阅读说明：本技术 用于分配流体的可配置阀门以及为该阀门设定参数的方法 (Configurable valve for dispensing fluids and method of setting parameters for the valve ) 是由 J-F·维斯特 于 2018-10-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种阀门(1),所述阀门用于装配在基座上以旨在控制流体分配,并且所述阀门包括壳体(2)和多个孔口(O),这些孔口(O)用于使流体输入到所述壳体(2)内部或使所述壳体内部的流体输出。此外,所述阀门(1)包括多个分配器(4),所述多个分配器布置在所述壳体(2)中并且布置用于控制流体在所述阀门(1)内部的循环,并且,所述阀门(1)包括布置在所述壳体(2)中的电子卡(6),所述电子卡(6)配置用于存储真值表格(60),所述真值表格使由所述阀门(1)接收的每个控制信号与所述分配器(4)的预定定位相关联。所述电子卡(6)还配置用于管理所述分配器(4)从一个位置到另一位置的转换模式。(The invention relates to a valve (1) intended to be fitted on a base with the aim of controlling the dispensing of a fluid and comprising a housing (2) and a plurality of orifices (O) for the input of the fluid inside the housing (2) or for the output of the fluid inside the housing. Furthermore, the valve (1) comprises a plurality of distributors (4) arranged in the housing (2) and arranged for controlling the circulation of fluid inside the valve (1), and the valve (1) comprises an electronic card (6) arranged in the housing (2), the electronic card (6) being configured for storing a truth table (60) associating each control signal received by the valve (1) with a predetermined positioning of the distributors (4). The electronic card (6) is also configured for managing the switching modes of the dispenser (4) from one position to another.)

用于分配流体的可配置阀门以及为该阀门设定参数的方法

技术领域

本发明涉及一种用于分配流体的阀门、一种包括该阀门的流体分配装置、以及一种为该阀门设定参数的方法。

背景技术

传统地，流体阀门(例如，气动电磁阀门)包括用于引入或输出流体的多个孔口以及用于开关和控制加压流体循环的部件。通常的，流体分配器配置用于实现流体的单个预定分配功能，也就是说，响应于同一控制信号，流体阀门总是以相同的方式穿过该阀门所装配在的基座在输出端处分配该流体。

这些传统的流体分配装置的缺点在于，每当用户希望修改在输出端处所执行的功能时，都需要更换阀门。因此，这就要求用户为每个功能设置一个阀门，这会在存储方面、维护方面或生产率改变方面产生约束。

发明内容

因此，本发明旨在通过提供一种能够执行多种不同功能的流体分配阀门来克服该缺点。

为此，本发明的目的在于提供一种用于装配在基座上以旨在控制流体分配的阀门，该阀门包括壳体和多个孔口，这些孔口用于使流体输入到所述壳体内部或使所述壳体内部的流体输出，其特征在于，所述阀门包括多个分配器，所述多个分配器布置在所述壳体中并且布置用于控制流体在所述阀门内部的循环，并且，所述阀门包括布置在所述壳体中的电子卡，所述电子卡配置用于存储真值表格，所述真值表格使由所述阀门接收的每个控制信号与所述分配器的预定定位相关联。

因此，分配器响应于输入信号的定位取决于由所述电子卡存储的真值表格，因此根据本发明的阀门能够独自地执行多种不同的功能，一个功能由一个真值表格限定。并不需要如现有技术中那样更换阀门来改变功能。只需修改由电子卡记载的功能就足够了。还注意到，根据本发明的阀门以自主且对用户透明的方式运行，同时，外部控制信号保持标准。

根据实施例，所述装置包括连接部件，所述连接部件配置用于使所述电子卡能够与用户终端连接，以旨在从所述用户终端向所述电子卡转移真值表格。

这使得能够从该用户终端向电子卡转移另一真值表格。因此，通过使电子卡与用户终端连接，用户可自行修改由所述电子卡存储的真值表格，以使得由所述电子卡发送到分配器的操控信号响应于外部控制信号地修改。

根据实施例，所述装置包括流体再循环部件，所述流体再循环部件配置用于回收由所述分配器中的一个排放的流体中的至少一部分，以旨在再利用所述流体。

这能够大量节省能源。

根据实施例，所述电子卡配置用于管理所述分配器从一个位置到另一位置的转换模式。

这能够限定序列(也就是说，用于打开或关闭分配器的输入管道或输出管道的命令，或分配器从一个位置到另一位置的转换速度)。

传统地，在现有技术的流体分配阀门中，从一种状态到另一状态的转换通过技术选择进行限定以及通过所讨论阀门的机械布置进行限定，并因此是不变的。例如，在气动阀门的情况下，从其中第一输出端口置于加压情景且第二输出端口置于排出情景的状态向其中第一输出端口置于排出情景且第二输出端口置于加压情景的状态的切换或逆向的切换同步地实施，因为通常采用的机械构造彼此组合并且之间连接着用于流体流通的设施。联系经由用户终端安装的真值表格使用电子卡控制多个分配器，该使用能够根据用户的需求适配状态改变，并由此带来可调整且可修改的时间偏移或条件偏移。

根据实施例，所述阀门包括与所述电子卡连接的压力测量部件或流量测量部件。

这能够优化流体从一个分配器到另一分配器的转移，以便不会有害地影响阀门对输入信号的响应时间，特别是在流体再循环的情况下。在该情况下，输出孔口之间的压力的差动测量或流体流速的差动测量能够调整和优化流体再循环所需的时间，同时遵循所追求的循环时间。在从一个状态到另一状态的转换期间，该设置还能够安装条件偏移，该条件偏移建立在压力值或流量值的基础上。这些参数在阀门内部且由电子卡管理，并因此在用户安装时既不需要附加的设备也不需要额外的外部控制逻辑。

根据实施例，所述阀门包括装载在所述壳体中的电能存储元件，所述电能存储元件配置用于为所述电子卡供应能量。

因此，所述阀门在维护操作或改进操作的范围中提供了更多的使用机会，并且所述阀门还与已经安装的系统兼容。

根据实施例，所述电子卡至少部分地布置在所述分配器上方。

所述电子卡的该定位能够不影响所述阀门的宽度或长度，并由此能够享有使得壳体保持与基座连接所需的标准尺寸的好处，即使存在电子卡。这因此允许使用所述阀门来替换装配在具有标准连接界面的基座上的标准阀门，例如符合标准ISO15407-2或5599-2。

根据实施例，所述装置包括五个孔口。

该特征能够使用两个孔口作为加压流体引入孔口以及一个孔口作为排放孔口。因此，这允许在输入端处使用不同的压力。

根据实施例，所述装置包括四个分配器，所述四个分配器是两个孔口两个位置型的。

具有四个2/2型分配器的该配置能够通过标准且不昂贵的分配器来实施多种功能。

根据实施例，所述分配器包括双稳态致动器。

使用所述双稳态致动器的优点在于减少了能量消耗，因为从一个位置到另一位置的切换由极化脉冲信号控制，也就是说，正电压脉冲或负电压脉冲分别响应于定位命令的上升前沿或下降前沿。

根据实施例，所述分配器包括比例致动器。

这能够或多或少地打开所述分配器的输入孔口或输出孔口，以便获得相对于由电子卡发送的操控信号的流量比例或压力比例。

根据另一方面，本发明的目的还在于提供一种流体分配组件，所述流体分配组件包括根据上述权利要求中任一项所述的阀门以及用户终端，所述用户终端包括多个真值表格。

根据实施例，所述用户终端包括配置用于使用户能够创建真值表格和/或转换模式的程序。

因此，用户可创建适配于自身需求的且并不存在于真值表格的库中的功能或真值表格。

根据第三方面，本发明的目的还在于提供一种具有上述特征的阀门的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：

-使所述阀门与用户终端连接，

-使真值表格从该用户终端转移到该阀门的电子卡。

该方法使用户能够根据需求自行修改由根据本发明的阀门执行的功能。

根据实施例，在转移步骤之前，进行从预定真值表格的库中选择真值表格的选择步骤或经由由用户终端执行的程序创建真值表格的创建步骤。

根据一种可能性，所述方法包括使用所述壳体的两个孔口来引入加压流体，以及使用所述壳体的单个孔口来排放流体。

该使用能够在输入端处使用不同的压力，并由此能够为用户提供更多的可能性。

附图说明

通过阅读下文作为非限制性示例给出的实施例的详细说明和附图，本发明的其它特征和优点将更加清楚，在附图中：

-图1是根据本发明实施例的阀门的透视图，

-图2是根据本发明实施例的阀门的剖视图，

-图3是根据本发明实施例的阀门的透视图，所述阀门没有壳体，

-图4和图5是流体分配装置的透视图，所述流体分配装置包括根据本发明实施例的阀门，

-图6是流体分配装置的示意图，所述流体分配装置包括根据本发明实施例的流体阀门，

-图7A是根据本发明实施例的阀门的分配器布置的示意图，

-图7B是根据图7A的阀门的分配器布置的示意图，所述阀门还包括流体再循环分配器，

-图7C是根据本发明实施例的5/3型阀门的示意图，

-图7D示出了真值表格，所述真值表格使根据本发明实施例的阀门能够执行预定功能，

-图8是由标准的5/3型分配器执行的功能的示意图，与根据图7C的5/3型阀门作比较，

-图8A是根据本发明实施例的阀门的分配器布置的示意图，

-图8B是根据图8A的阀门的分配器布置的示意图，所述阀门还包括流体再循环分配器，

-图9A和图9B是流体分配装置的透视图，所述流体分配装置包括根据本发明实施例的流体阀门。

具体实施方式

图1示出了根据本发明实施例的用于分配流体的阀门1(更确切地，电磁阀门)。所述阀门1可为气动阀门或液压阀门。

所述阀门1配置用于装配在基座150上。所述基座用于给所述阀门1引来加压流体，并且用于在所述阀门1与一个或多个致动器(例如，气动压缸或液压压缸)之间建立流体连接。

所述阀门1是“多合一”型阀门或通用阀门，从该意义上说，该阀门1能够执行多种功能而无需被替换，这将在下文中详细描述。特别地，所述阀门1可由自身替换3个或5个孔口2个位置类型的传统阀门以及替换5个孔口3个位置类型的传统阀门。

所述阀门1包括：外壳或壳体2，所述外壳或壳体配置用于与基座连接；多个端口或孔口O，所述多个端口或孔口用于使流体输入到所述阀门1内部或输出到所述阀门外部；至少两个分配器4，所述至少两个分配器配置用于控制流体在所述阀门1内部的循环；以及电子卡6，所述电子卡配置用于存储真值表格60(图7D)，所述真值表格使由所述阀门接收的每个控制信号与所述分配器4的预定定位相关联。传统地，控制信号由控制器110向所述阀门1传送。

壳体2可具有大体上平行六面体的形状。所述壳体2定尺寸成例如满足标准ISO15407-2或5599-2。这使得能够设置多合一型阀门1，所述多合一型阀门可安装在标准设备上以便优化成本，或者可替换具有标准尺寸的阀门200，或者与标准阀门200相关联，如图9A、图9B上所示。所述壳体2包括用于与基座连接的连接面20。所述孔口O优选地通到所述连接面20。

所述电子卡6布置在壳体4内部。优选地，所述电子卡6布置在壳体2的与安设有端口O的一侧相反的一侧，所述端口用于与基座连接。特别地，所述电子卡6可相对于轴线A定位在分配器4上方，所述轴线与壳体2的连接面20基本正交。

根据附图(例如，图7A)的示例，阀门1可包括至少四个(优选地五个)孔口O，其中，至少一个加压流体进口孔口O1允许为阀门1供应加压流体，两个流体输出孔口O2、O4用于使流体朝向一个或多个致动器(例如，压缸)(未显示)输出，以及至少一个排出孔口(优选地两个排出孔口O3、O5)能够使阀门1排放其中循环的流体。

由于此处存在用于与致动器连接的两个输出孔口O2、O4，存在两个可能的外部控制信号：用于控制孔口O2的流量的第一控制信号以及用于控制孔口O3的流量的第二控制信号。这两个控制信号对应于图7D上可见的四个可能组合：两个信号均未激活、仅第一控制信号激活、两个控制信号同时激活、仅第二控制信号激活。

电子卡6包括微处理器，所述微处理器配置用于根据经存储的真值表格60将由阀门1接收的每个控制信号翻译成用于控制分配器4的预定定位的操控信号。因此，所述微处理器根据经存储的真值表格60控制分配器4的定位。

为了修改由微处理器存储的真值表格60并由此修改阀门1的功能而无需由另一阀门替换所述阀门，所述阀门1包括配置用于使电子卡6与用户终端8连接的连接部件，所述用户终端存储预定真值表格60的库，例如为计算机、平板电脑、移动电话或可编程工业控制器API110(用英语表示为PLC(即，Programmable Logic Controller))，以便向电子表6转移另一真值表格。因此，所述阀门1可根据用户的需求进行配置。如图6上象征性所示，连接部件可为有线的(例如，例如M12或USB连接器类型的连接端口22)以及/或者无线的(例如，蓝牙或Wifi类型的通信单元24)。连接端口22(尤其是M12连接器)有利地定位在阀门1的上表面上，也就是说，与用于与基座连接且安设有孔口O的下表面相反，优选地，最接近电子卡6的表面。

如图9A、图9B上所示，连接部件可包括IO-Link类型的网关21，所述网关能够使阀门1与用户终端8连接，尤其是与控制器110连接，以便为阀门1设定参数并且/或者为电子卡6供能。IO-Link类型的网关21允许双向通信：从用户终端8到阀门1以发送和接收真值表格60；从阀门1到用户终端8以发送和接收状态数据，例如输出端的激活状态(借助于输出孔口处的压力)、所实施的循环次数、甚至是泄漏等级或响应时间(通过测量压力变化)。

分配器4对应于基本功能块。所述分配器4布置在壳体2内部。每个分配器4可使阀门1的至少两个孔口O联接，以控制流体在阀门1内部的循环。所述分配器4可为气动分配器或液压分配器，例如电磁阀门。每个分配器4可包括主体、在所述主体内部在至少两个位置之间可动的可动元件(抽屉或活门)以及致动器14、45、12、23(例如，螺线管)，所述致动器配置用于使可动元件移动。所述致动器与电子卡6连接，如图6上象征性所示。

优选地，所述分配器4是标准分配器。例如，所述分配器4可为3个孔口3个位置类型(图8A)或2个孔口2个位置类型(图7A)的分配器。

为了实施所有传统的气动功能或液压功能，所述阀门1可例如包括具有至少四个2/2(2个孔口，2个位置)类型的分配器4的配置，如图7A上所示。分配器4a用于使孔口O1和O4连通，分配器4b用于使孔口O1和O2连通，分配器4c用于使孔口O4和O5连通，分配器4d用于使孔口O2和O3连通。通过组合分配器4a、4b、4c和4d的作用，可再现任何类型的标准分配器，并且可添加功能。

作为比较性示例，图8示出了5/3(5个孔口，3个位置)类型的标准分配器100，所述标准分配器的中心位置具有经封堵的孔口。该标准分配器也称作具有封闭中心的5/3型分配器。该标准分配器提供了三种不同的状态。根据第一状态，用于操控器14、12的两个控制信号是不激活的，分配器100处于中心位置(图8)。根据第二状态，仅用于操控器14的控制信号是激活的，分配器100切换到左侧块(因此从图8中的位置向右移动)。根据第三状态，仅用于操控器12的控制信号是激活的，分配器100切换到右侧块(因此从图8中的位置向左移动)。由于操控器12、14的两个控制信号同时是激活的情形导致与第一状态类似的结果，因此不存在可能的第四状态。相反地，具有图7A的配置的阀门1能够根据两个控制信号同时是激活或不激活的而分派出不同的结果。因此，如图7C和图7D上所示，当两个控制信号均是不激活的时，所述阀门1占据所有孔口O都封堵的中心位置的等效位置；但当两个控制信号同时是激活的时，所述阀门1占据具有向排出口打开的中心的中心位置，其中，孔口O2和O4分别与孔口O3和O5连通。真值表格60使控制信号的每个组合与用于激活或不激活分配器4a、4b、4c、4d中的每个的致动器14、45、12、23的操控信号相关联。

有利地，电子卡6可配置用于管理分配器4从一个位置到另一位置的转换模式，所述转换模式来自多个转换模式或来自可能的转换模式的组合。换句话说，电子卡6的微处理器可配置用于决定打开或关闭阀门1的流体循环管道的命令。为了能够有效地管理转换模式，尤其是为了优化流体的转移以减少阀门1的响应时间，所述阀门1可包括与电子卡6连接的压力测量部件或流量测量部件(例如，压力传感器16)。例如，所述压力测量部件或流量测量部件可布置用于在一个或多个输出孔口O2、O4位置处测量压力或流量，如图7E上所示。

所述阀门1可有利地包括流体再循环部件，所述流体再循环部件配置用于在分配器向另一位置转变时回收由分配器4中的至少一个排放的流体中的至少一部分。在由用于触发状态变化的操控信号控制的转换期间，经回收的流体被重新引导向第二分配器4。

如图7B上可见，流体再循环部件可包括流体回收分配器18，所述流体回收分配器例如用于使输出孔口O2、O4联接。流体回收分配器18还与分配器4连接。

事实上，当输出孔口O2或O4中的一个置于加压情景以向致动器发送压力时，在不存在再循环部件的情况下，朝向另一输出孔口O4、O2发送的流体传统地排放，也就是说，分别被引导向排出孔口O5或O3。由此损失了以前被用于使该输出孔口O4、O2加压的流体(尤其是压缩空气)。相反地，通过借助于流体回收分配器18在端口O2和O4之间集成开关，可部分地再利用使两个输出孔口O2、O4中的一个加压的流体量以用于对另一输出端口O2、O4进行第二动作，并由此实现了能量节省。可在稳定状态之间的转换阶段激活该回收功能。

在再循环功能激活的情况下，从其中第一输出端口置于加压情景且第二输出端口置于排出情景的状态向其中第一输出端口置于排出情景且第二输出端口置于加压情景的状态的切换或逆向的切换按三个阶段进行：首先分配器18的开关打开，以允许流体在输出端口之间交换直到达到压力条件阈值或流量条件阈值；接下来，在合适的分配器4激活以完成和结束流体通道的建立之前，分配器18的开关回到关闭位置。

为了减少阀门1的成本，流体回收分配器18可为与分配器4类似的分配器。根据图7B的示例，所述流体回收分配器18因此是2/2(两个孔口两个位置)类型的。

分配器4(以及必要时流体回收分配器18)的致动器可包括电磁铁(例如，螺线管)。

分配器4、18的致动器可为单稳态的，也称作“全开或全关式的”。这些致动器具有与电磁铁的非激励状态对应并因此与静止状态对应的稳定状态，以及取决于电磁铁的激励状态且与操控信号的建立对应的非稳定状态。由电子卡6管理的致动器的激活需要操控信号的维持；然而，所述操控信号可通过应用经演变电信号进行优化，或是按照两个阶级，即浪涌电压(tension d′appel)然后保持电压(tension de maintien)，或是按照键控(découpage)，即以合适的频率脉动(Puise Width Modulation(脉冲宽度调制)。

分配器4、18的致动器可为双稳态的。这些致动器具有两个稳定状态，其中一个稳定状态与静止状态对应，另一稳定状态与操控信号的建立状态对应。从一种状态到另一状态的切换通过施加经极化脉冲信号来进行。从一种状态到另一状态的转变通过检测控制信号的上升前沿或下降前沿来进行。该类型的致动器能够减少经消耗的能量。

分配器4、18的致动器可为比例类型的。这些致动器能够采用在静止状态与建立完整操控信号的建立状态之间的相对状态，所述相对状态与经记录的电控制信号(0-10V或5-20mA)成比例。因此，这些致动器能够进行压力调节。

根据致动器的类型，电子卡6配置用于向每个致动器发送合适的操控信号。

阀门1还可包括供应部件，所述供应部件配置用于为电子卡6提供恒定的能量源，以使所述电子卡能够运行。例如，供应部件可包括供应端口24，所述供应端口能够联接电力供应电缆。根据另一种可能性，所述供应部件可包括装载在壳体2中的电能存储元件26(例如，电池或电容)，所述电能存储元件配置用于提供电子卡6运行所需的能量。这对于分配器4、18的双稳态致动器来说可特别有利。

符合标准ISO15407-2或5599-2的阀门包括四点式电连接器，其中，三个点用于传输控制信号。该连接器的第四触点可因此用于带来电子卡6运行所需的连续电源，从而用作供应端口24。因此，所述阀门1可与标准ISO15407-2或5599-2兼容，并且可装配在标准基座上，因为所述标准中限定的三个连接点保持不变。如图4至图6上所示，本发明还涉及一种流体分配装置50，所述流体分配装置包括如上文所述的阀门1以及用户终端8(例如，计算机、平板电脑、移动电话或可编程工业控制器API110(用英语表示为PLC(即，ProgrammableLogic Controller)))，所述用户终端存储预定真值表格60的库。所述用户终端8包括使用户能够从真值表格60的库中选择真值表格60的界面。因此，通过使该用户终端8与阀门1连接，可由存储在所述用户终端8上的真值表格60中的另一真值表格60修改先前由电子卡6存储的真值表格60。

用户终端8包括程序，所述程序有利地配置用于还使用户能够创建真值表格60并经由用户界面将所述真值表格添加到真值表格60的库中。此外，所述程序可配置用于使用户能够限定转换模式。因此，用户可创建适配于自身需求的且并不存在于真值表格的库中的功能或真值表格。所述阀门1因此是可编程的。

本发明还涉及一种为上文所述的阀门1设定参数的方法。该方法包括以下步骤：

-(尤其是借助于连接部件)使所述阀门1与用户终端8连接，

-使真值表格60从所述用户终端8转移到所述阀门1的电子卡6的微处理器。

在转移步骤之前，甚至是在连接步骤之前，所述方法可包括由用户从存储在用户终端8上的预定真值表格60的库中选择真值表格60的选择步骤。因此，用户可访问常用的液压功能或气动功能的预记载库。

在转移步骤之前，甚至是在连接步骤之前，所述方法可包括经由装配在用户终端8上的程序创建真值表格60的创建步骤。该真值表格60可被添加到用户终端8的真值表格60的库中。用户因此可通过非常特定的且并不存在的功能为阀门1设定参数。

所述方法还可包括由用户经由安装在用户终端8上的程序创建转换模式的创建步骤。因此，当阀门1从一个位置转变到另一位置时，用户可指定和修改转换模式，这对于标准阀门来说是不可能的。换句话说，当从一种状态转变到另一状态时，用户可限定用于打开或关闭阀门1中的流体循环管道的命令。

当然，本发明决不限于上文描述的实施例，该实施例仅作为示例给出。在不脱离本发明的保护范围的情况下，可进行修改，尤其是从各种装置的构造方面或通过等效技术的替代进行修改。

因此，阀门1并不限于例如四个或五个2/2类型的分配器4、18的安排，还可包括两个或三个3/3类型(三个孔口三个位置，如图8A和8B上所示)的分配器4、18的安排。