CN1170894A

CN1170894A - 控制装置

Info

Publication number: CN1170894A
Application number: CN96123435.0A
Authority: CN
Inventors: 韦·维特泽尔; 尼尔斯·斯文森
Original assignee: Ross Operating Valve Co
Current assignee: Ross Operating Valve Co
Priority date: 1996-07-15
Filing date: 1996-12-30
Publication date: 1998-01-21
Also published as: HUP9603407A2; CA2193930A1; AU7423596A; HU9603407D0; PL317697A1; BR9700021A; JP3159241B2; US5799561A; JPH1038131A

Abstract

一种用于控制和监视两个流体阀的控制装置,其中每个流体阀包括适用于由相关的控制信号激励的驱动装置,和可位移的阀元件,它被偏置于阻止流体通过阀门的第一位置,并可被所述驱动装置驱动到流体可以通过阀门的第二位置,可由第一阀门的可位移元件激励的第一开关,可由第二阀门的可位移元件激励的第二开关,其中每个开关被偏置于第一位置,当相关的阀门的可位移元件处于其第二位置时,每个开关可被驱动到第二位置。

Description

控制装置

本发明涉及一种用于控制和监视两个流体阀的控制装置，其中每个流体阀包括被相关的控制信号激励的驱动装置，以及可位移阀元件，它被偏置于第一位置，在此位置阻止流体通过阀门，并可被驱动装置驱动到第二位置，在此位置允许流体通过阀门，由第一阀门的可位移元件激励的第一开关，由第二阀门的可位移元件激励的第二开关，其中每个开关被偏置于第一位置，当相关阀门的可位移元件处于其第二位置时，每个开关被向第二位置驱动。

这种控制装置适用于保证驱动装置可被各自的控制信号驱动到并被保持在激励位置，只要两个控制信号在预定的时间间隔内被提供，然后并被保持。每个驱动装置包括可位移元件，它在所述驱动装置的非激励状态下，被偏置于第一非活动正常位置，当响应其有关的控制信号使驱动装置被激励时，则移动到第二活动位置。

这种驱动装置例如可以由压缩空气阀构成。

这种控制装置例如用于所谓的双联阀，用于控制机床例如偏心冲床的离合器或制动器的压缩空气供应。控制装置例如可被连接于控制压缩空气供应的双联装置。在这种情况下，操作者必须启动两个单独的基本上同时提供接触的控制信号。然后，前述的两个元件可以由阀门装置构成或连接于阀门装置上，所述阀门装置被激励时把压缩空气送入偏心冲床。双联阀一般也包括被两个阀门装置控制的排气阀。为了关闭排气阀，并使压缩空气通过阀门装置送入冲床的工作汽缸，需要两个阀门装置快速同时打开。

然而，本领域的技术人员应该理解，本发明的控制装置可被用于其他类型的磁控元件中。

为了更容易理解这种控制装置并看清其特点，在下面将参照所谓的双联阀进行说明，所述双联阀控制流入机床的高压液体，其中在维修时有伤人的危险，其中的双联阀由两个控制信号控制，这两个控制信号可借助于两个电开关建立，所述两个电开关必须用操作者的每个手同时启动，以便打开进入机床的压缩空气流。

有关规则和法规要求如此设计阀门装置，使得在阀门装置中的元件的误动作不会在机床中引起进一步的运动。控制系统也应该确保在阀门元件故障之后不会启动新的工作循环(冲压循环)。在阀门误动作的情况下，在做功循环期间(做功冲程)使机床停止的时间不应该使机床操作者受到危险。

众所周知，这些要求可以通过例如所谓的双联阀门向偏心冲床送入高压流体/压缩空气实现。这种双联阀是本领域熟知的。较早的双联阀的例子如由Ross Europa Gmbh，D-6070Langen，Germany，出售的阀门，注册商标Serpars^三通双联阀。

这种公知的双联阀/双阀包括两个阀门装置，它们在一般情况下是关闭的，并通过各自的电磁体响应加于其上的控制信号，其中的每一个移动到打开位置。这种阀门装置相对于供给用户的压缩空气是串联的。双阀一般也包括两个排气阀，在正常情况下是打开的，并随着所述阀门装置打开被阀门装置关闭。排气阀可以和吸气装置或排气装置并联。因此，阀门装置必须同时打开，以便阻止压缩空气被排入吸气装置。两个阀门装置的同时打开和关闭通过在它们相关的阀门元件分别已经开始打开或关闭时，检测在各个阀门装置中的空气压力监测。这使得两个空气压力相互比较，当检测压力基本相等并被同时提供时，使压缩空气经阀门装置通过。已知对于这一监视过程使用一个单一的汽缸，被活塞分成两个室，由一个相关的阀门装置对其提供压力。活塞的运动将对至少一个被遮断的电磁体产生电信号，借以阻止压缩空气输入机床。另一个已知的监视系统包括两个汽缸，它们被每个弹簧向一个端部位置偏置，并和每个阀门装置中的压力相关，使得活塞的位置给出阀门装置中的压力的指示，即该阀门装置已经开始打开。一个电子监视装置/逻辑用于确保当阀门装置的升压之间的时间差超过预定值时，利用两个向这端的被检测的压力控制的活塞运动的引导，防止电磁体保持阀门装置打开。

本领域中还知道一种类似的装置，其中包括电的压力控制多种开关，当各个阀门装置中的压力相应于供给压力时，所述开关从一个状态转换为另一个状态，这样，所述开关控制外部电磁监视装置。这种外部的电磁监视装置是昂贵的，并需要信号处理设备，并且还能引入不容易排除的其它故障源。

因而，本发明的目的是提供一种控制装置，它可以容易地被装在端子块上，不需信号处理监视逻辑，其中的实际的控制装置/端子块可以被方便地安装在例如要被所述装置控制的双联阀门上，因此，只有包括本发明的控制装置的信号线需要和装置相连。

一种用于控制和监视两个流体阀的控制装置，其中每个流体阀包括适用于由相关的控制信号激励的驱动装置，和可位移的阀元件，它被偏置于阻止流体通过阀门的第一位置，并可被所述驱动装置驱动到流体可以通过阀门的第二位置，可由第一阀门的可位移元件激励的第一开关，可由第二阀门的可位移元件激励的第二开关，其中每个开关被偏置于第一位置，当相关的阀门的可位移元件处于其第二位置时，每个开关可被驱动到第二位置，其特征在于，两个开关适用于在两个开关位置直接影响控制信号通路；开关的连接方式使得当所述第一控制信号的施加在从第二阀门的激励时间经过一预定时间之后发生时，由于第一阀门处于其第一位置，阻止对第一阀门施加第一控制信号，如果所述第二控制信号的施加发生在第一阀门被激励后经过一个预定时间之后，当在其第一位置时，阻止对第二阀门施加第二控制信号；并且，两个开关的连接方式使得，当两个开关同时处于其第一位置时，或同时处于其第二位置时，允许对各自的驱动装置施加每个控制信号。

现在参照实施例和附图更详细地说明本发明，其中

图1是本发明的控制装置用于简化的双联阀中，用于控制偏心冲床的由空气控制的离合和制动的示意的管路图；

图2说明现有的双联阀；

图3说明应用于图2所示的双联阀的本发明的控制装置，以及

图4说明按照本发明的空气压力控制装置。

图1中示出了压缩空气管路的入口端10，其出口端16把压缩空气送入机床，例如偏心冲床。在10、16两端之间是两个平行的支线11、12，每个包括相同的阀门71、72。阀门71、72正常时是关闭的，但是可以反抗弹簧的作用位移，使流体流入“与”功能装置15，当两个阀门71、72基本上同时打开时，使压缩空气送入和出口16相连的机床。所示的“与”功能装置是一种简化的表示，旨在帮助理解本发明的装置的工作方式。实际上，“与”功能装置15可以包括图2所示的阀门装置和气流离合器。

每个阀门71、72可通过其各自的电磁体61(v1)和62(v2)转换到其打开位置。

流体压力控制的电开关20(p1)通过线路13检测阀门71和阀门15之间的压力。开关20具有通过线路41和控制信号源S1相连的输入端1。开关20具有两个输出端2、4。当线路13中的压力克服开关20中的弹性力时，端1连接于输出端4。否则，端1连接于输出端2。所述开关的端4通过线路51连接于磁体61，并通过磁体的电磁线圈连接于线路44，线路44连接于线路43和负电位(信号源S1取正电位)。当线路13中的压力使开关20转向输出端4时，控制信号S1就激励电磁体61，使压缩空气通过线路11流入“与”功能装置15。

由上述可见，基本上，当线路13中的压力超过某一选定的压力限制时，开关便直接或间接地由其正常的非活动位置转换为激励位置。开关经常由将其偏向其正常位置的弹簧加载。

流体控制开关21(P2)通过线路14检测阀门72和“与”阀15之间的压力。开关21具有通过线路42和控制信号源S2相连的输入端1。开关21具有两个输出端2、4。当线路14中的压力克服开关20中的弹簧力时，输入端1连接于输出端4。否则，输入端1连接于输出端2。开关21的端4通过线路52连接于所述阀门(72〕的装置62(v)，并通过磁体电磁线圈连接于和线路43以及负电位或0-导体相连的线路45。这样当线路14中的压力使开关21转向输出端4时，控制信号S2就激励电磁体62，使压缩空气通过线路12流入“与”功能装置15。

开关20的端2通过线路53连接于线路52。开关21的输出端2通过线路54连接于线路51。这样，两个开关20、21的输出端2、4便永久地彼此交叉相连。

在两个开关20、21的情况下，只要磁体61、62还没有从其正常端位置移动，即只要阀门71、72还没有移动到其各自的打开端位置，输入端1就保持和其输出端2相连。当磁体61、62和阀门71、72被激励从而向其各自的另一端位置运动时，各个开关20、21的输入端1就和输出端4相连。

如图1的虚线部分所示，控制装置7这样工作，使得控制信号S1、S2必须被基本上同时地加上，以便使磁体61、62被驱动到其各自的激励端位置。当磁体61、62处于其激励端位置时，开关20、21被激励，从而分别接通磁体61、62并向其提供电流。不过，这转换假定磁体61、62(阀门71、72〕的惯性是如此之高，以致在对磁体的电流供应从一个控制信号到另一个控制信号的转换期间内，磁体没有足够的时间离开其激励端位置。因此，将阀门偏向其正常端位置的重置或复位装置(例如弹簧)在开关转换的期间内，便没有足够的时间驱动阀门离开其激励端位置。

在图1中，为简化起见磁体61、62假定直接驱动阀门71、72。不过，应该理解，在实际的实施例中，阀门71、72可按常规方式由导阀驱动。

控制装置7的一个重要优点在于，不需要监视逻辑检测阀门71、72(磁体61、62)的同时性。按说明的方式连接开关20、21就足够了。

显然，开关20、21不必通过流体线路13、14被压力控制。例如，开关20、21可通过磁体61、62(或阀门71、72)的运动被机械地控制。另外，这些装置的运动可以被电气地检测，以便控制开关20、21的转换。

还显然，磁体61、62不一定需要控制流体阀，也可以控制其它类型的控制装置，重要的是，磁体61、62向激励位置的运动响应对各个磁体基本上同时施加的控制信号S1、S2要基本上同时地发生。

图2是由Ross Europa GmbH，D-6070 Langen，Germany出售的双联阀或双阀的示意图。所示的阀是在leaflet RESK 256.1EO-4/9中说明的“Serpar^ cross flow double valve with pressure switches”.

所说明的电路已经增加了信号线路51、52，用于向控制阀71、72的磁体61、62提供控制信号。图2实施例的阀门71、72是正向串联的而沿排气孔30的方向是并联的。

图2中的“与”功能装置18基本相应于图1所示的“与”功能装置并包括两个阀元件，它们在图2中被装在阀门71、72内，当阀门71、72被激励到其激励端位置时，用于关闭向排气孔30的通路。当阀18同时关闭其各个排气部分时，压力没有时间下降到如此之低的程度，以致使开关20、21转换，引起双阀的关闭。

当来自线路10的压力被检测到时，即在所述装置已经开始打开并朝向排气孔30的通路已经由排气阀18阻断之后，供应压力。在阀门装置71、72中检测到时，开关20、21从其各个输出端4传输其输出信号。

按照本发明，本发明的控制装置7(见图1)通过连接电磁体v1、v2和开关P1、P2到各自的信号源S1、S2上，并在图3所示的端子块9上把磁体和开关连接在一起(其中序号1-17代表端口连接位置号)，可被装在已知的“双阀”上。指示灯L1，L2也可被连接于端子块9上，并且当开关P1，P2转到端4时使其发光。

保护二极管D1，D2可以用常规方式安装在端子块9上，分别和磁体V1，V2并联。

上述的把控制装置7装在端子块9上的优点在于，端子块可以容易地装在相应于图3的双阀上。控制装置，即端子块9的成本相对便宜，因此，可被装到双联阀上，并和所述的阀门装在一起。

这样，在上述的本发明的双联阀中，在下述情况下，控制装置将监视并进一步取消阀门动作，阻止重新启动(可以利用灯L1，L2指示故障的发生)：

-两个阀元件71、72之一处于打开或关闭的位置；

-两个开关之一处于激励或非激励状态；

-控制信号之一保留或被排除；

-控制信号的不同步大于设定值(例如大约50ms)；

-开关的不同步大于上述的值；以及，

-阀元件71、72的不同步大于上述的值。

作为图1-3所示的电气控制装置的改型，本发明的控制装置可以设计成气动装置或液压装置。

在图4中的和图3相同的部分用相同的标号表示。

由图4可以看出，控制信号通过各自的非激励开关20，21经线路53，54，首先到达阀门驱动装置62，61，使得阀门72由信号S1转换，阀门71由信号S2转换，从而允许空气通过。通过一个阀门的空气将转换其它开关21，20，使得压缩空气不再通过线路53，54，而通过各自的线路51，52，从而信号S1，S2激励各自的驱动装置61，62。可以看出，这些开关必须被基本上同时地转换，以便使阀门71，72能够保持打开。当开关20，或21转换时，阀门72，71中的一个应该能够关闭，这需要控制装置返回其正常状态，然后再基本上同时地信号S1和S2。

和图1-3所示的实施例相比，重要的是，图4所示的控制装置以这样的方式构成，使得开关直接影响控制信号，从而当两个开关处于其第一位置时，控制信号将被加于驱动装置使所述装置激励，当两个开关处于其第二位置时，控制信号仍然加于驱动装置上，并且，当开关在预定的时间间隔内处于相互不同的开关位置时，消除所施加的控制信号，从而使由所述信号控制的阀门返回其非活动位置。

在图4的实施例的情况下，阀门71，72在原理上可以考虑构成常规的所谓双阀的两个阀门部分。显然，本领域的技术人员应该理解，这种双阀可以是常规的结构，因而包括附加于图4所示的部件上的元件。

还应该理解，在本发明的范围内，可以作出和所述实施例不同的许多实施例。

本明的基本特点是，开关能够直接地影响控制信号通路，从而当控制信号相对于必须施加的两个信号的第一个的时间滞后过大时，阻止控制信号打开相关的阀门，此时，控制信号不再是基本同时发生的，因而要求控制装置在预定时间间隔内，重新试图施加两个控制信号之前，回到其开始位置。

在另一个实施例中，两个开关可以如此连接，使得当一个开关由于第二阀门的激励已经处于其第二位置时，它可以消除对第一阀门例如当第二开关被转换到其第二位置时施加的控制信号。

这样，一个开关用于首先引导第一控制信号到一个当被激励时把第二开关转换到第二位置的一个阀门。第二开关适用于首先引导在其第一位置的第二控制信号到第一阀门，借以使其转换到第二位置，并使第一开关转换到其第二位置。因此这两个开关相连，使得两个控制信号继续把阀门保持在其活动的第二端位置，只要开关向各自的第二位置转换之间的时间差小于预定的值。这预定值一般被规定为一个阀门从第二位置转换到第一位置所需的时间。

Claims

1.一种用于控制和监视两个流体阀的控制装置，其中每个流体阀包括适用于由相关的控制信号激励的驱动装置，和可位移的阀元件，它被偏置于阻止流体通过阀门的第一位置，并可被所述驱动装置驱动到流体可以通过阀门的第二位置，可由第一阀门的可位移元件激励的第一开关，可由第二阀门的可位移元件激励的第二开关，其中每个开关被偏置于第一位置，当相关的阀门的可位移元件处于其第二位置时，每个开关可被驱动到第二位置，其特征在于，两个开关(20，21)适用于在两个开关位置直接影响控制信号通路；开关(20，21)的连接方式使得当所述第一控制信号(S1)的施加在从第二阀门的激励时间经过一预定时间之后发生时，由于第一阀门处于其第一位置，阻止对第一阀门(20)施加第一控制信号，如果所述第二控制信号(S2)的施加发生在第一阀门被激励后经过一个预定时间之后，当在其第一位置时，阻止对第二阀门施加第二控制信号(S2)；并且，两个开关(20，21)的连接方式使得，当两个开关同时处于其第一位置时，或同时处于其第二位置时，允许对各自的驱动装置施加每个控制信号。

2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述时间间隔由阀门在其所述两个位置之间转换所用的时间确定。

3.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，第一开关适用于在其处于第一开关位置时，引导第一控制信号到第二阀门，从而使所述阀门处于其第二位置，并把第二开关转换到其第二位置；第二开关适用于在其第一位置时，引导第二控制信号到第一阀门，从而使所述阀门处于其第二位置，并把第一开关转换到其第二位置；第一开关适用于在其第二位置把第一控制信号引导到第一阀门；第二开关适用于在其第二开关位置把第二控制信号引导到第二阀门。

4.如权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述时间间隔基本上由阀门从其第二位置返回其第一位置所用的时间确定。

5.如权利要求1-4任何一个所述的控制装置，其特征在于，开关适用于被在各自阀门的输出端的流体压力转换。

6.如权利要求1-5任何一个所述的控制装置，其特征在于，所述的阀门一起形成双联阀。

7.如权利要求1-6任何一个所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置基本上是液压或气动控制装置。

8.如权利要求1-6任何一个所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置基本上是电气控制装置。

9.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，其中的开关之一适用于当其被激励时，首先引导第一控制信号到所述阀门之一，从而把另一开关转换到其第二位置；当处于其第一位置时，另一开关用于首先把第二控制信号引导到第一阀门，从而转换到其第二位置，并把第一开关转换到其第二位置；两个开关的连接方式使得，只要开关向其第二位置转换之间的时间差小于预定值，则允许两个控制信号连续地把两个阀门保持在其活动的第二位置上。

10.如权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述时间间隔由一个阀门从其第二活动位置到其第一位置所用的时间确定。