CN1769719A - 用于连续变化压缩空气压力的气动设备 - Google Patents

Abstract

用于连续改变供给诸气动致动器的压缩空气的压力的气动设备，该设备包括：适合于在入口中接纳一不调节的压力管道(7)和在出口中提供一调节压力的压力调节装置(2)；适合于驱动致动装置(3)的误差放大装置(4)，该致动装置又适合于致动所述压力调节装置(2)；以及适合检测所述压力调节装置(2)下游的压力值和将它反馈到所述误差放大装置(4)、用于所述压力调节装置(2)的闭环控制的压力传感器装置(5)。

Description

用于连续变化压缩空气压力的气动设备

技术领域

本发明涉及用于连续改变空气压力的气动设备。尤其，本发明涉及用于连续改变压缩空气压力的气动设备，以便对离开所述气动设备一距离的多个气动致动器供应压缩空气。

发明背景

如已知的那样，在许多情况中需要使用压缩空气，以便操作在自动型式的

机器内的诸致动器。通常借助于压力调节阀执行对这些致动器的机械动作的控制。

如果需要连续改变压力并是自动周期的一部分，那么通常使用电子控制的比例电动阀。

基本上，操作原理在于产生磁力，该磁力正比于在压力设定值和由内部设置的适当的传感器检测的输出压力之间的偏差，并被所选输出压力产生的和能够按需改变的返回力补偿。

通常商业上可获得的和许多制造商提供的这些元件具有立即的响应时间、有限的控制系统的滞后和高度灵敏性。

但是，如果要求连续改变压缩空气压力以便供应执行不同功能的和不同地分布在调节位置和致动器之间有显著距离的机器上的许多自动的致动器、例如八个以上的测量仪器，那么传统的方案是不能令人满意的。

由于压缩空气的高度可压缩性和通常通过塑料软管提供的系统的弹性，并带有对于总容积和对于传播时间的随后的连续变化，使用具有立即的响应时间的和其中在它们的内部、即在离开使用位置有显著距离处设置控制输出压力的压力传感器的电子控制的比例电动阀是有缺点的，这是由于在两个调节和使用位置中的实际压力之间的偏差。

为了防止这偏差干扰致动器的正确工作，需要通过引入在调节指令和致动器的指令之间的延迟时间等待系统稳定，该延迟时间对于各致动器必须靠经验确定，或通过逐渐地改变比例电动阀的设定值，以便确实两压力始终是相等的。

机器的操作周期的时间当然受上述现象和受随后衰减方式的负面影响。

关于减小这现象的另一方案在于显著地减小设置在比例电动阀内部的调节器的比例增益，但是由于调节系统的有限的灵敏度这实际上是不可行的。

发明内容

本发明宗旨是提供用于连续改变压缩空气压力、尤其用于驱动许多气动装置、允许用两个平行的调节回路实现压力调节的气动设备。

在这宗旨内，本发明的一目的是提供用于实现压缩空气压力的连续变化的气动设备，其中较小的压差比较大的压差能够被更强烈地阻尼。

本发明的另一目的是提供调节压力基本上没有偏差和振动的气动设备。

本发明的另一目的是提供高度可靠的、较简单的和成本上有竞争力的气动设备。

通过用于连续改变供应给诸气动致动器的压缩空气的压力的气动设备，实现了在下文中将变提更明显的该宗旨以及这些或其它目的，其中它包括适合于在入口中接纳一不调节的压力管道和在出口中提供调节压力的压力调节装置；适合于驱动致动装置的误差放大装置，该致动装置又适合于致动所述压力调节装置；以及适合于检测所述压力调节装置下游的压力值和将它反馈给所述误差放大装置、用于所述压力调节装置的闭环控制的压力传感装置。

附图简述

从以下在附图中以非限制性例子的方式示出的按照本发明的一较佳的、但不是唯一的实施例，本发明的进一步特征和优点将变得更明显。

图1示意地示出了按照本发明的设备。

具体实施方式

参照附图，总体上用标号1表示按照本发明的气动设备，该设备包括用于自动的机械的精确调节压力的、适合于在入口接受不调节的压力管道7和在出口提供调节压力、以及致动装置3与其连接的装置2，所述致动装置例如通过连接于压力调节装置2的设定杆6的电动机方便地构成。电动机3方便地例如是直流型的、带有两方向可变速度的、由误差放大装置4供应电源的电动机。还有电子压力传感器5，该传感器与该设备的其余部分分开，并因此能够按需位于机器的气动系统内和对误差放大装置4传送压力信号。

实际上压力传感器5是与误差放大装置4、电动机3和压力调节器2一起构成外反馈调节回路的压力传感器。

基本上，按照本发明的气动设备包括两个不同的调节回路：存在于调节器2内的并为内调节回路的一第一调节回路，以及为前面所限定的外调节回路的一第二调节回路。

对误差放大装置4传送压力设定值，放大装置4转动电动机3，该电动机驱动(打开或关闭)压力调节器2直致压力传感器5检测到等于设定值的压力的一压力。

电动机3的转速正比于两压力之间的差值，因此随着传感器5检测的压力接近设定值的压力，不断增强地衰减随后的压力变化，从而气动系统的弹性部分(空气的可压性和软管的弹性)具有同步适应的时间。

调节器的补偿系统也适应调节器2的设定杆6的连续的新位置，该调节器对应于该新的调节压力，因此提供了由以上所限定的两同心调节回路组成的压力调节系统。

在一新的设定值期间或者如果在设定值和检测的压力之间的压力差超过了一预定值，仅仅外回路干预，以便增强调节器2的补偿作用。

当在调节器的输出处的压力和它的设定杆6的位置所确定的压力之间的差值超过一预定值时，存在于调节器2中的内回路代之以开始干预。因此带有直接按照压差的幅值可变化的高增益的机构被分析，即较小的压差比较大的压差(仅仅调节器2作用)更强烈地被阻尼，同时较大的差值也被误差放大装置4的和电动机3的比例作用补偿。因此，按照本发明的设备提供了主调节系统(设定值＝传感器5测量的输出压力)和副调节系统(设定值＝离开调节器2的输出中的压力)，副调节系统适合于缩小第一压力变化，因此具有在主调节系统上的缩小作用，并带有在整个系统的快速响应和稳定性方面的优点。

基本上没有调节压力的偏离和振动的按照本发明的气动设备对于所使用的调节器2和以举例方式给出的下例调节状态例如具有6千帕的典型的灵敏度和小于1.4千帕的输出压力的外部瞬态过程最大变化：

调节范围：

输出压力        50…560千帕(＝0.5…5.6＝7.80磅/平方英寸)

输入变化在输出压力上的影响：

输入压力        280…700千帕(＝2.8…7.00巴＝40.100磅/平方英寸)

输出压力        69千帕(0.7巴＝10磅/平方英寸)

流动速率变化在输出压力上的影响：

输入压力        600千帕(＝6.00巴＝90磅/平方英寸)

流动速率        1…170米³/时

输出压力        344.8千帕(3.4巴＝50磅/平方英寸)

代替比例阀使用按照本发明的气动设备具有下列优点。

通常，在比例阀中控制和驱动电子设备对螺线管供电，螺线管产生平衡输出中的压力所决定的力的电磁力。闭环调节在控制设定值的基础上双向调节输出中的压力。代之以，在按照本发明的气动设备的情况中，用以下两个平行的调节回路进行压力调节：

存在于压力调节器中的内机械回路或环路对于相对于标定压力超过预定值的输出压力单向起作用；

包括机械调节器的双向机械作用的外电子回路，以便使传感器指示的压力等于传送到放大器装置的设定值。

因此，按照本发明的气动设备引起了关于所执行的调节的精度改进。

该气动系统的压力传感器的布置是不重要的，但是较佳地应该将它设置在利用处于如此被调节的压力的压缩空气的诸致动器的附近，这是由于以这方式、尤其在动态周期中，实际使用的压力被持续地控制。

实际上已经发现由于按照本发明的气动设备使用两个不同的控制回路、一个在机械调节器中以及另一个为电子型式和在第一回路之外允许实现压缩空气压力的连续变化，以便供应上气动致动器，因此它实现了预定的宗旨和目的。

如此设计的设备易于有许多修改和变化，所有这些修改和变化都在所附权利要求书的范围内；所有细节还可以用其它技术等价物代替。

实际上，所使用的材料以及特定的形状和尺寸可以是按照要求和按照该领域的状态的任何材料、形状和尺寸。

Claims (5)

1.用于连续改变供给诸气动致动器的压缩空气的压力的一气动设备，其特征在于，包括：适合于在入口中接纳一不调节的压力管道(7)和在出口中提供一调节压力的压力调节装置(2)；适合于驱动致动装置(3)的误差放大装置(4)，该致动装置又适合于致动所述压力调节装置(2)；以及适合检测所述压力调节装置(2)下游的压力值和将它反馈到所述误差放大装置(4)、用于所述压力调节装置(2)的闭环控制的压力传感器装置(5)。

2.按照权利要求1所述的气动设备，其特征在于，所述压力调节装置(2)构成一第一压力调节回路，并且所述误差放大装置(4)、所述致动装置(3)、所述压力调节装置(2)和所述压力传感装置(5)构成在所述第一回路外部的一第二压力调节回路。

3.按照权利要求1所述的气动设备，其特征在于，所述误差放大装置(4)除了接受由所述传感器装置(5)所检测的所述压力值之外还接受在入口中的一压力设定值。

4.按照以上权利要求的一项或多项所述的气动设备，其特征在于，所述致动装置(3)包括连接于用于控制所述压力调节装置(2)的一杆(6)的一双向直流电动机。

5.按照以上权利要求的一项或多项所述的气动设备，其特征在于，所述压力调节装置(2)包括带有一内部补偿回路的一机械压力调节器。

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