專利名稱：用于受比例壓力控制信號(hào)控制的液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種權(quán)利要求1前序部分所述的液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置。
公知的用于慣用的液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置裝有制造費(fèi)用高的動(dòng)圈，另外其機(jī)械部件包括在其控制裝置中，制造比較困難且費(fèi)用高。用于驅(qū)動(dòng)控制閥的伺服驅(qū)動(dòng)裝置具有一主活塞，通過其控制閥例如來控制輸入到電站設(shè)備中的渦輪機(jī)的蒸汽，其主活塞一方面要加彈簧力，另一方面要加壓力油，在油壓降低時(shí)其彈簧力確保關(guān)閉其控制閥，從而阻斷供汽，當(dāng)油壓一下降低時(shí)要確保汽輪機(jī)不失控，對(duì)主活塞起作用的并通過其活塞驅(qū)動(dòng)控制閥的驅(qū)動(dòng)腔中的油壓用一個(gè)簡(jiǎn)單的電液換向閥來控制。在控制閥向打開方向運(yùn)動(dòng)時(shí)壓力油輸入該驅(qū)動(dòng)腔，由于運(yùn)動(dòng)的比較慢，較小的橫截面對(duì)其油的輸入是足夠的，控制閥的關(guān)閉運(yùn)動(dòng)至少要通過十倍高的速度來完成，從而比較快的排空驅(qū)動(dòng)腔。然而使供油通過的小截面不能完成其排空，從而設(shè)置一流出放大裝置是有意義的，其放大裝置在非控制后打開用于排油的較大的截面。
此外結(jié)果表明，由于渦輪機(jī)功率的增大必須增大或增強(qiáng)控制閥以及驅(qū)動(dòng)它的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，伺服驅(qū)動(dòng)裝置相應(yīng)比例的擴(kuò)大量導(dǎo)致了可采用用于驅(qū)動(dòng)的較大的壓力油量，而通過商業(yè)上用的閥來控制這樣大的油量還是很困難的，此外它還要使用較大動(dòng)力量的伺服驅(qū)動(dòng)裝置。
EP-A-0430089文件中公開了一種用于驅(qū)動(dòng)控制閥的液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置，一控制回路根據(jù)由置于其上的輸入技術(shù)設(shè)備給定的額定值來調(diào)整伺服驅(qū)動(dòng)裝置，在該情況下把片閥作為流出放大裝置，它把驅(qū)動(dòng)腔中的油很快地排出，片閥的板上至少具有一通孔，它能使同一彈簧室中的壓力油和伺服驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)腔中的油互相作用。
這種調(diào)節(jié)必須在完全穩(wěn)定的操作狀態(tài)下工作才能滿足操作可靠和動(dòng)力的要求。這種慣用類型的滿足要求的用于液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置需要較高的費(fèi)用。
本發(fā)明做出了補(bǔ)救，本發(fā)明主權(quán)利要求的特征完成了其目的，即所提供的受比例壓力控制信號(hào)控制的液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置制造簡(jiǎn)單且價(jià)廉。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)實(shí)際上在于，除了改善了用于液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)考慮了不影響其操作可靠性和動(dòng)力。
特別有益的效果是這樣產(chǎn)生的，用于液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置受電信號(hào)放大器比例壓力控制信號(hào)的控制，至少具有一個(gè)與液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置串聯(lián)的電液換向閥，在電液換向閥和伺服驅(qū)動(dòng)裝置之間設(shè)置液壓流出放大裝置，其改進(jìn)是，在伺服驅(qū)動(dòng)裝置和液壓流出放大裝置之間插接一起換向閥作用的活塞缸結(jié)構(gòu)。
更有益的結(jié)果是這樣產(chǎn)生的，在控制裝置中，其活塞缸結(jié)構(gòu)與用作流出放大裝置的第一片閥組合成一共同的組件。
控制裝置另一特別節(jié)省空間的實(shí)施例是，被理解為保護(hù)油回路一部分的第二片閥與活塞缸結(jié)構(gòu)和第一片閥組合成一共同的組件。
結(jié)果表明有益于簡(jiǎn)化制造控制裝置的是，具有板和給其板加載的位于彈簧室中的彈簧的片閥設(shè)置在活塞缸結(jié)構(gòu)的帶有開口的活塞中。
結(jié)果表明有益于安全的控制裝置的結(jié)構(gòu)是，第一片閥的彈簧室連續(xù)地通過一適合的遮擋板與油的排出口連通。
本發(fā)明另一些結(jié)構(gòu)是從屬權(quán)利要求的主題。
下面參照附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點(diǎn)做進(jìn)一步描述。


圖1示出了本發(fā)明在正常操作時(shí)液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置的第一實(shí)施例，圖2示出了本發(fā)明在非控制狀態(tài)液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置的第一實(shí)施例。
圖3示出了本發(fā)明在中間位置液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置的第一實(shí)施例。
圖4示出了本發(fā)明在正常操作時(shí)液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置的第二實(shí)施例，圖5示出了本發(fā)明在非控制位置液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置的第二實(shí)施例，在所有附圖中，相同作用的元件具有相同的標(biāo)號(hào)，與本發(fā)明無直接關(guān)系的元件沒有示出，此外省去了一些比較清楚的圖邊。
圖1示出了示意性的控制裝置1，它用于受比例壓力控制信號(hào)控制的液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置2，而在此只示出了一個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)裝置2，通常其控制裝置1總要同時(shí)控制若干個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)裝置2。伺服驅(qū)動(dòng)裝置2通過管路3液壓地與活塞缸結(jié)構(gòu)4連接，該活塞缸結(jié)構(gòu)4具有一活塞5，它在油壓用下抵抗彈簧8的力在止擋6、7之間運(yùn)動(dòng)，活塞5在缸11中滑動(dòng)，帶有密封(未示出)的兩個(gè)導(dǎo)向裝置9、10附設(shè)在其缸中，此外該缸11具有一緩沖腔12，它借助通孔13與活塞5另一側(cè)的彈簧室14連通，緩沖腔12和彈簧室14通過一具有比較大的橫截面的管路15與油的排出口(未示出)連通。緩沖腔12和彈簧室14在正常工作時(shí)不充滿油。在緩沖腔12中設(shè)置有一與活塞5連接的位置信號(hào)器16。
兩個(gè)導(dǎo)向裝置9、10或其密封把高壓通道17與緩沖腔12隔離，管路3通入高壓通道17，穿過遮擋板18把壓力油輸入高壓通道17，所述遮擋板具有一穿過片閥20的板片19的通孔。通常結(jié)構(gòu)形式的片閥20在其關(guān)閉狀態(tài)把高壓通道17與緩沖腔12隔開。彈簧21把板片19壓向密封座。片閥20中的板19是這樣導(dǎo)向的，即，同時(shí)消除傾斜或夾持。彈簧21設(shè)置在充滿壓力油的彈簧22腔中，壓力油通過管路23a和管路23b而輸入，管路23a通入一電液換向閥24，管路23b把離開電液換向閥24的壓力油導(dǎo)入彈簧腔22。用于把壓力油經(jīng)管路23a輸入的泵裝置以及在該區(qū)域內(nèi)可能有的蓄能器和壓力監(jiān)控器在此未示出。管路25從電液換向閥24通入緩沖腔12，而在電液換向閥24的該位置，管路25是被阻斷的。彈簧室22通過一裝有一遮擋板26的管路27與管路25連通。箭頭38給出了壓力油流入管路23a的液向，箭頭39給出了壓力油通過管路3輸入伺服驅(qū)動(dòng)裝置2的流向，箭頭40給出了油通過管路15流向排出口的流向。
彈簧室22通過另一片閥28與管路29連通，該管路屬于設(shè)備的保護(hù)油回路，在保護(hù)油回路壓力降低時(shí)打開其片閥28，彈簧室22中的壓力降低使得彈簧室14的壓力降低，由此片閥20也打開，其結(jié)果是伺服驅(qū)動(dòng)裝置很快地進(jìn)入切斷位置，在彈簧室14中和緩沖腔12中排出的油很快地通過管路15排出，從而活塞5的運(yùn)動(dòng)可以不受到油的作用。
電液換向閥24例如可以是一個(gè)用于位置調(diào)節(jié)比例閥30，如圖1所示，比例閥30例如可包括對(duì)閥活塞進(jìn)行電驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈和對(duì)閥塞進(jìn)行機(jī)械驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)彈簧。比例閥30可以具有三個(gè)操作位置，其中圖1示出了用于正常操作的驅(qū)動(dòng)線圈被勵(lì)磁的第一位置，圖2示出了用于非控制的第二位置，圖3示出了第三位置，如果正好不需要伺服驅(qū)動(dòng)裝置2的位置校正或沒有驅(qū)動(dòng)電壓，彈簧使閥活塞處于中位。在圖1所示的操作位置，所使用的比例閥30的密封棱控制了通過管路23a和23b的壓力油的流量。比例閥30裝有一位置信號(hào)器31，如用作用線32表示的其位移信號(hào)輸入放大器33后可作進(jìn)一步處理。起始于放大器33的作用線34和35表示用于比例閥30驅(qū)動(dòng)線圈的電線，此外放大器33通過作用線36與活塞缸結(jié)構(gòu)4的位置信號(hào)器16連接，以便在那產(chǎn)生的位移信號(hào)也輸入放大器33作進(jìn)一步處理。另一作用線37把放大器33和置于其上的輸入技術(shù)設(shè)備連接起來。放大器33可以理解為單純的放大器，但放大器33通常被證明是很有意義的，它本身已確定作為可起調(diào)節(jié)器作用的元件，從而得到特別快的信號(hào)處理并由此獲得高動(dòng)力的控制裝置1。而由位置信號(hào)器16產(chǎn)生的測(cè)量信號(hào)與置于其上的輸入技術(shù)設(shè)備中的給定額定值聯(lián)系起來。
在圖2中比例閥30處于非控制操作位置，其中輸入管路23a通過比例閥30被阻斷，管路23b與管路25連通，彈簧室22中的油可以流到排出口，由于彈簧室22的壓力下降，片閥20打開，高壓通道17中的油(用箭頭41表示)很快地排到緩沖腔12中并可以進(jìn)一步通過具有大截面的管路15流到排出口，進(jìn)一步的結(jié)果是，通過彈簧8相對(duì)止擋6向左壓動(dòng)活塞5，伺服驅(qū)動(dòng)裝置2的驅(qū)動(dòng)腔中的油(用箭頭42表示)同時(shí)通過管路3排到高壓通道17并由此處進(jìn)一步流到排出口。
在圖3中比例閥30處于沒有操作電壓的驅(qū)動(dòng)位置，由彈簧確定了閥的所示位置，輸入管路23a以及管路23b被比例閥30阻斷。圖3表示剛剛撤去驅(qū)動(dòng)電壓的一瞬間，其根據(jù)是在該瞬間保護(hù)油回路還沒有作出反應(yīng)。彈簧室22加入了壓力油，其壓力由于管路23b被阻斷沒有減壓，使得在撤掉驅(qū)動(dòng)電壓之前已占據(jù)的位置中伺服驅(qū)動(dòng)裝置2被阻斷。由于安全的原因，伺服驅(qū)動(dòng)裝置2的此類阻斷是不充許的，因?yàn)闇u輪機(jī)此時(shí)不會(huì)停機(jī)，渦輪機(jī)的輸入閥借助伺服驅(qū)動(dòng)裝置2被控制。管路27裝有一起持續(xù)作用的遮擋板26，借助它來避免此類最極端的操作狀態(tài)。通過遮擋板26持續(xù)地流出少量的油，其中在正常操作時(shí)，所述量的油通過由管路23b補(bǔ)償?shù)膲毫τ投a(bǔ)償，而在上述操作狀態(tài)下流出的油量足以在所需要的期間內(nèi)減低彈簧室22的壓力，貫穿板19的遮擋板18同時(shí)減低了高壓通道17的壓力，并因此也減低了伺服驅(qū)動(dòng)裝置2的壓力，通過壓力的建立直接形成了伺服驅(qū)動(dòng)裝置給定的切斷位置，因此可以足夠快地保險(xiǎn)地消除未給定的操作狀態(tài)，一般在此情形下保護(hù)油回路也會(huì)作反應(yīng)并考慮了彈簧室22的壓力。因此特別有益的冗余信息正存于保護(hù)裝置中。
圖4與圖1近似，它示出了用于受比例壓力控制信號(hào)控制的液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置2的示意性控制裝置1，伺服驅(qū)動(dòng)裝置2通過管路3液壓地與活塞缸結(jié)構(gòu)4連接，該活塞缸結(jié)構(gòu)4具有一活塞5，它受油壓驅(qū)動(dòng)在兩止擋6、7之間抵抗彈簧8的彈簧力而運(yùn)動(dòng)，活塞5在缸11中滑動(dòng)，帶有密封(未示出)的三個(gè)導(dǎo)向裝置9、10和43附設(shè)在該缸中，此外缸11具有一緩沖腔12，該緩沖腔12通過一具有較大橫截面的管路15與油的排出口(未示出)連通，其緩沖腔12一般不充滿油，在緩沖腔12中設(shè)置一與活塞5連接的位置信號(hào)裝置16。
三個(gè)導(dǎo)向裝置9、10和43或其上的密封把高壓通道17與高壓通道45隔開并相對(duì)緩沖腔12隔離。管路3通入高壓通道17，管路23b通入高壓通道45，壓力油通過遮擋板上的孔46輸入具有較大橫截面的通道50，所述孔46穿過片閥44的板47而設(shè)置。通道50與高壓通道17連通，在關(guān)閉位置設(shè)置在活塞5內(nèi)的片閥44把高壓通道17與緩沖腔12隔離，并把高壓通道17和通道50與緩沖腔12隔開，彈簧21把板47壓到密封座上片閥44中的板這樣導(dǎo)向，即消除傾斜或夾緊。彈簧21設(shè)置在充滿壓力油的位于活塞5內(nèi)的彈簧室22中，壓力油通過管路23a和管路23b輸入，其管路23a通入一電液換向閥24，管路23b把離開電液換向閥24的壓力油輸入高壓通道45，油從高壓通道45通過活塞5壁上的開口48到達(dá)彈簧室22，用于把壓力油經(jīng)管路23a輸入的泵裝置以及該區(qū)域可能有的蓄能器和壓力監(jiān)控器在此未示出，管路25從電液換向閥24通入緩沖腔12，而在電液換向閥24的該位置管路25是被阻斷的。
彈簧室22持續(xù)地通過一遮擋板49與緩沖腔12連通并通過其緩沖腔與管路5連通，所述遮擋板49設(shè)置在活塞5的基底并有一精孔。在操作時(shí)對(duì)遮擋板49的作用與圖3所示的所述遮擋板26的作用完全相同。在圖4中，箭頭38給出了壓力油流入管路23a的流向，箭頭39給出了壓力油通過管路3輸入伺服驅(qū)動(dòng)裝置2的流向，箭頭40給出了油通過管路15流向排出口的流向。
此外，彈簧室22通過開口48和另一片閥28與管路29連接，管路29屬于設(shè)備的保護(hù)油回路，在保護(hù)油回路壓力降低時(shí)片閥28打開，彈簧室22中的壓力通過開口48降低了緩沖腔12的壓力，由此片閥44打開，結(jié)果是伺服驅(qū)動(dòng)裝置2很快地進(jìn)入切斷位置。
電液換向閥24同樣可以是用于位置調(diào)節(jié)的一比例閥30，如圖1所示出的。比例閥30例如包括兩個(gè)對(duì)閥活塞進(jìn)行電驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)線圈和兩個(gè)對(duì)閥活塞進(jìn)行機(jī)械驅(qū)動(dòng)的彈簧，如上所述它可以具有三個(gè)操作位置。在圖4所示的操作位置，所使用的比例閥30的密封棱控制了通過管路23a和23b壓力油的流量。比例閥30裝有一位置信號(hào)器31，由作用線32表示的位移信號(hào)輸入放大器33作進(jìn)一步處理，起始于放大器33的作用線34和35表示比例閥30驅(qū)動(dòng)線圈所用的電線，此外放大器33通過作用線36與活塞缸結(jié)構(gòu)4的位置信號(hào)器16連接，以便在那產(chǎn)生的位移信號(hào)也輸入放大器33作進(jìn)一步處理，另一作用線37把放大器33和置于其上的輸入技術(shù)設(shè)備連接起來。放大器33可以理解為單純的放大器，但放大器33通常被證明是很有意義的，它本身已確定作為起調(diào)節(jié)作用的元件，從而得到特別快的信號(hào)處理并由此獲得高動(dòng)力的控制裝置1。
在圖5中比例閥30處于非控制操作位置，其中輸入管路23a被比例閥30阻斷，管路23b與管路25連通，彈簧室22中的油可以流出排出口，由于彈簧室22的壓力下降，片閥44打開，以使高壓通道17的油(如用箭頭41表示)通過通道50流到緩沖腔12并進(jìn)一步通過管路15流出排出口，其進(jìn)一步的結(jié)果是，活塞5通過彈簧8相對(duì)止檔7被向右壓動(dòng)，伺服驅(qū)動(dòng)裝置2驅(qū)動(dòng)腔中的油(用箭頭42表示)同時(shí)通過管路3流到高壓通道17并由此進(jìn)一步流到排出口，以使伺服驅(qū)動(dòng)裝置很快地進(jìn)入切斷裝置。
為了進(jìn)一步解釋其作用方式仔細(xì)看一下附圖，圖1中包括壓力油的體積流通過電液換向閥控制，該體積流通過起換向閥作用的活塞缸結(jié)構(gòu)4轉(zhuǎn)換成壓力信號(hào)，該壓力信號(hào)在高壓通道17中起作用并使活塞5在圖示位置抵抗彈簧8的力。與活塞5連接的位置信號(hào)器16向一調(diào)節(jié)器傳送活塞5的位置，調(diào)節(jié)器把其位置與由置于其上的輸入技術(shù)設(shè)備給定的額定值相比較并通過放大器33和電液換向閥24促使必要的修正，每一次修正改變了通過電液換向閥24的體積流并在活塞缸結(jié)構(gòu)4中轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的壓力，在高壓通道17中起作用的壓力對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)裝置2或若干個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生作用并確定其沖程。如果伺服驅(qū)動(dòng)裝置2再打開由它驅(qū)動(dòng)的用于渦輪機(jī)的輸入閥，其壓力可以提高，為此目的可以改變比例閥30驅(qū)動(dòng)線圈的勵(lì)磁，以便嚙合的控制棱為通過的油打開較大的橫截面。置于其上的輸入技術(shù)設(shè)備監(jiān)控了位置信號(hào)器16的位移信號(hào)并與其給定的額定值相比較，以便很快地辨認(rèn)出其已知值的可能的錯(cuò)誤偏差，而使得比例閥30的確定橫截面改變量適應(yīng)于確定的壓力改變速度并進(jìn)一步適應(yīng)于活塞5和伺服驅(qū)動(dòng)裝置2的確定運(yùn)行速度?；钊捉Y(jié)構(gòu)4起到了換向閥的作用。直接測(cè)量活塞5的位置并把測(cè)量信號(hào)與置于其上的輸入技術(shù)設(shè)備控制的調(diào)節(jié)過程聯(lián)系起來可靠地防止了在該區(qū)域的不穩(wěn)定性。此外圖4所示控裝置的經(jīng)濟(jì)性措施具有在此所述結(jié)構(gòu)的實(shí)質(zhì)性優(yōu)點(diǎn)。
1 控制裝置2 伺服驅(qū)動(dòng)裝置
3 管路4 活塞缸結(jié)構(gòu)5 活塞6、7 止檔8 彈簧9、10 導(dǎo)向裝置11 缸12 緩沖腔13 通孔14 彈簧室15 管路16 位置信號(hào)器17 高壓通道18 遮檔板19 板20 片閥21 彈簧22 彈簧室23a、23b 管路24 電液換向閥25 管路26 遮檔板27 管路28 片閥
29 管路30 比例閥31 位置信號(hào)器32 作用線33 放大器34、35 作用線36、37 作用線38、39、40 箭頭41、42、43、 箭頭44 片閥45 高壓通道46 孔47 板48 開口49 遮檔板50 通道
權(quán)利要求
1.用于至少一個(gè)液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置(2)的控制裝置，它受電信號(hào)放大器(33)的比例壓力控制信號(hào)控制，至少具有一個(gè)與液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置(2)串聯(lián)的電液換向閥(24)，在電液換向閥(24)和伺服驅(qū)動(dòng)裝置(2)之間設(shè)置的液壓流出放大裝置，其特征在于，在伺服驅(qū)動(dòng)裝置(2)和液壓流出放大裝置之間插接一起換向閥作用的活塞缸結(jié)構(gòu)(4)。
2.如權(quán)利要求1的控制裝置，其特征在于，活塞缸結(jié)構(gòu)(4)至少具有一個(gè)作用于活塞(5)上的彈簧(8)和活塞(5)裝有一位置信號(hào)器(16)。
3.如權(quán)利要求1或2的控制裝置，其特征在于，活塞缸結(jié)構(gòu)(4)與用作流出放大裝置的第一片閥(20、44)組合成一共同的組件。
4.如權(quán)利要求3的控制裝置，其特征在于，作為保護(hù)油回路一部分的第二片閥(28)與活塞缸結(jié)構(gòu)(4)和第一片閥(20、44)組合成一共同的組件。
5.如權(quán)利要求3的控制裝置，其特征在于，片閥(20)具有板(19)和給板(19)加載的位于彈簧室(22)中的彈簧(21)。
6.如權(quán)種要求3的控制裝置，其特征在于，具有板(47)和給板(47)加載的位于彈簧室(22)中的彈簧(21)的片閥(44)設(shè)置在活塞缸結(jié)構(gòu)(4)的帶有開口(48)的活塞(5)中。
7.如權(quán)利要求5或6之一的控制裝置，其特征在于，彈簧室(22)持續(xù)地通過遮檔板(26、49)與油的排出口連通。
全文摘要
用于液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置(2)的控制裝置，它受電信號(hào)放大器(33)的比例壓力控制信號(hào)控制，至少有個(gè)與液壓伺服驅(qū)動(dòng)裝置(2)串聯(lián)的電液換向閥(24)，在電液換向閥(24)和伺服驅(qū)動(dòng)裝置(2)之間設(shè)置液壓流出放大裝置。所提供的用于受比例壓力控制信號(hào)控制的伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置，制造簡(jiǎn)單且價(jià)廉。它是這樣實(shí)現(xiàn)的，在伺服驅(qū)動(dòng)裝置(2)和液壓流出放大裝置之間插接一起換向閥作用的活塞缸結(jié)構(gòu)(4)。
文檔編號(hào)F01D21/18GK1091500SQ9311986
公開日1994年8月31日 申請(qǐng)日期1993年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月28日
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