[發(fā)明專利]電動(dòng)氣動(dòng)閥

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910145803.5
• 申請(qǐng)日: 2009-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN101603555A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·克雷瑟;S·泰布蘭德爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: ABB技術(shù)股份公司
• 主分類號(hào): F15B13/044
• 分類號(hào): F15B13/044
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 趙 科

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于控制氣動(dòng)(pneumatisch)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)氣動(dòng)(elektropneumatisch)閥(Ventil)，該氣動(dòng)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置用于操縱自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備中的閥門(Armatur)。

背景技術(shù)

電動(dòng)氣動(dòng)閥用于控制調(diào)節(jié)或調(diào)整驅(qū)動(dòng)裝置以及對(duì)該裝置進(jìn)行位置調(diào)節(jié)，而且同樣地用于單作用的和雙作用的實(shí)施以及阻塞的和排氣的實(shí)施。

這種閥在原理上由EP1758007A1公開。根據(jù)該文獻(xiàn)，該閥至少由控制壓力調(diào)節(jié)器、氣動(dòng)放大器和電動(dòng)氣動(dòng)換能器(Wandler)組成，并包括供風(fēng)通道、排風(fēng)通道以及通向調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的連接通道。

在本說明書的范圍內(nèi)，氣動(dòng)放大器要理解為一種借助于氣動(dòng)輸入信號(hào)控制氣動(dòng)輸出信號(hào)的技術(shù)設(shè)備。

在此，從供風(fēng)通道向電動(dòng)氣動(dòng)換能器供給工作介質(zhì)(Betriebsmedium)。該工作介質(zhì)通常是壓縮氣體，但是其它任何流體介質(zhì)都是可行的。饋送給電動(dòng)氣動(dòng)換能器的工作介質(zhì)通常具有氣動(dòng)壓力，該氣動(dòng)壓力是調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置所需要的。為了內(nèi)部地控制氣動(dòng)放大器，從供風(fēng)通道吸取相同工作介質(zhì)的明顯更小的、盡可能恒定的控制壓力。為此，該介質(zhì)被饋送給控制壓力調(diào)節(jié)器，該控制壓力調(diào)節(jié)器將工作介質(zhì)的壓力減小到希望的控制壓力并調(diào)節(jié)為恒定值。利用減小到控制壓力的介質(zhì)來控制氣動(dòng)放大器。借助過濾器防止可能的雜質(zhì)進(jìn)入氣動(dòng)系統(tǒng)。

在向電動(dòng)氣動(dòng)閥供給以工作介質(zhì)作為氣動(dòng)載能體之后，借助于電能的饋送來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)氣動(dòng)閥的啟動(dòng)。為此，電動(dòng)氣動(dòng)閥配備有電動(dòng)氣動(dòng)換能器，該換能器被電控制并且操縱控制壓力以氣動(dòng)地控制氣動(dòng)放大器。

電動(dòng)氣動(dòng)換能器是一種根據(jù)電輸入信號(hào)有針對(duì)性地影響氣動(dòng)放大器的控制壓力回路的轉(zhuǎn)換器。借助該電動(dòng)氣動(dòng)換能器，可以控制氣動(dòng)放大器，使得在第一工作狀態(tài)，工作介質(zhì)被有針對(duì)性地從供風(fēng)通道引導(dǎo)至通向氣動(dòng)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的連接通道，或者在第二工作狀態(tài)，工作介質(zhì)被有針對(duì)性地從氣動(dòng)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置通過排風(fēng)通道引導(dǎo)至大氣中，或者在第三工作狀態(tài)，工作介質(zhì)被有針對(duì)性地封閉在調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置中以保持調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的當(dāng)前(momentan)位置。為此，氣動(dòng)放大器具有第一氣動(dòng)閥，用于將供風(fēng)通道與通向調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的連接通道連接，并且具有第二氣動(dòng)閥，用于將排風(fēng)通道與通向調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的連接通道連接。這種結(jié)構(gòu)按照規(guī)定被稱為具有密封介質(zhì)位置(Sperrmittelstellung)的3/3換向閥。

EP1758007A1還公開了為電動(dòng)氣動(dòng)換能器配備壓電彎曲換能器(Biegewandlern)，其中可以用很小的電能控制該彎曲換能器。很小的能量需求是對(duì)于在自動(dòng)化技術(shù)的雙線設(shè)備中使用的核心要求，該雙線設(shè)備通過其控制信號(hào)從4到20mA電流回路吸收其能量。

通過傳輸特征曲線來描述在電動(dòng)氣動(dòng)換能器處電單元中的電輸入信號(hào)與作為孔口截面或作為流量單位的通向調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的連接通道處的輸出信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。傳輸特征曲線通過3個(gè)特征區(qū)域表征，該傳輸特征曲線從排氣(Entlueften)區(qū)域出發(fā)經(jīng)過密封(Dichtschliessen)區(qū)域直到送風(fēng)(Belueften)區(qū)域。

密封區(qū)域描述電控制的這樣的區(qū)域，即在該區(qū)域中，電動(dòng)氣動(dòng)閥將位于通向調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的連接通道處的一側(cè)相對(duì)于所有可能的送風(fēng)和排氣路徑進(jìn)行密封。在送風(fēng)區(qū)域中，通過通向調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的連接通道進(jìn)行的空氣輸出以恒定斜率基本上與電控制信號(hào)成比例地進(jìn)行，一直到完整的空氣輸出信號(hào)。在排氣區(qū)域中，排氣側(cè)的空氣輸出信號(hào)以恒定斜率基本上與電控制信號(hào)成比例地進(jìn)行，一直到完整的排氣功率(Abluftleistung)。

從密封區(qū)域到排氣區(qū)域的過渡是排氣的開啟點(diǎn)(Oeffnungspunkt)，從密封區(qū)域到送風(fēng)區(qū)域的過渡是送風(fēng)的開啟點(diǎn)。對(duì)于在電動(dòng)氣動(dòng)位置調(diào)節(jié)器中使用電動(dòng)氣動(dòng)閥，送風(fēng)的開啟點(diǎn)和排氣的開啟點(diǎn)對(duì)于涉及所連接的調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的高調(diào)節(jié)品質(zhì)有著很大的意義。

高的調(diào)節(jié)品質(zhì)在這種電動(dòng)氣動(dòng)閥中受到正向行程特征曲線和回程特征曲線之間的滯后以及開啟點(diǎn)的漂移的阻礙。這種效應(yīng)在采用壓電技術(shù)的電動(dòng)氣動(dòng)換能器的情況下尤其對(duì)應(yīng)于壓電陶瓷，并且取決于環(huán)境影響，如壓電陶瓷的溫度和/或壓電陶瓷表面上的濕度/污染以及由此產(chǎn)生的泄漏電流。在此，尤其是具有壓電彎曲工具(Piezo-Biegern)的閥提供相應(yīng)的表面。對(duì)于磁感應(yīng)控制，出現(xiàn)類似形式的效應(yīng)。但是其它可能尤其通過容許的溫度范圍上的溫度循環(huán)而引起的影響，如所采用的材料的縱向膨脹(Laengendehnung)、整個(gè)結(jié)構(gòu)中和校準(zhǔn)裝置中的摩擦以及電動(dòng)氣動(dòng)換能器的機(jī)械置位特性(Setzverhalten)也是這種效應(yīng)的原因。