CN111566357A - 带液压排流增益器的执行驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带转速可变泵的执行驱动装置，如其例如用于蒸汽涡轮机、燃气涡轮机、压铸机。电静液压执行驱动装置(10)具有由电动机驱动的容积和/或转速可变的液力机械，用于提供液压流体的体积流量。另外，所述执行驱动装置具有：缸体(200)，带活塞(210)、活塞杆(230)和第一活塞腔(220)；带第一位置和第二位置的阀(100)，所述阀可由第一液压执行器移动到所述第一位置并且由第二液压执行器移动到所述第二位置，其中所述第二位置控制比所述第一位置更大的所述液压流体的体积流量；凹部；主管路(130,160)，所述主管路将所述缸体(200)的第一活塞腔(220)与所述凹部连接起来并且在其中安排有所述液力机械(50)；副管路(110,120)，所述副管路将所述第一活塞腔(220)与所述凹部连接起来并且在其中安排有所述阀(100)；通向所述第一液压执行器的第一控制管路(140)；通向所述第二液压执行器的第二控制管路(150)。所述执行驱动装置的特征在于，在所述主管路(130,160)中与所述液力机械(50)串联地安排有液压阻(180)，所述第一控制管路(140)连接至所述主管路(130,160)，并且所述第二控制管路(150)连接在所述液压阻(180)和所述第一活塞腔(220)之间。

Description

带液压排流增益器的执行驱动装置

技术领域

本发明涉及一种带转速可变泵的执行驱动装置，如其例如用于蒸汽涡轮机、燃气涡轮机、压铸机。

背景

执行驱动装置在现有技术中已知。即EP 0 604 805A1公开了一种用于带压力比例执行信号的液压执行驱动装置的操作装置，在其中在执行驱动装置和液压排流增益器之间插入连接了一个用作转换器的活塞-缸组件。

该装置主要具有以下缺点：油循环回路并非封闭的并且需要相当大的油量。此外，针对功能需要外部的压力供应。

简要说明

从现有技术出发，本发明的任务在于，至少部分地消除或优化当前技术的缺点。

该任务通过根据权利要求1的装置解决。优选的实施方式和变型是从属权利要求的内容。

根据本发明的电静液压执行驱动装置具有由电动机驱动的容积和/或转速可变的液力机械，用于提供液压流体的体积流量。另外，执行驱动装置具有带活塞、活塞杆和第一活塞腔的缸体。再者，带第一位置和第二位置的阀，该阀可由第一液压执行器移动到第一位置并且由第二液压执行器移动到第二位置，其中第二位置控制比第一位置更大的液压流体的体积流量。此外，执行驱动装置具有：凹部；主管路，该主管路将缸体的第一活塞腔与凹部连接起来并且在其中安排有液力机械；副管路，该副管路将第一活塞腔与凹部连接起来并且在其中安排有阀；通向第一液压执行器的第一控制管路；通向第二液压执行器的第二控制管路。

执行驱动装置的特征在于，在主管路中与液力机械串联地安排有液压阻，第一控制管路连接至主管路，并且第二控制管路连接在液压阻和第一活塞腔之间。

缸体可以例如用于控制燃气涡轮机或压铸机的液压系统。在此，液压进流或排流通过安排在缸体的活塞杆上的塞子控制。在这样的机器中会出现这样的情形，即必须非常快地阻断液压进流或排流。针对液压液体从缸体中非常快的排出，执行驱动装置开通液压路径，该液压路径确保从缸体流向凹部的液压液体的高流量。凹部是封闭的液压系统的部分。它可以例如作为与周围环境封闭的贮液器来实现。通过将执行驱动装置实现为封闭的液压系统，可以相比现有技术明显缩减所需的油量。由此，也将降低对环境的危险，例如在系统泄漏时，因为更少的油量降低了例如火灾危险或也简化了避免污染的措施，因为需封锁更少的空间。

缸体的第一活塞腔通过液力机械或泵经过主管路填充。在此，从凹部提取液压液体。为了快速排空第一活塞腔，执行驱动装置具有副管路，该副管路具有比主管路更高的，尤其明显更高的横截面。该副管路将第一活塞腔与凹部连接起来。

在副管路中安排有液压阀。阀可以以完全不同的实施方式来实现。在所有实施方式中，阀具有第一位置和第二位置，其中第二位置控制比第一位置更高的液压流体的体积流量。因而，阀可以在一种实施方式中具有第一位置“阻断”并且第二位置“流通”。液压阀通过液压执行器控制。它可由第一液压执行器移动到第一位置并且由第二液压执行器移动到第二位置。在此，第一控制管路通向第一液压执行器并且第二控制管路通向第二液压执行器。

在主管路中与液力机械串联地安排有液压阻。安排的顺序具有次要的重要性；因而可以要么将液力机械安排得距离凹部更近，要么将液压阻安排得距离凹部更近。第一控制管路连接至主管路，例如在液压阻和凹部之间，并且第二控制管路连接在液压阻和第一活塞腔之间。这样的话，当第一活塞腔要快速排空时，液力机械首先经过主管路从第一活塞腔中抽吸液压流体。为了便于理解，假设主管路中的体积流量缓慢升高。在预定义了体积流量的情况下，第二控制管路中取决于体积流量地产生升高的压力，该第二控制管路连接在液压阻和第一活塞腔之间。通过该升高的压力，第二液压执行器将阀移动至第二位置。在一种实施方式中，阀可以由此从第一位置“阻断”移动到第二位置“流通”。在一些实施方式中，第一位置“阻断”可以是阀的静止位置，在该静止位置，阀，例如借助于阀弹簧，在开始时被拉紧。在这种情况下，必须通过第二液压执行器上的压力至少克服弹簧的反作用力。

由于阀借助于第二液压执行器移动到第二位置，副管路中的体积流量升高。在一种实施方式中，在其中阀从第一位置“阻断”移动到第二位置“流通”，来自第一活塞腔的体积流量简直是跳跃式地增加。通过液压液体从缸体中非常快的排出，执行驱动装置开通液压路径，该液压路径非常快地阻断例如燃气涡轮机或压铸机的液压系统的进流或排流。该效应可在某些实施方式中还由此增强，即在缸体中或缸体上安排有蓄能器，例如以弹簧的形式。这既加速了受控的进流或排流，也加速了第一活塞腔的排空。

符合本发明的是，相应变化的安排并非用于快速排空，而是用于快速填充第一活塞腔。同样符合本发明的是，相应变化的安排并非用于阀的快速打开，而是用于阀的快速关闭。

在一种实施方式中，第一控制管路连接在液压阻和液力机械之间。在此，液压阻即安排在液力机械和第一活塞腔之间。该实施方式优选地选择用于这样的执行驱动装置，在其中液力机械仅具有一个密封的连接。液压阻在此也作为降低压力的装置起作用。

在一种实施方式中，第一控制管路连接在液力机械(50)和第一活塞腔(220)之间。该实施方式优选地选择用于这样的执行驱动装置，在其中液力机械具有两个密封的连接。

在一种实施方式中，液压阻为孔板阀。孔板阀是一种在液压系统中得到成熟运用的、坚固的、操作简单的构件。它可以各种实施方式提供，并且可非常好地与需求匹配，尤其可因而真正准确地确定预定义的体积流量，该体积流量触发阀的开关。在某些实施方式中，孔板阀也可构造为可变的。

在一种实施方式中，液压阻集成在液力机械中。这尤其能够实现执行驱动装置的特别紧凑的结构样式。在一些实施方式中，液压阻可已经通过液力机械的结构样式来实现，例如当实现内阻时，从而无需附加构件。

在一种实施方式中，凹部为贮液器。这能够使得执行驱动器成本低廉地实现。

在一种实施方式中，贮液器承受预应力并且尤其地实施为蓄压器。这确保了执行驱动装置的特别紧凑的实施方式并且在填充第一活塞腔时节省能量。

在一种实施方式中，凹部是缸体的第二活塞腔，其中缸体是同步缸。同步缸在此不必具有第一与第二活塞腔的精确的1:1的比例。在一种实施方式中也可行的是，同步缸与贮液器和/或蓄压器组合。

在一种实施方式中，阀是多路阀，其中第一位置“阻断”并且第二位置“流通”。例如阀可以实现为二位二通阀。

在一种实施方式中，阀具有横截面各不相同的多个位置。当执行驱动装置要实现复杂的控制装置，该控制装置例如快速地但尽管如此“软”地控制受控设备的液压进流或排流时，这是有利的。

在一种实施方式中，阀可以在液压流体的体积流量各不相同的多个位置之间无级切换。在此，“无级”也可意味着“非常小的级”。这也是一种实现复杂控制的有利的可能性。

在一种实施方式中，阀具有位置“阻断”作为静止位置，在静止位置，该阀尤其地通过弹簧来保持。由此，一方面极大程度阻止阀的意外的触发，例如意外的开启。此外，可以通过选择弹簧，尤其地与定义的孔板阀组合，准确设置阀的开关压力。

在一种实施方式中，缸体此外具有蓄能器和/或与蓄能器相连。蓄能器可以例如是弹簧。该弹簧可以安排在第二活塞腔中或第一活塞腔前。利用如此的蓄能器，将明显提升执行驱动装置的反应速度。

在一种实施方式中，副管路(110,120)中安排有另一个液压阻，尤其孔板阀。这确保了定义的最大的体积流量，当液压液体从第一活塞腔中快速排出时，也就是说尤其地当阀，至少针对某些实施方式，处于第二位置“流通”时。

在一种实施方式中，与液压阻平行地安排有止回阀。从而能够更快速地填充第一活塞腔，因为填充量不再仅通过液压阻限制。

在一种实施方式中，与泵平行地安排有另一个止回阀。由此，当阀如此大幅度地打开，使得很大一部分液压流体流过副管路并且因此液力机械可能仅不足地被供给液压流体时，避免液力机械的空穴现象。

在一种实施方式中，缸体此外在第一活塞腔中具有终端位置阻尼。对此优选地使用坚固的弹性材料。当蓄能器实施为弹簧时，这是尤其有利的。在这样的情况下，缸体的活塞可非常剧烈地撞上缸体的内壁并且因而，至少是中期地，造成缸体损坏。这通过终端位置阻尼加以避免。

根据本发明的系统装配有如上所述的电静液压驱动装置。在此，缸体，至少针对某些实施方式，控制过程阀，例如用于蒸汽阀或压铸活塞。

根据本发明的系统或电静液压驱动装置用于蒸汽涡轮机、燃气涡轮机、压铸机或塑料注塑机。

下面将参照不同的实施方式来阐述本发明，其中应指出，通过该实例，针对技术人员可直接得出的变型及增补也囊括在内。此外，该优选实施例并不限制本发明的形式，因此各种修改及增补也属于本发明的范畴。

附图说明

图1示出根据本发明的执行驱动装置的图解；

图2示出根据本发明的执行驱动装置的另一种实施方式；

图3示出根据本发明的执行驱动装置的另一种变型。

具体实施方式

图1示出缸体200，该缸体的活塞杆230在端部具有执行器，即塞子290，如其尤其地用于蒸汽涡轮机、燃气涡轮机、压铸机或塑料注塑机。塞子290控制上述设备之一中的管路或者通道420的开启，该管路或通道由另一管路或通道410分出支线。在一些运行模式中，通往通道420的开口非常快地关闭。在所示的实施方式中，这通过第一活塞腔220非常快地排空和弹簧250非常快地松弛来发生。弹簧250在该实施方式中安排在第二活塞腔240之内。弹簧250作为蓄能器起作用。第二活塞腔240可以是打开的。如果要非常快地排空第一活塞腔220，则液力机械或泵50首先经过压力管路130(共同使用压力管路110的一部分)和160从第一活塞腔220中泵出液压流体。二位二通阀100在此首先处于位置“阻断”。这是阀100的静止位置并在该实施方式中通过阀弹簧108来确保。体积流量，该体积流量由此在压力管路130中产生，引起孔板阀180的第一和第二面之间的压差，也就是说，在孔板阀180的朝向第一活塞腔220方向上的一面产生更高的压力。所以在压力管路140中也产生更高的压力，该压力管路控制执行器102。压力在此与泵50产生的体积流量成比例。当泵50超过预定义的体积流量时，管路140中的压力因而如此高，即克服阀弹簧108的力并且执行器102将阀100切换到位置“流通”。这开启了副管路110和120，这些副管路具有比起压力管路130和160明显更高的内径。由此液压流体能够非常快地从第一活塞腔220中流出。在该实施方式中，液压流体流进贮液器190，该贮液器可规划为压力腔。封闭的系统能够优选地实现非常紧凑的结构形式并且需要比现有技术明显更低的液压流体的体积。

阀100要么通过阀弹簧108封闭，当体积流量低于预定义的标准时。阀100要么借助于液力机械50封闭，当液力机械50将液压流体从贮液器190中泵出，经过管路160和130，泵入第一活塞腔220时。由此在执行器104上产生更高的压力，该执行器将阀100切换到位置“阻断”。泵50优选地实现为由电动机60驱动的容积和/或转速可变的液力机械50。

图2示出根据本发明的执行驱动装置的另一种实施方式。基本功能在此和针对图1所阐述的相同。相同的附图标记也代表着和图1一样的元素。但是图2具有别的元素，这些元素针对特定的应用场景是有利的。即图2示出压力管路330，该压力管路将贮液器190和第二泵连接52与第二活塞腔240连接起来。在某些实施方式中，在此可以放弃弹簧250。该变型具有这样的优点，即贮液器190能够构造得更小，因为第二活塞腔240能够容纳从第一活塞腔220中流出的液压流体的一部分。

此外，图2示出压力管路310中的止回阀360，当第一活塞腔220被填充液压流体时，该止回阀开启。止回阀360与孔板阀180平行地安排。利用止回阀360即绕开了孔板阀180，从而使得第一活塞腔220的更快的填充成为可能。

图2此外示出止回阀370，该止回阀与液力机械50平行地安排。当第一活塞腔220排空时，止回阀370开启。由于在此很大一部分液压流体流过管路110和120，泵50可具有不足的液压流体供应。在一些类型的泵中，这可能导致泵的损坏。为了避免此情况，将液压流体经过止回阀370从管路120引导至泵50。

在图2中，在管路120中安排有孔板阀170。将孔板阀170安排在管路110中，优选地以液压方式安排在阀100的附近，也是可行的。由此，流过管路110和120的最大体积流量并非通过这些管路的横截面来确定，而是能够基本上更精确地通过孔板阀170的尺寸设计来确定。

在缸体200中，在第一活塞腔220中，在与弹簧250相对的端部的区域内，安排有终端位置阻尼270。如果蓄能器和该实施方式中一样实施为弹簧250，缸体的活塞可非常剧烈地撞上缸体的内壁并且因而，至少是中期地，造成缸体损坏。这利用示出的终端位置阻尼270加以避免。

图3示出根据本发明的执行驱动装置的另一种变型。和图1一样，阀100具有静止位置“阻断”。如果第一活塞腔220排空，那么从预定义的体积流量起，在管路150中在孔板阀180前形成压力，该压力如此高，使得克服阀弹簧108的力并且执行器104将阀100切换到位置“流通”。

附图标记列表

10液压系统

50液力机械，泵

51第一泵连接

52第二泵连接

60电机

100阀，二位二通阀

102第一阀执行器

104第二阀执行器

108阀弹簧

110，120压力管路，副管路

130，160压力管路，主管路

140，150压力管路，控制管路

170其他孔板阀

180孔板阀

190贮液器

200缸体

210缸体的活塞

220第一活塞腔

230活塞杆

240第二活塞腔

250弹簧

270终端位置阻尼

290塞子

310压力管路

320压力管路

330压力管路

360止回阀

370止回阀

410，420受控设备的管路、通道

Claims (19)

1.用于执行驱动装置的电静液压驱动装置(10)，带有

由电动机(60)驱动的容积和/或转速可变的液力机械(50)，用于提供液压流体的体积流量，

缸体(200)，带活塞(210)、活塞杆(230)和第一活塞腔(220)，

带第一位置和第二位置的阀(100)，所述阀可由第一液压执行器移动到所述第一位置并且由第二液压执行器移动到所述第二位置，其中所述第二位置控制比所述第一位置更大的所述液压流体的体积流量，

凹部，

主管路(130,160)，所述主管路将所述缸体(200)的第一活塞腔(220)与所述凹部连接起来并且在其中安排有所述液力机械(50)，

副管路(110,120)，所述副管路将所述第一活塞腔(220)与所述凹部连接起来并且在其中安排有所述阀(100)，

通向所述第一液压执行器的第一控制管路(140)，和

通向所述第二液压执行器的第二控制管路(150)，

其特征在于，

在所述主管路(130,160)中与所述液力机械(50)串联地安排有液压阻(180)，

所述第一控制管路(140)连接至所述主管路(130,160)，并且

所述第二控制管路(150)连接在所述液压阻(180)和所述第一活塞腔(220)之间。

2.根据权利要求1所述的电静液压驱动装置(10)，其特征在于，所述第一控制管路(140)连接在所述液压阻(180)和所述液力机械(50)之间。

3.根据权利要求1所述的电静液压驱动装置(10)，其特征在于，所述第一控制管路(140)连接在所述液力机械(50)和所述第一活塞腔(220)之间。

4.根据权利要求1至3所述的电静液压驱动装置(10)，其特征在于，所述液压阻(180)是孔板阀。

5.根据权利要求1至4所述的电静液压驱动装置(10)，其特征在于，

所述凹部是贮液器(190)。

6.根据权利要求5所述的电静液压驱动装置(10)，其特征在于，

所述贮液器(190)承受预应力并且尤其地实施为蓄压器。

7.根据权利要求1至4所述的电静液压驱动装置(10)，其特征在于，

所述凹部是所述缸体(200)的所述第二活塞腔(240)，其中所述缸体(200)是同步缸。

8.根据前述权利要求之一所述的电静液压驱动装置(10)，其特征在于，

所述阀(100)是多路阀，其中所述第一位置“阻断”并且所述第二位置“流通”。

9.根据权利要求1至7所述的电静液压驱动装置(10)，其特征在于，

所述阀(100)具有横截面各不相同的多个位置。

10.根据权利要求1至7所述的电静液压驱动装置(10)，其特征在于，

所述阀(100)可以在所述液压流体的体积流量各不相同的多个位置之间无级切换。

11.根据前述权利要求之一所述的电静液压驱动装置(10)，其特征在于，

所述阀(100)具有所述第一位置“阻断”作为静止位置，在所述静止位置，所述阀尤其地通过弹簧保持。

12.根据前述权利要求之一所述的电静液压驱动装置(10)，其特征在于，

所述缸体(200)此外具有蓄能器(250)。

13.根据权利要求12所述的电静液压驱动装置(10)，其特征在于，

所述蓄能器(250)是弹簧，所述弹簧安排在所述第二活塞腔(230)中或所述第一活塞腔(240)前。

14.根据前述权利要求之一所述的电静液压驱动装置(10)，其特征在于，

在所述副管路(110,120)中安排有另一孔板阀(170)。

15.根据前述权利要求之一所述的电静液压驱动装置(10)，其特征在于，

与所述液压阻(180)平行地安排有止回阀(360)。

16.根据前述权利要求之一所述的电静液压驱动装置(10)，其特征在于，

与所述泵(50)平行地安排有另一止回阀(370)。

17.根据前述权利要求之一所述的电静液压驱动装置(10)，其特征在于，

所述缸体(200)此外具有在所述第一活塞腔(220)中的终端位置阻尼(270)。

18.带有根据前述权利要求之一所述的电静液压驱动装置(10)的系统，其特征在于，

所述缸体(200)控制过程阀(290)。

19.根据前述权利要求之一所述的系统或电静液压驱动装置(10)针对蒸汽涡轮机、燃气涡轮机、压铸机或塑料压铸机的应用。

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