12所示的供应站盖的顶部透视图；

图14是图13所示的供应站盖的局部底部透视图；

图15是用于图12所示的歧管的电路板的第一面的放大示意图；

图16是图15所示的电路板的第二面的放大示意图；以及

图17是如图15所示的电路板的第一边缘和第二边缘的示意性端视图，其示出了到电路板中的相应电路的端子连接以及到处于第一位置和第二位置(虚线)的分流器的连接。

具体实施方式

现在参考图1至图3，流体控制系统10在本质上是模块化的，并且根据应用具有互连在一起的多个阀歧管块12。歧管块12可以在不同的区域14、16和18中，例如其中在第二区域14、第三区域18和任何后续区域(sequential zone)的开始处具有修改的歧管块20。如图2所示，每个歧管块20具有安装有两个控制阀30的两个阀站26和28。每个歧管块20具有用于为相应区域引入分区电力供应装置的电连接器22。分区电力供应装置中的每个可以独立地关闭。

如图2和3所示，在每个区域16和18的开始处的歧管块20具有相应的阀站26和28，所述阀站具有相应的先导(pilot)压力端口32和34，所述先导压力端口连接到在标准控制阀30的相应螺线管致动阀先导压力室(未示出)中的先导室，该标准控制阀被电致动并且进行先导操作。例如，螺线管的电致动打开控制阀30中的内部先导阀，然后，内部先导阀将先导压力供应到滑阀(spool valve)的一侧，这使滑阀移动。滑阀控制在歧管块20中的相应阀站26、28处的不同端口36之间的流动。这些端口36与横向导管42连接，横向导管与其他歧管块中的类似横向导管对准。这些端口36中的一些还可以与端子44连通，所述端子连接到下游装置(未示出)，以向所述装置供应主压力并允许主装置通过歧管块使气动压力排回(exhaust pneumatic pressure back)。

如图2和图3所示，歧管块20具有连接到横向第一先导通道46的先导压力端口32，横向第一先导通道连接到先前区域中的先前歧管块12。类似地，先导压力端口34连接到横向第二先导通道48，横向第二先导通道继而连接到下一区域中的下游歧管块12。呈球的形式的塞子(plug，栓)50经压力配合以将先导通道46与先导通道48分离并密封。

如图1所示，先导夹置块52置于块20和阀站28处的控制阀30之间。如图4和图5所示的先导夹置块52具有外部先导端口54，外部先导端口可操作地连接到先导供应阀56，先导供应阀向第二阀站28提供独立的先导压力。先导供应阀56在结构上是常规的，并且可以独立地致动到供应先导压力的“接通”或打开位置和“断开”，例如排气位置。先导夹置块52的端口54连接到通向阀站28处的控制阀30的先导供应出口38。如图5所示，先导夹置块52还具有连接到下部端口39的贯通导管58，下部端口座置在阀站28上的先导端口34上并且可操作地连接到该先导端口，该先导端口通向歧管中的第二先导通道48，以对第二区域的剩余部分进行供应。其余端口59以期望的方式将站28上的端口36可操作地连接到控制阀。

现在参考图6，如果期望先导压力仅供给单个站28上的控制阀30，则修改夹置块52使得去除贯通导管58。以这种方式，外部先导压力仅供给单个阀站28并且与歧管块中的第一先导通道46或第二先导通道48分离。下部端口39是盲孔并且密封端口34。

现在参考图7至图11，描述了用于歧管块20的电路板60。电路板60具有第一边缘62和第二边缘64，该两个边缘在电路板的两个面63和65上具有迹线触点66。如图11所示，标记为A或B的项(例如A1至A19和B1至B19)是指电路板60在每个边缘62和64处的相应侧A、B上的导线和触点的位置。用V作为前缀进行标记的项(例如V1、V2等)是指电路从所示电路板60开始计数的下游阀编号。在本电路板60上，仅前四个阀编号V1至V4连接到歧管块20上的阀。其余的阀线路V5至V32的组69具有仅从第一边缘62处的迹线触点66向下步进(step)到第二边缘64处的迹线触点66的迹线68。例如，在第一边缘62处的位置A5处的V5下降到第二边缘64处的位置A4以连接到后续板的位置A4处的V1触点。在边缘64处的顶部触点位置A19、B19、A18和B18不连接到电路板上的任何导线。在该特定示出的电路板60中，V31指示使用该电路板的阀歧管被限于最多三十一个电磁阀。用于电路板线路的其他布局可提供更少或更多的电磁阀。

每个电路板具有安装在其上的引脚连接器组72和73。对应于V1和V2的触点A4和B4经由电路迹线75和77可操作地连接到引脚连接器组72。引脚连接器组72连接到第一站26处的控制阀30。引脚连接器组72和73还通过迹线79连接到与触点A2连接的保护接地线PE。引脚连接器组72通过电路迹线81连接到跳线站(jumper station)70处的中间触点76。此外，迹线触点B3中连接在第一边缘62上的标记为Vcomn的一个迹线触点还通过电路迹线83连接到电路板上的跳线站70处的触点88。

电连接器22还在触点86处连接到电路板60。触点86通过电路迹线85通向跳线站70处的触点84并通向引脚连接器组73的引脚。引脚连接器组73连接到阀站28处的控制阀30。以这种方式，电连接器22向在第二区域中的第二站28处的控制阀30供电。引脚连接器组73通过经由电路迹线87将连接器22连接到在第二边缘64处的接触迹线A3和B3处的输出Zcomn来完成电路，以为后续的歧管块12供电。

分流器82可在如图7所示的第一位置处或如图8所示的第二位置处连接到跳线站70。如图7所示，分流器82将触点84与触点76桥接。因此，来自电连接器22的电力传递到引脚组72以及供电引脚组73。在该位置中，阀站26和阀站28均通过电连接器22供电，并且可以说是处于相同的电区域或者通过相同的电供应装置供电。触点88打开，并且实际上Vcomn通过其迹线83不连接到该配置中的任何东西。

如果期望在先前区域中具有阀站26，即通过不同的电供应装置供电，并且因此阀站28变为后续区域中的第一站，则分流器82移动到图8所示的位置和图11所示的虚线位置。在该位置中，Vcomn端子A3通过迹线83从触点86连接到触点76并且为引脚组72供电。因此，阀站26通过Vcomn从触点88供电，而第二阀站28保持通过外部电连接器22经由到引脚连接器73的电路路径85供电。电连接器22仍然通过电路路径87可操作地连接到第二边缘处的Zcomn触点，该触点可以向歧管12中的下游电路板提供电力。阀站26现在接收不同于阀站28的分离的电力和分离的先导压力。因此，下游歧管12在区域2中，并且还接收分区电力和分区先导压力，直到另一区域开始。

当需要停用阀歧管的区域时，即需要关闭阀站28时，除关闭外部先导供应阀56之外，还可以关闭通过电连接器22的电力。因此，可以关闭区域2，而其余区域1和3可以保持致动。如现在变得明显的，每个区域可以独立地开启或关闭。例如，区域2可以断开，而区域1和区域3均可以保持接通。每个区域中的控制阀30将不工作，除非供应来自先导供应阀56的先导压力并且供应来自电连接器22的电力。因此，通过在关闭区域中使电力和先导压力均停用，引入了冗余方式(redundancy)以确保区域保持断开。

现在参考图12至图17，修改的歧管块120包括四个阀站，其中仅示出阀站126和阀站128。先导压力盖板152安装在第一阀站上方，并且具有用于连接到先导供应阀(未示出)的外部先导端口154并具有通向先导入口141的通道155，该先导入口通向穿过歧管块的横向先导导管142。盖板157安装在第二阀站上方以密封该阀站，并且示出了修改的电路板160。

歧管块120具有外部电连接器122和在相应阀站处的各种端口140。所示阀站126和128可以安装有控制阀30。呈球的形式的先导塞子150压力配合到横向先导导管142的端部中，以形成阀区域的开始部分并且防止与先前歧管块及其先导导管142的连通。电连接器122如先前所述的电连接器22那样类似地安装。

控制电路板160如电路板60那样类似地步进(step，分段设置)，以便为两个阀站126和128提供双电磁阀。可比的迹线和触点以及跳线将具有与先前针对电路板60描述的那些相同的编号，并且将仅详细解释电路板60和160之间的差异。

边缘64处的触点端A3和B3处的Vcomn电力通过迹线183在触点84处连接到跳线站70。跳线站70的中间公共触点76通过迹线185连接到两个引脚组72和73，并且通过迹线187连接到边缘62处的Zcomn触点B3和A3。电连接器122连接到端子186，并且通过迹线189在触点88处连接到跳线站70。

如图17所示，当期望具有通过电连接器122供应的电力时，分流器82移动到右侧位置，并且在跳线站70处将触点88与触点76连接。以这种方式，两个引脚组72和73通过端子186接收来自电连接器122的电力。如果在另一方面，当期望使站126和站128均从Vcomn线路接收电力时，分流器82被定位到在左侧上所示的虚线位置。两个引脚组72和73现在经由边缘62处的Vcomn触点A3和B3接收电力。以这种方式，电路板160提供了关于供给块歧管120中的阀站126和128的电源的选择。

在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围和精神的情况下，其他变化和修改是可能的。

Claims (7)

1.一种阀歧管组件，具有连接在一起的多个歧管块，在每个歧管块的一个表面上具有阀站，该阀站是第一组阀站或第二组阀站的一部分，所述第一组阀站或第二组阀站连接到相应的第一先导压力或连接到分区先导压力，所述阀歧管组件包括：

第一先导压力供应装置，能操作地连接到电致动的第一组控制阀；

所述第一组控制阀，安装到所述歧管块上的所述第一组阀站；

第一先导压力通道，能操作地连接到所述第一先导压力供应装置，用于向所述阀歧管组件的所述第一组阀站供应所述第一先导压力；

第二先导压力供应装置，能操作地连接到电致动的所述第二组控制阀；

所述第二组控制阀，安装到所述歧管块上的所述第二组阀站；

以及

第二先导压力通道，能操作地连接到先导供应阀，用于将所述分区先导压力选择性地供应到所述阀歧管组件的所述第二组阀站，使得如果到其中的分区先导压力被切断，则所述第二组控制阀能停用，而所述第一组控制阀保持连接到所述第一先导压力。

2.根据权利要求1所述的阀歧管组件，所述阀歧管组件进一步包括：

所述第一先导压力通道通过所述歧管块中的一个歧管块内的封闭件与所述第二先导压力通道分离。

3.根据权利要求2所述的阀歧管组件，所述阀歧管组件进一步包括：

所述封闭件位于所述一个歧管块内，所述一个歧管块具有至少两个阀站，其中一个阀站是所述第一组阀站的一部分，并且所述一个歧管块的其他阀站是所述第二组阀站的一部分。

4.根据权利要求3所述的阀歧管组件，所述阀歧管组件进一步包括：

所述封闭件是压力配合到使所述第一先导压力通道与所述第二先导压力通道分离的先导孔中的密封构件。

5.根据权利要求1所述的阀歧管组件，所述阀歧管组件进一步包括：

夹置块，置于所述歧管块中的一个歧管块与一个控制阀之间；

所述夹置块具有能连接到来自所述先导供应阀的所述第二先导压力供应装置的外部连接器；并且

所述夹置块具有与所述外部连接器流体连接的端口，用于将所述分区先导压力从所述先导供应阀引入到所述一个控制阀。

6.根据权利要求5所述的阀歧管组件，所述阀歧管组件进一步包括：

所述夹置块具有从所述端口到所述歧管块中的所述一个歧管块的通道，以将分区先导压力引入到所述第二先导压力通道。

7.根据权利要求1所述的阀歧管组件，所述阀歧管组件进一步包括：

所述第一组控制阀由第一电力供应装置电致动；并且

所述第二组控制阀由第二电力供应装置电致动。