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模塊化閥系統.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510612696.8

申請日:

2015.09.23

公開號:

CN105465090A

公開日:

2016.04.06

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F15B 13/08申請日:20150923|||公開
IPC分類號: F15B13/08; F16K27/00 主分類號: F15B13/08
申請人: 比爾克特韋爾克有限公司
發明人: 托馬斯·哈姆; 邁克爾·塔施; 約亨·沃爾瑟
地址: 德國英格爾芬根
優先權: 202014104599.6 2014.09.25 DE
專利代理機構: 北京集佳知識產權代理有限公司11227 代理人: 魏金霞; 王艷江
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510612696.8

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.09.04|||2017.07.04|||2016.04.06

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種待安裝至支承件、特別是安裝至電氣控制柜中的支承件上的模塊化閥系統(10),其包括至少兩個單獨的閥模塊(12),所述至少兩個閥模塊可以流體連接至彼此并且可以分別與至少一個控制閥單元(16)聯接。模塊化閥系統(10)包括工藝流體部段(90)、控制流體部段(32)和隔膜(80),其中,工藝流體部段包括工藝流體可以流動穿過的工藝流體管線(78),控制流體部段包括位于至少其中一些閥模塊(12)中的可供控制流體流動穿過的流體管線,隔膜由至少其中一些閥模塊(12)共用,并且隔膜設計成用于在形成隔膜閥(50)的同時對工藝流體部段(90)中的工藝流體進行控制、以及用于對控制流體部段進行密封。

權利要求書

1.一種待安裝在支承件上的模塊化閥系統(10),所述模塊化閥系
統(10)包括至少兩個單獨的閥模塊(12),所述閥模塊(12)能夠彼
此流體連接,并且所述閥模塊(12)能夠分別與至少一個控制閥單元(16)
聯接,所述模塊化閥系統(10)包括工藝流體部段(90)、控制流體部
段(32)和隔膜(80),其中,所述工藝流體部段(90)包括能夠供工
藝流體流動穿過的工藝流體管線(78),所述控制流體部段(32)包括
位于所述閥模塊(12)中的至少一些閥模塊中的能夠供控制流體流動穿
過的流體管線(34),所述隔膜(80)由所述閥模塊(12)中的至少一
些閥模塊共用,并且所述隔膜(80)設計成用于在形成隔膜閥(50)的
同時對所述工藝流體部段(90)中的所述工藝流體進行控制以及用于將
所述控制流體部段(32)密封起來。
2.根據權利要求1所述的模塊化閥系統(10),其特征在于,所述
控制流體管線(34)包括控制室(48)和通向所述控制室(48)的致動
管線(46),所述控制流體能夠經由所述致動管線(46)流入到相應的
控制室(48)中,以用于致動相應地關聯的隔膜閥(50)并且用于使相
關聯的隔膜部(84)移動。
3.根據權利要求2所述的模塊化閥系統(10),其特征在于,設置
有用于所述控制流體的中央供給通道(62),并且所述中央供給通道(62)
為所述控制流體部段(32)的一部分,其中,至少一個閥模塊(12)的
供給管線(42)起始于所述中央供給通道。
4.根據權利要求2所述的模塊化閥系統(10),其特征在于,每個
控制室(48)均具有與該控制室(48)相關聯的至少一個排出管線(52),
所述排出管線(52)為所述控制流體管線(34)的一部分并且起始于相
關聯的所述控制閥單元(16)的交界面(44)。
5.根據權利要求4所述的模塊化閥系統(10),其特征在于,所述
排出管線(52)延伸至或通向公用的收集通道(54)和設置在所述收集
通道(54)上或設置在所述收集通道(54)中的中央消聲器(27)中的
一者。
6.根據權利要求2至5中的任一項所述的模塊化閥系統(10),其
特征在于,所述控制室(48)中的至少一些控制室由公用的所述隔膜(80)
封閉。
7.根據權利要求1至6中的任一項所述的模塊化閥系統(10),其
特征在于,所述隔膜(80)設置在至少一個工藝流體管線(78)與至少
一個控制流體管線(34)之間。
8.根據權利要求1至7中的任一項所述的模塊化閥系統(10),其
特征在于,每個閥模塊(12)均為至少一個隔膜閥(50)的一部分,所
述隔膜閥(50)包括用于每個控制閥單元(16)的閥座(82)。
9.根據權利要求1至8中的任一項所述的模塊化閥系統(10),其
特征在于,所述控制流體部段(32)具有模塊化設計,所述閥模塊(12)
中的每個閥模塊均包括控制流體部段部分(58),各個所述閥模塊(12)
的所述控制流體部段部分(58)能夠設置成彼此流體連通。
10.根據權利要求1至9中的任一項所述的模塊化閥系統(10),其
特征在于,所述閥模塊(12)各自包括流體管線本體(36),其中,相
關聯的所述閥模塊(12)的至少所述控制流體管線(32)形成在所述流
體管線本體中或形成在所述流體管線本體上。
11.根據權利要求10所述的模塊化閥系統(10),其特征在于,每
個流體管線本體(36)均包括供給通道(38),閥模塊(12)的所有供
給管線(42)均起始于所述供給通道(38),所述供給通道(38)特
別地以凹槽式型式形成并且由公用的所述隔膜(80)密封。
12.根據權利要求11所述的模塊化閥系統(10),其特征在于,設
置有用于所述控制流體的中央供給通道(62),并且所述中央供給通道
(62)為所述控制流體部段(32)的一部分,其中,至少一個閥模塊(12)
的供給管線(42)起始于所述中央供給通道,并且所述閥模塊(12)的
所述供給通道(38)各自包括聯接部(60),相鄰的閥模塊(12)的
所述供給通道(38)能夠經由所述聯接部(60)流體連接并且所述聯
接部(60)形成所述中央供給通道(62)。
13.根據權利要求10至12中的任一項所述的模塊化閥系統(10),
其特征在于,每個流體管線本體(36)均包括公用的所述隔膜(80)
所靠置的接觸區域(68),位于面向所述隔膜(80)的端面上的槽狀部
由所述隔膜(80)封閉而形成流體運送管線或室,所述槽狀部和/或所述
室由突出的腹板(64)限制并定界,所述腹板(64)的端面與所述隔膜
(80)接觸。
14.根據權利要求1至13中的任一項所述的模塊化閥系統(10),
其特征在于,設置有連接元件(20),所述連接元件(20)上形成有用
于所述工藝流體的工藝流體端口(24)和/或用于所述控制流體的至少一
個控制流體端口(22),并且所述隔膜(80)至少部分地擱置在所述連
接元件(20)上。
15.根據權利要求14所述的模塊化閥系統(10),其特征在于,設
置有用于所述控制流體的中央供給通道(62),并且所述中央供給通道
(62)為所述控制流體部段(32)的一部分,其中,至少一個閥模塊(12)
的供給管線(42)起始于所述中央供給通道,并且所述中央供給通道(62)
形成在所述連接元件(20)中,特別地,所述中央供給通道(62)以槽
式型式形成并且由所述隔膜閥(80)封閉。
16.根據權利要求15所述的模塊化閥系統(10),其特征在于,所
述隔膜(80)包括位于所述供給管線(42)的區域中的凹部(98),使
得所述閥模塊(12)的所有所述供給管線(42)都通向所述中央供給通
道(62)。
17.根據權利要求14至16中的任一項所述的模塊化閥系統(10),
其特征在于,所述閥座(82)形成在所述連接元件(20)上并且所述閥
座(82)在其關閉位置中由所述隔膜(80)密封。
18.根據權利要求14至17中的任一項所述的模塊化閥系統(10),
其特征在于,所述連接元件(20)在公用的所述隔膜(80)的與所述閥
模塊(12)相反的一側延伸越過所有閥模塊(12)。
19.根據權利要求18所述的模塊化閥系統(10),其特征在于,設
置有用于所述控制流體的中央供給通道(62),并且所述中央供給通道
(62)為所述控制流體部段(32)的一部分,其中,至少一個閥模塊(12)
的供給管線(42)起始于所述中央供給通道,并且在所述連接元件(20)
中設置有接合管線(92),所述接合管線(92)在形成所述中央供給通
道(62)的同時將各個所述閥模塊(12)的所述供給通道(38)彼此連
接。
20.根據權利要求19所述的模塊化閥系統(10),其特征在于,所
述隔膜(80)包括位于所述接合管線(92)的區域中的凹部(94),從
而形成從閥模塊(12)穿過所述隔膜(80)進入所述連接元件(20)以
及從所述連接元件(20)穿過所述隔膜(80)進入相鄰的閥模塊(12)
的流體連通。
21.根據權利要求1至20中的任一項所述的模塊化閥系統(10),
其特征在于,相鄰的閥模塊(12)在未設置有流體端口的側面處彼此
靠置。

說明書

模塊化閥系統

技術領域

本發明涉及一種待安裝在支承件、特別是電氣控制柜中的支承件上
的模塊化閥系統。

背景技術

在閥系統中,控制流體分配至不同的控制閥單元,所述控制閥單
元各自控制特定的工藝流體的流動。通常,將壓縮空氣用作控制流體,
而工藝流體可以為液體或氣體。

在現有技術中使用的控制閥單元包括用于工藝流體的入口,工藝
流體可以經由該入口輸送至相應的控制閥單元。此外,每個控制閥單
元均包括出口,工藝流體可以經由該出口流出對應的控制閥單元并且
供給至例如對工藝流體進行檢驗的分析器。在每個控制閥中,閥通常
設置成通過控制閥單元來控制工藝流體的流動。經由閥系統分配至各
個控制閥單元的控制流體用于對閥進行控制。閥可以設計成例如隔膜
閥。

根據例如DE102013104688A1,已知一種包括如下控制閥單元
的閥系統:在該控制閥單元中的工藝流體用作用于其他工藝流體的控
制流體。

與現有技術已知的其他閥系統的不同之處在于,該閥系統自身僅通
過控制流體起作用,并且該閥系統構造成用于控制流體的分配,而工藝
流體僅流動穿過對應的控制閥單元,即,所連接的過程閥。這種閥系統
例如從WO99/54632A1中獲知。

模塊化閥系統包括若干個單獨的閥模塊,所述閥模塊可以設置為流
體連通的并且可以各自具有多個控制閥單元。模塊化設計使得能夠通過
添加另外的具有相同構造的模塊來擴大閥系統,從而使閥系統適應于用
戶的要求,特別是在可利用的端口方面。各個閥模塊均具有內部控制流
體管線,使得各個控制閥單元可以供給以控制流體。兩個相鄰的閥模塊
通常經由控制流體管線彼此連接以形成連續的控制流體連接部,所述控
制流體管線在閥模塊的相鄰兩側形成于在組裝狀態下的對準的開口處。

在這些模塊化閥系統中,缺點在于,控制流體管線和工藝流體管線
必須在各個閥模塊之間的交界面處密封,從而需要較高的安裝費用。此
外,由于在閥系統的維護期間,特別是在閥模塊待更換的情況下,必須
將端口從控制閥單元脫開,因此,已知的閥系統的具有其不便于維修的
不利影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構簡單并易于維護的閥系統。

該目的根據本發明通過待安裝在支承件上、特別是電氣控制柜中
的支承件上的模塊化閥系統實現,該模塊化閥系統包括至少兩個單獨
的閥模塊,所述至少兩個閥模塊可以流體連接至彼此,并且至少一個
控制閥單元可以在不同情況下聯接至閥模塊,模塊化閥系統包括工藝
流體部段、控制流體部段和隔膜,其中,工藝流體部段包括能夠供工
藝流體流動穿過的工藝流體管線,控制流體部段包括位于閥模塊中的
至少一些閥模塊中的能夠供控制流體流動穿過的流體管線,隔膜由閥
模塊中的至少一些閥模塊共用,并且隔膜設計成用于在形成隔膜閥的
同時對工藝流體部段中的工藝流體進行控制以及用于密封控制流體
部段。

本發明的基本思想在于,公用的隔膜與工藝流體部段和控制流體
部段作為整體相關聯。通過公用的隔膜形成閥系統,該公用的隔膜在
系統內起到介質分離——即,將工藝流體與控制流體分離——的作
用,其中,工藝流體和控制流體兩者均流動穿過該閥系統。此外,公
用的隔膜形成由控制閥單元對應地驅動的單個的隔膜閥以控制工藝
流體的流動。

本發明的一個方面提供的是,控制流體管線包括控制室和通向這
些控制室的致動管線,控制流體可以經由致動管線流入到相應的控制
室中,以用于致動相應地關聯的隔膜閥并且用于使相關聯的隔膜部移
動。控制室允許控制流體在隔膜部的較大表面積上作用于隔膜部。與
隔膜閥的閥元件對應的隔膜部經由控制流體而受到壓力的作用并且
壓靠閥座。隔膜部密封相應的控制室,使得控制流體不能經由控制室
從控制流體部段流出。

根據本發明的另一個方面,設置有用于控制流體的作為控制流體
部段的一部分的中央供給通道,其中,至少一個閥模塊的、特別是全
部閥模塊的所有供給管線起始于所述中央供給通道。經由中央供給流
道對閥模塊的所有控制室、特別是所有閥模塊的控制室供給控制流
體。這確保了對控制閥單元的集中供給以及因此對隔膜閥的集中供
給,從而能夠使模塊化閥系統的設計特別簡單且緊湊。

特別地,每個控制室均具有與其相關聯的至少一個排出管線,排
出管線為控制流體管線的一部分并且特別地起始于相關聯的控制閥
單元的交界面。提供到控制室中的控制流體可以流出控制室并且經由
控制閥單元流入到排出管線中。為此,控制閥單元建立了排出管線與
致動管線之間的流體連接,排出管線和致動管線兩者都在交界面處敞
開。控制流體可以通過排出管線從閥系統流出。如此一來,引入控制
室中的加壓的控制流體可以經由排出管線流出,使得隔膜部和隔膜閥
可以從壓力加載位置改變至壓力釋放位置。

根據本發明的另一方面能夠提供的是,排出管線延伸至或通向公
用的收集通道、特別是延伸至或通向設置在收集通道上或設置在收集
通道中的中央消聲器。從閥模塊的相應的控制室流出的控制流體收集
在公用的收集通道中。同樣地,這實現了模塊化閥系統的特別緊湊的
設計。可選的消聲器確保控制流體以低噪音排出。此外,消聲器用作
防止雜質進入控制流體部段中、特別是進入收集通道中的保護元件。

此外,控制室中的至少一些控制室可以由公用的隔膜封閉。密封
控制流體部段的公用的隔膜至少延伸越過控制室中的一些控制室,從
而形成密封的控制流體部段。因此,控制室形成控制流體部段的流動
側端部,該端部由公用的隔膜密封。隔膜的對相應的控制室進行密封
的隔膜部形成隔膜閥。因此,單個隔膜同時形成多個隔膜閥。

根據本發明的另一方面,隔膜設置在至少一個工藝流體管線與至
少一個控制流體管線之間。控制流體經由致動管線而的作用在隔膜上
以驅動與對應的隔膜部相關聯的那些隔膜閥,致動管線為控制流體管
線的一部分。在此,隔膜閥同時與至少一個工藝流體管線配合,從而
借助于移位的隔膜閥來允許或阻止工藝流體的流動。對應的隔膜部在
此代表閥元件,根據致動管線的致動而經由隔膜部來允許或中斷工藝
流體的流動。

此外,每個閥模塊均可以為包括用于每個控制閥單元的閥座的至
少一個隔膜閥的一部分,優選地選擇為使閥系統的每個閥座均可以由
隔膜密封。經由閥模塊、特別是借助于形成在閥模塊中的致動管線來
驅動形成隔膜閥的閥元件的隔膜部,以使得隔膜部從壓力釋放位置移
位至壓力加載位置。在隔膜閥的關閉位置中,對應的隔膜部靠置于閥
座并且密封閥座。

本發明的另一方面提供的是,控制流體部段具有模塊化的設計,
使得每個閥模塊均包括控制流體部段部分,各個閥模塊的控制流體部
段部分能夠設置成彼此流體連通。這使得由于各個閥模塊可以在彼此
之間互換而能夠實現閥系統的模塊化設計。這尤其是由于如下事實,
即,每個閥模塊均包括可以彼此聯接的工藝流體部段部分和控制流體
部段部分。

此外,閥模塊可以各自包括流體管線本體,在該流體管線本體中
至少形成有相關聯的閥模塊的供給通道。由此,通過單個本體提供對
閥模塊的所有控制閥單元的控制流體的集中供給。控制流體可以供給
至聯接至閥模塊的控制閥單元。

特別地,每個流體管線本體均包括供給通道,閥模塊的所有供給
通道均起始于該供給通道,該供給通道特別地以凹槽式型式形成并且
由公用的隔膜密封。控制流體經由該供給通道分配至各個供給通道,
以供給至閥模塊的對應的控制閥單元,從而能夠驅動隔膜閥。因此,
控制流體的集中供給和分配以及控制流體的密封通過隔膜來確保。

此外,閥模塊的供給通道各自包括聯接部,相鄰的閥模塊的供給
通道可以經由該聯接部流體連接。這使得能夠將相應的控制流體部段
部分彼此連接,以形成閥系統的公用的控制流體部段以及中央供給通
道,控制流體能夠經由公用的控制流體部段和中央供給通道供給至閥
系統的所有控制閥單元。因此,單個控制流體端口可足以向整個閥系
統供給控制流體。

本發明的另一方面提供的是,每個流體管線本體均包括公用的隔
膜所靠置的接觸區域,面向隔膜的端面上的槽狀部由隔膜封閉成形成
流體運送管線或室,特別地,槽狀部和/或室由突出的腹板限制并定
界,所述腹板的端面與隔膜接觸。因此,隔膜對對應的閥模塊的控制
流體部段部分進行密封,從而能夠確保控制流體不能經由流體運送管
線或室流出。突出的腹板確保在組裝閥系統時隔膜對腹板施加所需的
壓力。

如此以來,由于流體管線本體的通道可以在一個工位中銑磨以及
鉆孔或者可以被簡單地模制,因此可以以非常簡單的方式生產流體管
線本體。

此外,可以提供特別是呈板狀的連接元件,該連接元件具有用于
工藝流體的工藝流體端口和/或形成在連接元件上的用于控制流體的
至少一個控制流體端口,并且隔膜至少部分地、特別地大致以平面型
式擱置在該連接元件上。工藝流體和/或控制流體可以經由連接元件
供給至閥系統。連接元件還可以設計成使得所有的端口均形成在該連
接元件上。這導致整個閥系統僅有一側具有端口。隔膜可以與起始于
端口的管線直接配合。

根據一個實施方式提供的是,中央供給通道形成在連接元件中,
特別地,該中央供給通道以槽式型式形成并且由隔膜封閉。用于將控
制流體分配至各個控制閥單元的中央供給通道相應地布置在閥系統
的設置有用于控制流體和工藝流體的端口的部分中。因此,連接元件
也包括控制流體部段部分。

由隔膜封閉在其關閉位置中的閥座特別地設置在連接元件上。通
過閥模塊部分地形成的隔膜閥也由連接元件部分地形成。閥座與代表
閥元件的隔膜一部分相配合。因此,所有的隔膜閥由隔膜、連接板以
及相應地設置的閥模塊限定。

此外,工藝流體通道可以設置在連接元件中,該工藝流體通道可
以經由至少一個隔膜閥流體聯接至相關聯的工藝流體管線。工藝流體
可以經由隔膜閥從工藝流體管線流入到工藝流體通道中。工藝流體通
道可以具有與分析器連接的出口,以便對已經經由相應的隔膜閥切換
成流體連通的工藝流體進行分析。工藝流體通道特別地形成為槽狀或
凹槽狀并且同樣經由隔膜密封。因此,隔膜對控制流體部段和工藝流
體部段進行密封。

根據本發明的另一方面,連接元件在公用隔膜的與閥模塊相反的
一側延伸越過所有閥模塊。因此,公用隔膜設置在連接元件與相應的
流體管線本體之間,使得在控制流體管線和工藝流體管線形成為槽狀
或凹槽狀的情況下,隔膜與控制流體管線和工藝流體管線兩者相鄰并
且將控制流體管線和工藝流體管線密封。這也確保了隔膜為對所有隔
膜閥中的對輸送至閥系統的所有工藝流體的流動進行控制的一部分。

此外,接合管線可以設置在連接元件中,接合管線將各個閥模塊
的供給通道彼此連接,同時形成中央供給通道。在這種布置中,接合
管線特別地與相應的閥模塊的聯接區域相配合,從而實現供給通道之
間的流體聯接。因此,中央連接元件用于借助于接合管線將各個閥模
塊流體聯接并且代表控制流體部段的另一部分。閥模塊的側面上的流
體端口不是必需的。

特別地,隔膜包括位于接合管線的區域中的凹部,從而形成從閥
模塊穿過隔膜進入連接元件以及從連接元件穿過隔膜進入相鄰的閥
模塊的流體連通。因此,隔膜對控制流體管線的從閥模塊進入連接元
件以及從連接元件進入閥模塊的接合部進行密封。

在本發明的另一方面中提供的是,隔膜包括位于接合管線的區域
中的凹部,使得閥模塊的與中央供給通道相關聯的供給管線從中央供
給通道開始。這使得設置在流體管線本體中的供給管線能夠直接通向
形成在連接元件中的中央供給通道。

隔膜還可以包括位于排出管線的區域中的凹部,使得所有的排出
管線通向中央收集通道。中央收集通道同樣形成在連接元件中,并且
特別地形成為凹槽狀或槽狀。

根據本發明的另一方面提供的是,相鄰的閥模塊在沒有設置流體
端口的側面處彼此靠置。由于各個閥模塊設置有供給通道并且由于連
接元件中形成有聯接區域和中央供給通道,因此可以在側面上沒有任
何流體端口的情況下使閥模塊相互聯接。這允許各個閥模塊的特別容
易的更換。

附圖說明

其他優勢和特征將從以下描述以及所參照的附圖變得明顯,在附
圖中:

-圖1為根據本發明的模塊化閥系統的前側的立體圖,

-圖2為根據圖1的閥系統的局部分解圖,

-圖3為圖1的閥系統的后側的立體圖,其中,控制閥單元聯接
至該閥系統,

-圖4為根據本發明的閥系統在沒有連接元件的情況下的前側
的立體圖,

-圖5示出了圖4的細節的放大圖,

-圖6為閥模塊的前側的立體圖,其中,控制閥單元聯接至該閥
模塊,

-圖7為具有相聯接的圖6的控制閥單元的閥模塊的立體剖視
圖,

-圖8為根據第一實施方式的閥系統的立體剖視圖,其中包括處
于隔膜閥的關閉位置中的連接的工藝流體供給管線,

-圖9示出了處于隔膜閥的打開位置的圖8的圖示,

-圖10為根據圖1的閥系統的詳細圖示,

-圖11為圖10中詳細示出的閥系統的俯視剖視圖,

-圖12為根據圖1的閥系統的后側的立體圖,

-圖13為根據圖1的閥系統的后側的假設性的立體圖,其中部
分地示出了閥模塊,

-圖14為圖13的細節圖,

-圖15為根據圖1的本發明的閥系統的連接元件的后視圖,以

-圖16為根據第二實施方式的閥系統的立體剖視圖,其中包括
處于隔膜閥的關閉位置中的連接的工藝流體供給管線。

具體實施方式

圖1至圖3示出了閥系統10,在示出的實施方式中,閥系統10
具有模塊化設計并且包括三個閥模塊12。各個閥模塊12可以設置成
彼此流體連通的,如以下將說明的,但是各個閥模塊12代表單獨生
產的單元。

在閥模塊12中的每個閥模塊上均設置有用于若干個控制閥單元
16的電子單元14。控制閥單元16同樣聯接至對應的閥模塊12(參
見圖3)。在示出的實施方式中,針對每個閥模塊12設置八個控制閥
單元16,其中,控制閥單元16并排設置成在閥模塊12的整個寬度
上延伸。顯然,控制閥單元16可以特別地作為電磁閥單元來實現。

閥系統10還包括中央控制器——也被稱為電子通信系統18,該
電子通信系統18經由電子單元14驅動各個閥模塊12,并且電子通
信系統18代表閥系統10的上級控制單元。

從圖1至圖3還可以得知,閥系統10包括連接元件20,該連接
元件20具有大致板狀設計。連接元件20連接至閥模塊12,并且連
接元件20設置在閥模塊12的與控制閥單元16相反的一側。

連接元件20經由緊固件21(參見圖1)牢固地連接至閥模塊12。
緊固件21可以通過螺釘實施。

圖1和圖2示出連接元件20包括若干個端口,這些端口為控制
流體端口22以及若干個工藝流體端口24(僅為工藝流體端口24中
兩個工藝流體端口提供了附圖標記)。經由控制流體端口22對閥系統
10供給控制流體,例如壓縮空氣,該控制流體用于控制設置在閥系
統10中的任何閥,如以下將說明的。這些閥控制經由相應的工藝流
體端口24供給至閥系統10的工藝流體。

可以經由端口中的成列布置的若干個工藝流體端口24來對閥系
統10供給多種工藝流體,穿過閥系統10的所述工藝流體的相應的流
動經由相關聯的控制閥單元16對應地控制。這也將在下文基于圖8
和圖9進行說明。

此外,連接元件20包括兩個工藝流體出口25,經由工藝流體端
口24輸送至閥系統10的工藝流體可以從工藝流體出口25再次排出。
在示例中,對對應的工藝流體進行分析的分析器可以連接至工藝流體
出口25。替代性地,閥系統10可以經由工藝流體出口25沖洗。

閥系統10還包括三個流出開口26,控制流體可以以受控的方式
從流出開口26排出,如以下說明的。在示出的實施方式中,每個閥
模塊12均包括流出開口26,在每個流出開口26中均設置有消聲器
27,從而使控制流體的流出噪音減弱。此外,消聲器27用作密封元
件以防止雜質進入閥系統10中。然而,消聲器27基本上代表可選元
件。

特別地,流體端口22至26以及消聲器27可以旋擰到連接元件
20中。

閥系統10還包括安裝框架28,該安裝框架28用于將閥系統10
緊固至支承件(在此未示出),例如緊固至電氣控制柜中的支承件。
為此,支承件設置在安裝框架28與連接元件20之間,使得閥系統
10可以經由緊固元件30可靠地緊固至支承件。在安裝在電氣控制柜
中之后,不能觀察到整個閥系統10,而僅可以觀察到連接元件20的
前側。這就是連接元件20可以由具有高品質的外觀并且堅固的材料、
例如不銹鋼制成的原因。

此外,連接元件20在其前側設置有用于此處未示出的密封元件
的周緣環繞凹槽31(圖2),并且周緣環繞凹槽31在安裝時靠置于對
應的支承件。

圖4示出了在沒有連接元件20的情況下的圖1至圖3的閥系統
10。這允許觀察閥系統10的位于連接元件20的后面的用于控制流體
的管線和通道。從圖4顯而易見的是,所有的閥模塊12在構型上相
同,使得閥模塊12能夠互換并且其它的閥模塊12能夠在短時間內容
易地安裝。

閥系統10包括控制流體部段32,該控制流體部段32包括用于
輸送控制流體的各個控制流體管線34。將基于圖5至圖7對各個控
制流體管線34及其功能進行詳細說明。作為基本原理,所有控制流
體管線34均經由單個控制流體端口22直接或間接地供給以控制流
體。

圖5以放大視圖示出了圖4的兩個相鄰的閥模塊12的連接區域,
而圖6示出了單個閥模塊12,其中,控制閥單元16設置在該單個閥
模塊12上。圖7以剖視圖示出了圖6中示出的閥模塊12。

示出的實施方式的閥模塊12均具有其自有的流體管線本體36,
并且所有的控制流體管線34形成在所述流體管線本體上并且形成在
所述流體管線本體中(圖6)。每個流體管線本體36均形成為一體件
并且包括具有不同高度的兩個板狀部36a、36b。此外,流體管線本
體36可以由注射模制的塑料部件制成。

每個閥模塊12均包括供給通道38,該供給通道38在對應的閥
模塊12的前端面40上形成為凹槽式通道。供給通道38大致延伸越
過閥模塊12的或流體管線本體36的整個寬度、特別地延伸越過寬度
的80%與100%。

在圖1、圖2和圖4中設置在左手側的閥模塊12的供給通道38
流體地連接至設置在連接元件20上的控制流體端口22,使得在此處
輸送至閥系統10的控制流體到達供給通道38處。控制流體從供給通
道38開始經由供給管線42供給至閥模塊12的各個控制閥單元16(圖
7)。閥模塊12的每個控制閥單元16均具有與每個控制閥單元16相
關聯的供給管線42。

每個供給管線42從端面40(以及設置在該位置處的供給通道38)
延伸穿過流體管線本體36到達聯接有相關聯的控制閥單元16的交界
面44(圖7)。加壓的控制流體經由相應的交界面44供給至控制閥單
元16。

此外,每個交界面44均以使得控制閥單元16中的一個控制閥單
元可以聯接至流體管線本體36的方式形成。這意味著交界面44同時
具有用于控制閥單元16的容置區域。

此外,交界面44中的每個交界面均為致動管線46的起點,該致
動管線46同樣延伸穿過閥模塊12的流體管線本體36(圖7)。致動
管線46從交界面44延伸至端面40,但在端面40的前方,致動管線
46各自通向如在俯視圖中所觀察到的呈橢圓形的控制室48。

每個控制室48均與隔膜(在此未示出)配合以形成由控制流體
驅動的隔膜閥50。以下將基于圖8和圖9對功能進行說明。

此外,每個交界面44均為同樣延伸穿過流體管線本體36到達端
面40的排出管線52的起點。排出管線52在端面40處全部通向公用
的螺母式或槽式(nut-ortrough-like)收集通道54。收集通道54以
與供給通道38大致平行的方式延伸,其中,收集通道54在端面40
上設置在供給通道38的上方(圖6)。

閥模塊12的每個收集通道54均包括分離區域56(圖6),該分
離區域56聯接至連接元件20中的在圖1和圖2中示出的流出開口
26。

總之,聯接至閥模塊12的每個控制閥單元16均設置有供給管線
42、致動管線46、控制室48、隔膜閥50和排出管線52。

在示出的不應以限制性方式理解的實施方式中,每個閥模塊12
均包括以組合的方式形成控制流體部段部分58的供給通道38、八個
供給管線42、八個致動管線46、八個控制室48、八個排出管線52
以及一個收集通道54。在控制流體部段部分58彼此聯接的情況下,
所有閥模塊12的控制流體部段部分58的整體形成整個閥系統10的
控制流體部段32。

各個閥模塊12的聯接經由在圖5中特別地示出的聯接部60執
行。

在每個供給通道38的端部上形成有聯接部60,聯接部60可以
各自聯接至相鄰的閥模塊12的聯接部60以實現所有閥模塊12的連
續的控制流體供給。為此,設置了接合管線(此處未示出),以下將
借助于圖10和圖11對接合管線進行說明。

聯接的供給通道38整體形成中央供給通道62(圖4),控制流體
經由該中央供給通道62供給至設置在閥系統10中的所有控制閥單元
16。這使得對整個閥系統10的控制流體的分配僅經由單個控制流體
端口22實現。

此外,從圖4至圖7顯而易見的是,螺母式或槽式供給通道38
和收集通道54以及控制室48由突出的腹板64限制并定界。在示例
中,這些腹板64中的一個腹板將收集通道54與供給通道38隔開。
腹板64從端面40突出以形成用于隔膜(在此未示出)的前端接觸區
域68。

此外,閥模塊12中的每個閥模塊的端面40上設置有間隔元件
66。間隔元件66同樣從端面40突出、同時突出穿過隔膜40(圖10)。

間隔元件66還設置在形成在流體管線本體36內的袋狀部70處。
可以將用于實現為螺栓的緊固件21的螺母插入到袋狀部70中以確保
閥模塊12在連接元件20上的附接。間隔元件66具有環狀設計,使
得緊固件21能夠延伸穿過該間隔元件66進入到袋狀部70中。

此外,在圖6和圖7中特別地示出的是,每個閥模塊12均包括
用于接納電子單元14的接納凹槽72,電子單元14經由圖6和圖7
中示出的通信界面74驅動控制閥單元16。

現在將借助于圖8至圖12對相應的控制流體管線34的功能以及
整個閥系統10的功能進行說明。

圖8和圖9以立體剖視圖示出了根據第一實施方式的閥系統10,
該閥系統10包括連接的工藝流體供給管線76,工藝流體經由該工藝
流體供給管線76供給至閥系統10。

工藝流體供給管線76插入到工藝流體端口24中的一個工藝流體
端口中并且將工藝流體輸送至設置在連接元件20中的工藝流體管線
78。

工藝流體管線78由示出的設置在連接元件20與閥模塊12或流
體管線本體36之間的隔膜80限制。

如從示出了閥系統10的后側的圖12顯而易見的是,形成為單件
的隔膜80延伸越過所有的閥模塊12。

在示出的實施方式中,隔膜80對控制室48、螺母式或槽式收集
通道54以及螺母式或槽式供給通道38進行密封。因此,隔膜80對
所示閥模塊12的控制流體部段部分58進行密封。由于隔膜80延伸
越過所有的閥模塊12,因此隔膜80基本上將所有閥模塊12的控制
流體部段部分58密封,并且因此將整個閥系統10的控制流體部段
32密封。

此外,隔膜80具有靠置閥模塊12的所有控制室48的若干個部
分,并且隔膜80與每個控制室48一起形成隔膜閥50,該隔膜閥對
輸送至閥系統10的工藝流體進行控制。為此,連接元件20包括隔膜
閥50的閥座82,在如圖8中所示的關閉位置中,用作閥元件的隔膜
部84靠置于所述閥座。在關閉位置中,經由示出的工藝流體供給管
線76輸送至閥系統10的工藝流體不能流入設置在連接元件20中的
相鄰的工藝流體通道86中。工藝流體通道86還具有槽或凹槽的形狀
并且同樣由隔膜80密封。

為了將隔膜閥50保持在示出的關閉位置中,控制閥單元16(此
處未示出)以使得供給管線42與致動管線46之間存在流體連通的方
式控制交界面44。在該過程中,加壓的控制流體可以經由供給通道
38、從供給通道38分支的供給管線42、交界面44以及致動管線46
流入對應的控制室48中并且壓靠隔膜部84。與工藝流體管線78和
工藝流體通道86相關聯的隔膜部84壓靠形成在連接元件20上并為
工藝流體管線的口部定界的閥座82,使得隔膜閥50關閉并阻擋任何
工藝流體的流動(圖8)。

在圖9中,隔膜閥50處于打開位置,在該打開位置中,工藝流
體管線78與工藝流體通道86之間存在流體連接。

為了從圖8所示的關閉位置切換至圖9所示的打開位置,與控制
室48相關聯的控制閥單元16對控制流體進行控制以使得控制室48
中先前存在的超壓不再存在。為此,控制閥單元16建立起在致動管
線46(包含加壓的控制流體)與排出管線52之間的流體連通。同時,
工藝流體壓靠隔膜部84,從而使隔膜部84能夠使控制流體移出控制
室48。

由此,隔膜部84被迫壓至圖9中示出的位置,在該位置中,隔
膜部84靠置于流體管線本體36中的控制室48的壁部。

移出控制室48的控制流體經由控制閥單元16的交界面44并且
經由排出管線52流入收集通道54中。移出的控制流體從收集通道
54流向分離區域56并且流動至設置在連接元件20中的流出開口26。
控制流體可以經由流出開口26以及設置在流出開口26中的消聲器
27以低噪音流出。

經由工藝流體供給管線76輸送至閥系統10的工藝流體穿過打開
的隔膜閥50流入到工藝流體通道86中并且到達可以設置有分析器的
兩個工藝流體出口25處。可以在此處對供給的工藝流體進行分析。

電子通信系統18對對應的閥模塊12的電子單元14進行控制,
使得與示出的工藝流體管線76相關聯的控制閥單元16通過加壓而使
隔膜閥50再次移動至關閉位置,如已借助于圖8說明的。隨后,電
子通信系統18可以驅動相鄰的控制閥單元16以打開與相鄰的控制閥
單元16相關聯的隔膜閥50。這使得與相鄰的控制閥單元16的工藝
流體端口24相關聯的工藝流體可以經由打開的隔膜閥50流入到工藝
流體通道86中。

一般而言,隔膜80包括若干個隔膜部84,該若干個隔膜部與控
制室48一起形成隔膜閥50。每個隔膜閥50均與控制閥單元16相關
聯并且由控制閥單元16對應地驅動以控制經由工藝流體端口24中的
一個工藝流體端口輸送至閥系統10的特定的工藝流體的流動。

從工藝流體端口24開始的所有工藝流體管線78以及工藝流體通
道86的與閥模塊12相關聯的部分形成工藝流體部段部分88。所有
閥模塊12的所有工藝流體管線78以及整個工藝流體通道86形成閥
系統10的工藝流體部段90,工藝流體部段90包括與各個閥模塊12
相關聯的相應的工藝流體部段部分88。

由于隔膜80延伸過所有的閥模塊12,因此隔膜80密封整個閥
系統10的控制流體部段32和工藝流體部段90,并且同時形成所有
的隔膜閥50。

圖8和圖9還示出了隔膜80靠置于閥模塊12的接觸區域68。
腹板64與間隔元件66形成為使得由腹板64和間隔元件66限定的接
觸區域68形成用于隔膜80的壓力表面,所需的用于隔膜80的壓力
經由該壓力表面提供。該壓力確保了隔膜80可靠地密封各個控制流
體管線34。

此外,由于隔膜80具有供緊固件21延伸穿過的凹部(未示出),
因此隔膜80經由間隔元件66間接地居中。僅在隔膜80的正確布置
的情況下,凹部才與間隔元件66重疊,使得緊固件21可以延伸穿過
連接元件20、隔膜80以及設置在隔膜中的凹部并且穿過間隔元件66。
隨后,緊固件21將與袋狀部70中的螺母配合,使得它們在閥系統
10中產生壓力,從而以所需壓力將隔膜80夾持在連接元件20與閥
模塊12之間。

圖10和11假設性地示出了相鄰的閥模塊12如何經由相應的聯
接部60彼此聯接。在假設性的圖示中,隔膜80僅部分地示出。聯接
部60經由接合管線92彼此連接,該接合管線92形成在連接元件20
中并且具有如在俯視圖中觀察到的U形形狀。在圖10中示出的圖示
中,僅可以觀察到連接元件20的通過界定接合管線92的表面假設性
地示出的接合管線92,以示出流體聯接。因此,連接元件20示出為
簡化成接合管線92。

相應的閥模塊12的各個供給通道38經由接合管線92流體地聯
接至彼此,以形成閥系統10的中央供給通道62。

隔膜80中設置有凹部94(圖11),使得控制流體可以經由第一
閥模塊12的供給通道38穿過隔膜80涌入到連接元件20中的接合管
線92中。控制流體此時可以從該接合管線92再次穿過隔膜80流入
相鄰的閥模塊12的供給通道38中。因此,控制流體可以部分地流動
穿過閥模塊12和連接元件20。因此,閥系統10的控制流體部段32
由閥模塊12和連接元件20兩者形成。

聯接相鄰的閥模塊12的這種方式允許實現閥模塊12的沒有任何
流體端口的側面,使得所述側面可以具有彼此接觸的完整表面,從而
簡化閥模塊12的生產。所有閥模塊12的或閥系統10的連續的控制
流體供給借助于連接元件20提供。通過這種措施,由于在更換閥模
塊12時不需要對側向流體連接部進行密封,因此顯著地簡化了閥模
塊12的更換。這意味著閥系統10具有顯著改善的可維護性。

圖12至圖15從后側以不同視角示出了根據第一實施方式的閥系
統10。

在圖12中可以觀察到可以供各種控制閥單元16聯接的相應的交
界面44。

圖13和圖14示出了閥系統10的假設性圖示,由于未示出整個
閥模塊12,而是僅示出了設置在端面40及其腹板64上的控制流體
管線34,且未示出流體管線本體36。這兩個附圖僅用于使控制流體
管線34與連接元件20和隔膜80相配合的方式可視化。

另外,在圖13中可特別地觀察到的是,隔膜80與所有的閥模塊
12相配合并且隔膜80形成閥系統10的所有隔膜閥50。

圖15從后側示出了連接元件20,以便從后側示出端口22至端
口26(在圖1和圖2中從前側示出端口22至端口26)以及用于緊固
件21的開口。

總的來說,設置了用于每個閥模塊12的單個控制流體端口22和
一個流出開口26、用于緊固件21的三個開口、以及用于每個可連接
的控制閥單元16的一個工藝流體端口24。

此外,兩個接合管線92示出為將閥系統10的三個閥模塊12在
流體方面彼此聯接以形成中央供給通道62并確保控制流體的連續分
布。

從圖15還可以得知,工藝流體通道86以槽狀或凹槽狀的形式連
續地形成在連接元件20中。

此外,示出了用于電子通信系統18的兩個緊固開口96。

圖16示出了閥系統10的第二實施方式,該第二實施方式與先前
的附圖中示出的第一實施方式僅在下述方面不同:連接元件20包括
所有的凹槽式流體管線。這意味著,除了工藝流體通道86之外,連
接元件20還包括供給通道38以及相應的閥模塊12的收集通道54,
從而顯著地簡化了流體管線本體36的生產。

在第二實施方式中,各個閥模塊12的供給通道38形成為連續的
以便彼此連接,使得連接元件20包括中央供給通道62,各個供給管
線42從該中央供給通道62開始直接引向對應的控制閥單元16。

在第二實施方式中,隔膜80還包括凹部98,使得供給管線42
可以與設置在連接元件20中的中央供給通道62通過隔膜80的其他
的凹部98流體連通。這允許控制流體經由形成在連接元件20中的中
央供給通道62直接輸送至供給管線42。

閥模塊12的收集通道54同樣是連續的并且形成連接元件20中
的中央收集通道100,其中,所有的排出管線52直接通向連接元件
20。為此,隔膜80包括使形成在閥模塊12中的排出管線52與連接
元件20之間能夠流體連通的額外的凹部102。中央收集通道100以
槽式或凹槽式設計形成在連接元件20中,特別地形成在中央供給通
道62的上方。

在該實施方式中,隔膜80密封全部形成在連接元件20中的所有
的槽式通道和管線。閥系統10的控制流體部段32和工藝流體部段
90由公用的隔膜80密封。

在第二實施方式中,由于沒有設置用于形成供給通道48和收集
通道54的突出的腹板,因此閥模塊12的端面40可以相應地設計為
平坦的。

一般而言,根據本發明的閥系統10僅具有單個控制流體端口22,
控制流體可以經由該控制流體端口22供應至整個閥系統10的所有控
制閥單元16。

在示例中,這種閥系統10可以在水處理設備例如反滲透設備或
海水淡化設備中使用,以用于監測水質,其中,例如將所處理的水用
作工藝流體,該水的鹽含量在分析器中進行監測。

同時,鹽含量允許對用于處理水的滲透隔膜的功能進行監測。已
進行了不同程度的處理并且可以在不同情況下通過閥系統10輸送至
分析器的水經由大量的工藝流體端口24供給至閥系統10。為此,依
次連續地切換各個隔膜閥50,該過程通過電子通信系統18以及相關
聯的控制閥單元16的對應的致動來執行。由于所述的切換各個隔膜
閥50的設計,因此特別易于經由用于控制流體的單個控制流體端口
22來操作整個閥系統10(以及連接至閥系統10的控制閥單元16)
——因為不存在關于控制流體的不同的或變化的需要。

在提供中央提取點或測量點的情況下,由于閥系統10允許將所
有的工藝流體以連續且自動的方式供給至分析器,因此這允許水處理
裝置的監測的自動操作。

閥系統10的簡單設計的優點特別地在于,所有的流體端口22、
24、25、26均由隔膜80密封并且還設置在連接元件20上。這允許
以容易的方式將閥系統10安裝在電氣控制柜中。在更換隔膜80時,
所有的流體端口22、24、25、26均可以保持與它們的供給管線的連
接,從而顯著地減少維修費用。

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模塊化 系統
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