流体技术的阀装置以及用于运行流体技术的阀装置的方法

技术领域

本发明涉及一种流体技术的阀装置以及一种用于运行这种流体技术的阀装置的方法。

背景技术

由现有技术例如公开文献DE 10 2013 010 536 B3。该文献描述了一种阀，该阀具有两个布置在阀壳体中的阀元件，所述阀元件可通过操纵杆操纵，所述操纵杆可借助于电动驱动装置驱动。电动驱动装置包括线圈装置，线圈装置同轴地且同时沿轴向固定地安置在操纵杆上，使得操纵杆为了操纵阀元件而在其纵向上直线地运动。

发明内容

本发明的目的是，提出一种流体技术的阀装置，其相对于已知的阀装置具有优点，尤其以简单且灵活的方式和方法实现多个阀的独立的调节。

根据本发明，这利用具有权利要求1的特征的流体技术的阀装置来实现。在此，设置有第一旋转滑阀、第二旋转滑阀和伺服马达，其中，每个旋转滑阀具有布置在转动滑件壳体中的并且能够经由驱动轴被伺服马达驱动的转动滑件，其中，第一旋转滑阀与驱动轴刚性地联接，第二旋转滑阀经由自由轮与驱动轴联接。

流体技术的阀装置用于调节在阀装置的至少一个流体入口和至少一个流体出口之间的通流横截面积，即通流横截面的大小。例如，阀装置具有至少与流体入口一样多的流体出口，其中，流体入口中的每个与流体出口中的至少一个或流体出口中的多个相关联。因此，可以设置成，借助于阀装置，可以调节恰好一个流体入口与恰好一个流体出口之间的通流横截面积或者可以调节在流体入口中的每一个与流体出口中的所关联的至少一个之间的相应的通流横截面积。

特别优选地，阀装置具有一个流体入口和与该流体入口关联的多个流体出口，其中，根据阀装置的调节，使在该流体入口处提供的流体不输送给这些流体出口中的任何一个、仅输送给这些流体出口中的唯一一个或输送给这些流体出口中的多个。这意味着，根据阀装置的调节，在该流体入口与这些流体出口中的每一个之间分别调节特定的通流横截面积，所述通流横截面积分别不同于零，但是为了阻塞该流体入口和相应的流体出口之间的相应的流体连接也可以等于零。

阀装置具有多个旋转滑阀，即第一旋转滑阀和第二旋转滑阀，以调节相应的流体入口和相应的流体出口之间的流通横截面积。这些旋转滑阀中的每一个又具有布置在各自的转动滑件壳体中的转动滑件。转动滑件的转动滑件壳体当然也可以设计为共同的转动滑件壳体。转动滑件在转动滑件壳体中围绕转轴可转动地被支承。

每个旋转滑阀具有至少一个入口和至少一个出口。根据转动滑件在转动滑件壳体中的转角位置，在入口和出口之间存在一定的通流横截面积。例如，可以设置成，旋转滑阀的入口在流动技术上彼此独立地与阀装置的各单独的流体入口在流动技术上连接，并且与此类似地，旋转滑阀的出口在流动技术上彼此独立地与阀装置的流体出口在流动技术上连接。

但也可以设置为，旋转滑阀的入口分别与阀装置的所述一个流体入口在流动技术上连接，从而旋转滑阀在输入端侧分别连接到阀装置的流体入口。旋转滑阀的出口优选分别在流动技术上彼此独立地与阀装置的流体出口在流动技术上连接，尤其是每个出口与流体出口中的恰好一个流体出口连接。然而，当然在此也可以设置，多个旋转滑阀或所有旋转滑阀的出口都与阀装置的所述一个流体出口或流体出口之一在流动技术上连接。

例如，在转动滑件的第一转角位置时，在相应的入口和相应的出口之间存在具有第一通流横截面积的流体连接，而在第二转角位置时，存在具有不同于第一通流横截面积的第二通流横截面积的流体连接。例如，在转动滑件的第一转角位置时，在流体入口与流体出口中的一个第一流体出口之间存在具有第一通流横截面积的流体连接，相反地，流体出口中的一个第二流体出口则在流动技术上与该流体入口脱联。而在第二转角位置时，该第一流体出口则相反地在流动技术上与流体入口脱联，而该第二流体出口则以特定的第二通流横截面积与流体入口流动连接。第一通流横截面积和第二通流横截面积在此可以具有相同的值或者彼此不同。

因此可以设置，多个旋转滑阀在流动技术上连接至阀装置的同一流体入口，从而借助于旋转滑阀可以将在流体入口处提供的流体分配至多个流体出口。然而也可以规定，每个旋转滑阀具有单独的流体入口，从而上述实施方式可以用于每个旋转滑阀或每个转动滑件。

阀装置的调节，即在转动滑件壳体内的转动滑件的操作或转动借助于伺服马达实现。驱动轴连接至伺服马达，特别是连接至伺服马达的马达轴，伺服马达可通过该驱动轴驱动相应的转动滑件。伺服马达优选作为电机存在。然而原则上也可以使用其它类型的马达。

旋转滑阀的转动滑件可以借助伺服马达、即同一伺服马达被驱动，特别是选择性地被驱动。为此，驱动轴刚性地与第一旋转滑阀或者说第一旋转滑阀的转动滑件联接。然而，第二旋转滑阀或者第二旋转滑阀的转动滑件则通过自由轮与驱动轴联接，即仅间接地联接。这意味着，驱动轴的转动运动总是被传递至第一旋转滑阀，而与驱动轴的转动方向无关。相反，第二旋转滑阀和驱动轴之间的联接则取决于驱动轴的转动方向。在驱动轴的第一转动方向时，自由轮建立在驱动轴和第二旋转滑阀之间的刚性连接。相反，在与第一转动方向相反的第二转动方向时，自由轮使第二旋转滑阀与驱动轴脱联。

因此在第一转动方向时，第二旋转滑阀不可转动地与驱动轴联接，从而第二旋转滑阀的转动滑件借助伺服马达被移动或能够被移动。如果处于第二转动方向，则第二旋转滑阀与驱动轴脱联，从而第二旋转滑阀即使在伺服马达并且因此驱动轴的转动运动时也仍保持在其当前所处的转角位置中。换句话说，如果或者只要第二旋转滑阀与驱动轴脱联，第二旋转滑阀的转动滑件就不可转动地处于转动滑件壳体中。为此，例如在转动滑件与转动滑件壳体之间存在足够的摩擦。

在本说明书的范围内，只要提及仅一个旋转滑阀和/或一个转动滑件，那么如果没有特别说明的话，则相应的实施方案就可转用于流体技术的流体装置的所有旋转滑阀和/或转动滑件。利用流体技术的阀装置的所述设计方案可获得大量优点。因此，旋转滑阀可彼此独立地调节，即通过独立于第二旋转滑阀的转动滑件使第一旋转滑阀的转动滑件移动。

此外，为了实现转动滑件的灵活移动或转动，仅设置共同的伺服马达，该伺服马达尤其是作为流体技术装置的唯一伺服马达存在。因此，没有设置另外的伺服马达来驱动转动滑件。对旋转滑阀的选择性驱动以结构上可简单转换的方式和方法、即通过使用自由轮来实现。

旋转滑阀的转动滑件在所述转动滑件壳体或相应的转动滑件壳体中的支承原则上可以任意地设计。例如，转动滑件在径向上支承在驱动轴上并且在轴向上借助于至少一个密封组件支承，该密封组件与转动滑件密封地共同作用。借助于这些密封组件也可以实现径向和轴向的支承。密封组件优选在相应的转动滑件的方向上被弹力加载，从而还实现或可以实现公差补偿。

本发明的另一优选设计方案提出，自由轮直接地与驱动轴联接或仅间接地通过第一旋转滑阀与驱动轴联接。自由轮在输入端侧直接地或间接地连接至驱动轴或与其联接。在输出端侧，自由轮与第二旋转滑阀联接，其中该联接同样可以直接或间接地存在。但自由轮优选在输出端侧直接作用在第二旋转滑阀或其转动滑件上。如果自由轮直接与驱动轴联接，那么自由轮就直接被驱动轴驱动，但至少不经由第一旋转滑阀或其转动滑件被驱动。

在间接联接的情况下，所述自由轮通过第一旋转滑阀或其转动滑件在驱动技术方面连接至驱动轴。这意味着，驱动轴的转动运动仅通过第一旋转滑阀或第一旋转滑阀的转动滑件传递至第二旋转滑阀。流体技术的阀装置的所描述的设计方案在技术上可简单地实现并且可成本有利地转换。

在本发明的另一优选实施方式的范围内规定，第一旋转滑阀具有第一联接装置，第二旋转滑阀具有第二联接装置，其中，第一联接装置和第二联接装置分别与自由轮联接。通过这两个联接装置，即第一联接装置和第二联接装置，就此实现了自由轮至驱动轴的仅间接的连接。为此，自由轮在输入端侧通过第一联接装置作用在第一旋转滑阀上。在输出端侧，自由轮通过第二联接装置与第二旋转滑阀联接。联接装置原则上可以分别任意地设计。特别优选地，它们分别具有齿部或者以齿部的形式存在。使用联接装置使得阀装置的结构特别简单且使得能够可靠地将旋转滑阀连接到驱动轴。

本发明的一个改进方案规定，第一联接装置与自由轮的与驱动轴联接的输入端联接，第二联接装置与自由轮的输出端联接。换句话说，自由轮在输入端侧经由第一联接装置与驱动轴连接并且在输出端侧经由第二联接装置与第二旋转滑阀连接。这意味着，第二旋转滑阀或者其转动滑件仅仅经由第二联接装置、自由轮、第一联接装置和第一旋转滑阀连接至驱动轴。

由此，实现了流体技术的阀装置的特别大的灵活性，尤其是也在两个旋转滑阀彼此间的布置方面的灵活性。例如，两个旋转滑阀可以彼此同轴地布置，从而其转动滑件的转轴重合。作为替代，还可以将旋转滑阀布置成使得它们的转动滑件的转轴彼此平行间隔开或者布置得彼此异面。

本发明的另一优选实施方式规定，第一联接装置通过驱动轴与自由轮的输入端联接，或者第一联接装置通过自由轮的输入端的输入联接装置与驱动轴联接。在第一种情况下，自由轮的输入端优选直接连接至驱动轴。第一联接装置在此情况下例如用于在驱动轴和第一旋转滑阀之间建立直接连接。因此，自由轮仅间接地、即经由驱动轴与第一旋转滑阀联接。

在第一联接装置通过输入联接装置联接至驱动轴的情况下，第一旋转滑阀仅间接地、即经由自由轮的输入端与驱动轴连接。这意味着，自由轮在输入端侧不仅连接至驱动轴而且还连接至第一旋转滑阀，从而驱动轴的转动运动被传递至输入联接装置并经由该输入联接装置被传递至第一旋转滑阀或其转动滑件。阀装置的所述设计方案能够实现旋转滑阀相对彼此的特别灵活的布置。

本发明的另一实施方式规定，第一联接装置至少暂时地与驱动轴和/或与自由轮的输入联接装置直接联接，第二联接装置永久地与自由轮的输出联接装置直接联接。对此可理解为，第二旋转滑阀永久地与自由轮联接，然而自由轮不必永久地联接至驱动轴和/或第一旋转滑阀。因此，例如可以设置成，自由轮在输入端侧仅暂时地通过驱动轴被伺服马达驱动，尤其是在伺服马达用于驱动第一旋转滑阀期间也如此。

这意味着，驱动轴的旨在驱动第一旋转滑阀的转动运动不是永久地、而是仅仅暂时地用于在输入端侧驱动自由轮。例如，为此，第一联接侧和/或输入联接装置被相应地设计。如果第一联接装置和/或输入联接装置作为齿部存在或者具有齿部，那么齿部可以中断，以便仅暂时实现自由轮的驱动。这使得能够特别灵活地运行流体技术的阀装置。

最后，在本发明的另一优选实施方式的范围内可以设置：第一联接装置、第二联接装置、输入联接装置和输出联接装置分别具有齿部或者被设计为齿部。下述装置中的至少一个就此而言被设计为齿部或者具有齿部：第一联接装置、第二联接装置、输入联接装置和输出联接装置。这仅适用于实际上存在于流体技术的阀装置的范围内的那些联接装置。齿部的使用使得旋转滑阀与驱动轴的特别可靠的联接成为可能。

本发明还涉及一种流体技术的阀装置、尤其是根据在本说明书的范围中的实施方案的流体技术的阀装置的运行方法。在此规定，流体技术的阀装置具有第一旋转滑阀、第二旋转滑阀和伺服马达，其中，每个旋转滑阀具有布置在转动滑件壳体中的且可通过驱动轴被伺服马达驱动的转动滑件，其中，第一旋转滑阀与驱动轴刚性地联接，第二旋转滑阀经由自由轮与驱动轴联接，并且其中，借助伺服马达将第一旋转滑阀调节到第一额定值以及将第二旋转滑阀调节到第二额定值。

已经指出流体技术装置的这种操作方式或这种设计方案的优点。不仅流体技术的阀装置而且用于其运行的方法都可根据在本说明书的范围中的实施方案来改进，从而就此可加以参考。

本发明的另一实施方式规定，首先通过逆着自由轮的自由轮转动方向转动驱动轴来调节第二旋转滑阀，接下来通过沿着自由轮转动方向转动驱动轴来调节第一旋转滑阀。每个旋转滑阀优选是连续可转动的，即为了调节到所希望的额定值可以在至少一个转动方向上任意地转动，尤其是转动超过360°。由此实现所述的用于运行流体技术的阀装置的方法的特别高的灵活性。也就是说，可以通过逆着自由轮的自由轮转动方向转动驱动轴，来首先将第二旋转滑阀调节到第二额定值。

这意味着，借助于伺服马达不仅驱动第一旋转滑阀而且驱动第二旋转滑阀并且逆着自由轮转动方向转动。自由轮转动方向可理解为自由轮的如下转动方向：在该转动方向时，自由轮的输出端与其输入端脱连，即最终在该转动方向时第二旋转滑阀与伺服马达或驱动轴脱联。如果第二旋转滑阀位于第二额定值，那么接下来将第一旋转滑阀—如果需要—调整到第一额定值，即通过沿自由轮转动方向的转动驱动轴。

在驱动轴沿自由轮转动方向转动时，仅第一旋转滑阀被调节或转动，然而第二旋转滑阀不被调节或转动。而是第二旋转滑阀保持在第二额定值。驱动轴沿自由轮转动方向进行转动，直至第一旋转滑阀也调节到其额定值，即第一额定值。两个旋转滑阀彼此独立的转动使得流体技术的阀装置能够被特别灵活的调节。

本发明的另一实施例提出，为了将第二旋转滑阀调节至第二额定值，以如下方式操作伺服马达：使第一旋转滑阀被交替地沿相反的方向调节偏离于第一额定值的值，直至第二旋转滑阀处于第二额定值。在这种操作方式中，首先将第一旋转滑阀调节到第一额定值。然后才进行第二旋转滑阀到第二额定值的调节。为了将第二旋转滑阀调节到第二额定值，在将第一旋转滑阀调节到第一额定值之后，借助于伺服马达使驱动轴交替地沿相反的方向转动，使得第一旋转滑阀也沿相反的方向运动并且被调节至偏离于第一额定值的值。

在此，驱动轴交替地沿着自由轮转动方向和逆着自由轮转动方向转动。在驱动轴沿着自由轮转动方向转动时，第二旋转滑阀保持在其当前状态中。而当驱动轴逆着自由轮转动方向转动时，第二旋转滑阀向着第二额定值的方向移动，直到其达到第二额定值。优选这样选择在将第二旋转滑阀调节到第二额定值期间第一旋转滑阀被交替地调节到的、偏离于第一额定值的值：使得第一旋转滑阀的有效通流横截面积不改变或至多仅稍微改变。

特别优选这样选择所述值：使得在将第二旋转滑阀调节到第二额定值期间，第一旋转滑阀的通流横截面积保持恒定。如果不能保持恒定，那么优选允许通流横截面积与在处于第一额定值时存在的通流横截面积的偏差最高为25％、最高为20％、最高为15％、最高为10％或最高为5％。通过所述的操作方法，在将第一旋转滑阀调节到第一额定值之后，实现第二旋转滑阀向第二额定值的逐步调节。因此能够实现两个旋转滑阀的完全独立的调节。

附图说明

下面借助于在附图中示出的实施例详细阐述本发明，而不限制本发明。在此唯一的附图示出：

附图示出流体技术的阀装置的示意图，其具有经由自由轮彼此联接的第一旋转滑阀和第二旋转滑阀。

具体实施方式

附图示出流体技术的阀装置1的示意图，所述阀装置具有第一旋转滑阀2和第二旋转滑阀3。对于这些旋转滑阀2和3在此仅分别示出了入口4或5以及转动滑件6或7，其中，转动滑件6和7被示出为沿周向滚动的形式。这意味着，对于转动滑件6和7仅示出在各转动滑件6或7的整个圆周上的一个外周面。

调节开口8位于转动滑件6中，调节开口9位于转动滑件7中。调节开口基本上可以任意地设计。在这里所示的实施例中，调节开口8和9被设计得具有不同的构型。然而，它们也可以具有相同的构型。根据入口4与调节开口8或者入口5与调节开口9的重合度，为相应的旋转滑阀2或旋转滑阀3调节出一定的通流横截面或者一定的通流横截面积。入口4与调节开口8或者入口5与调节开口9之间的重合度越大，则对于相应旋转滑阀2或旋转滑阀3而言所存在的通流横截面或者相应的通流横截面积就越大。

第一旋转滑阀2或第一旋转滑阀2的转动滑件6能够被伺服马达10直接驱动，即经由一方面与伺服马达10联接、另一方面与转动滑件6联接的驱动轴11被驱动。例如，驱动轴11通过在这里未示出的齿部作用在转动滑件6上。第一旋转滑阀2或其转动滑件6就此而言与驱动轴11刚性地联接。第二旋转滑阀3或者说其转动滑件7相反仅间接地经由自由轮12与驱动轴11联接。

在这里所示的实施例中，第二旋转滑阀3经由自由轮12与第一旋转滑阀12联接并且经由第一旋转滑阀又与驱动轴11联接。箭头13表示自由轮12的自由轮转动方向，箭头14表示与自由轮转动方向相反的转动方向。由于在旋转滑阀2和3之间存在自由轮12，所以仅第一旋转滑阀2的逆着自由轮12的自由轮转动方向的转动运动被传递到第二旋转滑阀3上。第一旋转滑阀2的沿着自由轮转动方向的转动运动不引起旋转滑阀3的转动运动，从而该旋转滑阀保持位置固定。

为了将旋转滑阀2和3与自由轮12联接，第一旋转滑阀2具有第一联接装置15，第二旋转滑阀3具有第二联接装置16。这些联接装置在这里所示的实施例中作为齿部存在。这些齿部例如在关于自由轮12的转轴的轴向方向上彼此错开地设置。联接装置15和16原则上可以任意地设计，尤其可以是将旋转滑阀2和3分别与自由轮12连接的波状。联接装置15和16通过自由轮12这样相互连接，使得在联接装置15和16相对彼此沿一个方向转动运动时在它们之间存在联接并且它们在沿与该方向相反的方向转动运动时彼此脱联。为了将第一旋转滑阀2与自由轮12联接，第一联接装置15与自由轮的输入联接装置17共同作用。

相反，为了将自由轮12与第二旋转滑阀3联接，第二联接装置16与自由轮12的输出联接装置18共同作用。联接装置17和18也例如以齿部形式存在。相应地，第一联接装置15的齿部与输入联接装置17的齿部啮合，第二联接装置16的齿部与输出联接装置18的齿部啮合。为了实现自由轮12，输入联接装置17和输出联接装置18以如下方式在驱动技术上彼此连接，即，在相对彼此沿一个方向转动运动时存在联接。而在沿与该方向相反的方向时，它们彼此脱联。

特别优选地，在流体技术的阀装置1的运行方法的中设置成，首先借助于伺服马达10将第一旋转滑阀2调节到第一额定值。然后通过利用伺服马达10交替地沿相反的方向驱动第一旋转滑阀2，将第二旋转滑阀3调节到第二额定值。这意味着第一旋转滑阀2被交替地调节到偏离第一额定值的值，由此实现了第二旋转滑阀3向第二额定值的方向上的逐步调节。优选这样选择偏离于第一额定值的值：使得第一旋转滑阀2的在第一额定值时存在的通流横截面积不被改变或至多不显著地改变。

利用流体技术的阀装置的所描述的设计方案以及优选地利用所描述的运行方法，能够实现旋转滑阀2和3的特别灵活的、基本上彼此独立的调节。