自动防故障的致动系统.pdf

本发明涉及一种具有一安全位置的自动防故障的致动系统（1），包括一控制元件（2），所述控制元件带有至少一个第一腔室和一个第二腔室（3，4）；一工作电路，所述工作电路（5）带有一马达/泵装置（6），至少在工作状态时，可以用所述工作电路致动所述控制元件。此外，所述致动系统包括一排流阀（9），在故障状态时，将所述排流阀移动到流动通过位置，以便排出所述第二腔室中的流体，并且以如下方式配置安全电路，即，在工作状态时，通过带有马达/泵装置的所述工作电路引起离开储罐的流体流入所述控制元件，其中，在故障状态时，通过所述安全电路，由储罐提供的流体完全离开带有马达/泵装置的所述工作电路流入第一腔室，其中所述控制元件包括三个腔室，并且其中以如下方式配置安全电路，即，在工作状态时，通过带有马达/泵装置的所述工作电路引起离开储罐的流体流入第三腔室（15）。

1.   一种具有一安全位置的基于流体的自动防故障的致动系统(1)，包括
一控制元件(2)，所述控制元件带有至少一个第一腔室和一个第二腔室(3、4)，
一工作电路(5)，所述工作电路带有一马达/泵装置(6)，由此，至少在工作状态时，可以用所述工作电路(5)致动所述控制元件(2），以及
一安全电路，在故障状态时，用所述安全电路能将所述控制元件(2)移动到所述安全位置，由此所述安全电路
具有一储罐(7)，所述储罐保存加压的流体，并且，在所述故障状态时，通过一个双位阀（8）将所述储罐自动地连接到所述第一腔室(3)，并且
所述安全电路具有一个排流阀(9)，在所述故障状态时，将所述排流阀移动到流动通过位置，以便排出所述第二腔室(4)的流体，并且
以如下方式配置所述安全电路，即在工作状态时，流体以与所述储罐（7）完全分离的方式进入所述控制元件(2)的流体流动能够通过带有马达/泵装置(6)的所述工作电路(5)来建立，并且，在所述故障状态时，来自于储罐(7)的流体以与带有马达/泵装置(6)的所述工作电路（5）完全分离的方式进入到所述第一腔室(3)的流体流动通过使用所述安全电路来创建，其特征在于，所述控制元件(2)具有三个腔室(3、4、15)，由此以如下的方式配置所述安全电路，在所述工作状态时，流体以与所述储罐（7）完全分离的方式进入到所述第三腔室(15)的流体流动能够通过使用带有所述马达/泵装置(6)的所述工作电路(5)来建立。

2.   根据权利要求1 所述的致动系统(1)，其特征在于，在所述故障状态时，为了能将所述安全电路与所述工作电路(5)完全分离，提供了至少一阀元件(10b，10c)，所述阀元件用于防止在从所述储罐(7)释放的流体和所述工作电路(5)中存在的流体之间的流体连通。

3.   根据前述的权利要求之一所述的致动系统(1)，其特征在于，以如下的方式致动和配置所述排流阀(9)，在所述故障状态时，来自所述储罐(7)的流体压力可作为所述排流阀(9)处的控制压力。

4.   根据权利要求1或2所述的致动系统(1)，其特征在于，以如下的方式致动和配置所述排流阀(9)，在所述故障状态时，由所述双位阀（8）促使所述排流阀开启，优选为机械地或电气地开启所述排流阀。

5.   根据前述的权利要求之一所述的致动系统(1)，其特征在于，所述安全电路包括排流线路(11)，所述排流线路被连接到所述控制元件(2)的所述第二腔室(4)并且所述排流阀(9)位于所述安全电路内，由此所述排流线路(11)完全地与所述储罐(7)分离。

6.   根据权利要求5所述的致动系统(1)，其特征在于，所述排流线路(11)绕过所述工作电路(5)。

7.   根据权利要求5或6所述的致动系统(1)，其特征在于，提供了一贮流器(12)，用以保存流体，并且所述排流线路（11）从排流阀(9)的下游打开进入所述贮流器(12)。

8.   根据权利要求7所述的致动系统(1)，其特征在于，所述工作电路(5)与所述贮流器(12)流体连通，通过所述连通来自所述贮流器（12）的流体被运输进所述工作电路(5)。

9.   根据前述权利要求之一所述的致动系统(1)，其特征在于，设置了一种注流线路(13) ，通过所述主流线路，来自工作电路(5)的流体能够供给到储罐(7)中，由此通过使用至少一个阀元件(10b，10c)将所述储罐(7)与所述工作电路(5)中分离，这样防止流体回流入所述工作电路。

10.   根据权利要求2至9中的任一所述的致动系统(1)，其特征在于，在所述工作状态以及没有马达/泵装置（6）的容积流动时，通过使用至少一个阀元件(33)以防止一来自与所述工作电路连接的所述腔室(4、15)的流体的流动。

11.   根据前述权利要求之一所述的致动系统(1)，其特征在于，所述马达/泵装置(6)具有一第一连接线路和第二连接线路(14a、14b)，由此，在工作状态时，连接线路(14a、14b)中的一条在所述控制元件(2)的所述腔室(4、15)的方向上传输流体，而其他所述连接线路(14a、14b)在所述控制元件(2)的至少另一个腔室(4、15)的方向上将流体传输至所述马达/泵装置(6)。

12.   根据权利要求11所述的致动系统(1)，其特征在于，所述工作电路(5)具有一种带有可逆的泵送方向的马达/泵装置(6)，由此在所述马达/泵装置(6)的第一泵送方向上，所述第一连接线路(14)在所述控制元件(2)的一腔室(4、15)的方向上传输流体，而所述第二连接管（14b）在所述至少一个控制元件(2)的其它腔室(4、15)的方向上传输流体至所述马达/泵装置(6)，并且在所述第二泵送方向上，在所述第一连接线路和第二连接线路(14a、14b)上的所述流动方向与在第一泵送方向上的所述流动方向相反。

13.   根据前述权利要求之一所述的所述致动系统(1)，其特征在于，所述工作电路(5)包括一具有可变速度的恒定的容积式泵或变量泵。

14.   一种通过使用根据权利要求1至13中任一所述的自动防故障的致动系统(1)来致动具有三个腔室（3、4、15）的控制元件(2)的方法，由此，
在工作状态时，所述控制元件(2)是通过所述工作电路(5)致动，所述工作电路将流体泵送进入所述第二腔室或所述第三腔室(4、15)中，并且，
在所述故障状态时，将所述控制元件（2）移动到所述安全位置，包括如下步骤：
连接所述储罐（7）到所述第二控制元件（2）的所述第一腔室（3），由此，流体以与带有马达/泵装置(6)的所述工作电路（5）完全分离的方式进入到所述第一腔室(3)的流体流动能够被建立，并且
通过使用所述排流阀（9）将流体从所述第二控制元件（2）的所述第二腔室（4）中排出，而所述排流阀被移动到所述流动通过位置就是为了这个目的。

15.   将根据权利要求1至13中任一所述的自动防故障的致动系统(1)使用在风力发电设备中是为了设置至少一个转子叶片的迎角。

自动防故障的致动系统
本发明涉及一种具有一安全位置的自动防故障的致动系统，包括一控制元件，所述控制元件带有至少一个第一腔室和一个第二腔室；一工作电路，所述工作电路带有一马达/泵装置，由此，至少在工作状态时，可以用所述工作电路致动所述控制元件，以及一种安全电路，在故障状态时，用所述安全电路能将所述控制元件移动到所述安全位置，由此所述安全电路具有一储罐，所述储罐保存加压的流体，并且，在所述故障状态时，经由一个双位阀将所述储罐自动地连接到所述第一腔室，并且它具有一个排流阀，在所述故障状态时，将所述排流阀移动到流动通过位置，以便排出所述第二腔室中的流体，并且以如下方式配置所述安全电路，即在工作状态时，一流入物进入所述控制元件–以与所述储罐完全分离的方式–通过带有马达/泵装置的所述工作电路来建立，并且，在所述故障状态时，一来自于储罐的流入物进入到所述第一腔室–以与带有马达/泵装置的所述工作电路完全分离的方式–通过使用所述安全电路来创建。
例如，使用这种致动系统是为了致动液压或气动活塞以及使所述活塞移动到想要的位置。通常地，这些是与安全相关的应用。因此，有必要使用带有安全位置的致动系统，由此，以防所述致动系统发生故障，所述安全电路使所述控制元件移动到一安全的位置，也就是，所述安全位置。
可以这样应用，例如，用于风力涡轮机的叶片调节。在本申请中，它必须保证如果该正常调节系统发生故障时提供一种安全功能。本发明必须保证具有这样一种可能性，即以一种方式调节该转子叶片，而不会发生无法控制的工作状态。同样将可以设想使用这种致动系统用于气体、水蒸汽或水力涡轮机以及用于石油和天然气工业中的应用，同样其中所述控制元件，为以防出现故障的情况，是必须被安全地和可靠地移动到规定的位置。这种控制元件可以是，例如，液压活塞或安全阀。
国际专利申请 WO2009/064264A1公开了一种电动液压电路，所述电动液压电路用于设定一种风力涡轮机的至少一个转子叶片的迎角。所述电路包括用于驱动泵的马达。所述液压电路从一储罐或贮流器供应流体，通过用泵把所述罐或贮流器的流体泵送进入液压活塞的第一腔室或第二腔室。所述泵的旋转方向是可变的，由此，在一第一旋转方向上，流体被泵入其中一个所述腔室，并且从另一个腔室中流出的流体被直接送至所述泵的抽吸侧，并且同样地所述流体被传输到将被注入的腔室中。所述液压电路还包括一压力储罐，所述压力储罐注入有液压流体，且通过弹簧阀与所述液压电路连接。在常规工作状态时，该储罐由所述阀关闭并且从而与所述液压电路分离。假设出现故障的情况下，例如，停电，所述弹簧阀被移动到所述流动通过位置，其结果是在压力下储存进所述储罐内的所述液压流体进入所述电路。所述阀位于所述液压活塞的两个腔室的反馈线路处，通过弹力所述阀被移动到流动通过位置。储存进所述储罐内的所述液压流体随后流动通过所述液压电路进入所述液压活塞的两个腔室，在这个过程中，所述流体从所述储罐流入所述工作电路中，也就是说，进入了所述电路，所述电路提供在常规操作期间带有流体的所述液压活塞。该电源提供具有流体的活塞，所述流体可经由两条路线通过在将被注入的所述活塞的腔室的方向上的所述工作电路，即，通过所述泵和/或通过一具有在故障状态打开的节流阀和双位阀的线路。
所述液压活塞被配置为一种所谓的差动活塞，这就是为什么，尽管事实上两个腔室中的压力相同，一更大的力施加在两个活塞中较大的那个活塞的表面，导致相应的所述活塞的移动进入所述安全位置。
此处的缺点在于，如果泵被阻断或如果所述电路元件的线路是有缺陷的，该电路就不能确保自动防故障功能。
这种类型的所述自动防故障致动系统的是已知的，例如，从美国专利No.5,301,505可得知。一种的压力储罐，用于使由两个腔室致动的气缸能够移动至安全位置，一相当的结构也公开在欧洲专利申请EP 1498614 A1。
因此，本发明的目的是提供一种基于流体的致动系统，在所述故障状态，能够可靠地呈现一规定的安全位置。
为了这个目的，根据本发明提供了一类基于流体的自动防故障系统，所述基于流体的自动防故障系统具有一安全位置，由此，在这个系统中，所述控制元件具有三个腔室，由此以如下的方式配置所述安全电路，在所述工作状态时，一流入物进入到所述第三腔室‑以与所述储罐分离的方式‑可以通过使用带有所述马达/泵装置的所述工作电路来建立。在这种结构中，所述流入物从所述储罐进入到所述第一腔室–以与所述电路完全分离的方式–在所述故障状态和在所述工作状态时都被建立。因此，所述第三腔室引起了分离。所述第一腔室仅仅与所述储罐相连。所述第二腔室仅仅与所述工作电路相连。所述第三腔室所述工作电路以及所述排流线路相连。所述流入物从所述储罐的所述控制元件以及来自与所述工作电路完全分离通过单独的流体线路进入属于所述控制元件的腔室。
这样的致动系统可以在所述故障状态时用来移动所述控制元件进入到所述安全位置，也就是说，在该位置，在一设备或系统处于暴露最小的可能风险，或其中所述的最小可能的风险是该设备或系统暴露的。通常遇到的故障状态可以是，例如，一个电源故障，将电动马达/泵装置停止工作，并因此也使工作电路处于非工作状态。在常规工作期间，也就是说，在工作状态时，所述工作电路用于将流体供应到所述控制元件。为了这个目的，所述工作电路具有马达/泵装置，通过使各个控制元件的腔室供应有流体。所述术语马达/泵装置是指任何装置，所述任何装置可以产生的流动流体。通常，这是一个驱动电机，其被连接到一个流体泵。
此外，除了所述工作电路，所述致动系统还具有一安全电路。在故障状态时，所述安全电路用于移动所述控制元件进入到所述安全位置。最终，可以通过使用工作电路假定所述安全位置，例如，如果日常维护工作在所述系统上进行的。然而，通过使用所述安全电路，如果该工作电路在所述故障状态并不能够实现这个功能，那么存在一额外的，也就是说，多余的用于假定安全位置的可能性。为此，以如下的方式配置所述安全电路，一流体的流入物进入所述控制元件的所述第一腔室，并且其是由于所述的储罐绕过所述工作电路所有的功能元件的工作电路以及不必流动通过这些元件而触发的。所述术语功能元件或功能部件是指被移动或移动的元件或可切换元件。
所述安全电路具有一储罐，所述储罐容纳加压流体，并且，在所述故障状态时，被配置为与所述控制元件的所述第一腔室相连并且向所述第一腔室提供流体。为此目的，提供一双位阀，在所述工作状态时，处于所述阻断位置，并且，在所述故障的情况下，自动地移动到一流动通过位置并与所述第一腔室建立流体连通。可以得到具有这样的自动切换功能的阀，例如，通过使用一阀，该阀通过弹簧获得预拉伸。此外，所述安全电路包括一排流阀，在所述故障状态时，可以排出存在于所述第二腔室的流体，从而允许控制元件的运动，例如，一液压活塞。所述排流阀的流量通过位置的应被理解为，所述排流阀处于阻断位置中，以便阻止，即用以防止，一在线路中的流动，其中所述排流阀是被定位的，并且它可以在所述流动通过位置以便允许一在线路中的流动。优选地，所述排流阀是一个可切换的阀流放阀。所述排流阀可以被配置作为预‑致动或强制‑致动阀。
以下述方式配置所述安全电路，即，在常规工作状态时，所述储罐与所述第一腔室不是流体连通的。因此，作为规则，在所述工作状态时，所述储罐是与所述控制元件分离的，从而使得在工作状态时，所述工作电路与其马达/泵装置唯一可能具有流入到所述控制元件内的流入物。此外，所述致动系统的这种配置产生了一流入物，所述流入物是完全与所述工作电路分离的，也就是说，在故障状态时，一结构上分离的流入物从所述储罐进入所述控制元件的第一腔室，所述流体储存在所述储罐，因而所述流体能够直接进入所述第一腔体，也就是说，没有迂回流过工作电路或其功能性部分。因此，以防在所述工作电路中的泄漏的情况，可以可靠地达到所述控制元件的安全位置，因为存在的所述储罐的流体经由所述安全电路的线路而不经由所述工作电路的元件，被输送到所述第一腔室。
在此声明，在所述故障状态时，所述安全电路建立一从所述储罐流入所述第一腔室的流入物–以与所述具有马达/泵装置的工作电路完全分离的方式–特别意味着，在所述故障状态时，所述安全电路产生一从所述储罐进入到所述第一腔室的流入物–以一种绕过所述工作电路与该马达/泵装置的方式–以一旁路的形式。
当使用术语“电路，不仅指有源电路元件，例如，阀，也指相关联的线路和其它液压电路中或通常基于流体的系统中的常见类型的元件。
术语“完全分离流入物”是指以如下的方式配置所述安全电路，即采取了结构上的措施，以防止从储罐进入所述控制元件的流体丢失，例如，由于所述工作电路的损坏而导致的流体丢失。为了这个目的，所述工作电路或所述工作电路的所述连接区域以及以这样的方式配置所述安全电路，在所述故障状态时，防止一流体从所述储罐进入所述安全电路。
所述声明中，以下述方式配置所述安全电路，在工作状态时，一进入所述控制元件的流入物‑以与所述储罐分离的方式‑通过使用具有马达/泵装置的工作电路来建立，意味着结构上的措施已经实施，在所述工作状态时，允许一流入物分别地从所述储罐进入所述控制元件。通常，在工作状态时，防止来自所述储罐的所述流入物进入所述控制元件，也就是说，是分离的。优选地，可以调节进入所述控制元件的所述分离的流入物，也就是说，所述流入物可以被选择，使得在所述故障状态时，通过使用所述工作电路可以建立来自所述储罐的进入所述控制元件的所述流入物，并且使得，在所述工作状态时，来自所述储罐的进入所述控制元件的所述流入物可以由所述工作电路终止。
因此，当所述工作电路是处于工作中的并同样地从所述储罐供给流体，从根本上存在这种传输流体的可能性，也就是说，从安全电路，通过这些结合的流体的流动以便移动所述控制元件进入到所述安全位置，然而，如果工作电路不在工作中，则，由于完全分离的流入物进入所述第一腔室，所述储罐是能够供给流体以及移动所述控制元件进入所述安全位置。
根据一个变化例，在所述故障状态时，为了将所述安全电路与所述工作电路完全分离，提供了至少一阀元件，所述阀元件用于防止在从所述储罐释放的所述流体和所述工作电路中存在的所述流体之间的流体连通。因此，为了防止流体从储罐的损失并确保最大可能量的来自所述储罐的流体，所述最大可能量的来自所述储罐的流体用于移动所述控制元件进入所述安全位置，使用一阀元件，用于防止在所述安全电路和所述工作电路之间的流体连通。因此，所制成的所述阀元件的最低要求为，在所述故障状态时，所述阀应当防止至少一流动或流体连通进入工作电路。这可以通过使用单向阀或先导控制的单向阀。所述阀元件优选地以如下的方式安置，即所述工作电路的所有的功能元件的工作电路与安全电路分离，然而，通过从所述储罐以及所述工作电路传输所述流体，可以一起使用所有的连接的线路。 
还可以装配以如下的方式致动和配置所述排流阀，在所述故障状态时，来自所述储罐的流体压力可作为控制所述排流阀处的压力。以这种方式，可以确保，致动和配置所述排流阀，在所述故障状态时，作为规定，所述排流阀也开启，当双位阀开启并且在所述储罐中具有一压力。在这种方式下，来自于所述储罐的流体可以被供给进入一所述控制元件的腔室，与此同时可以从另一腔室排出流体。因此，所述一个腔室的容积增加，并且另一腔室的容积减少。以如下的方式配置所述电路，在所述故障状态时，所述控制压力仅存在于所述排流阀。优选地，提供一种当所述双位阀开启时才存在的控制压力。可以以下述方式配置一电路，即一流体注入线路被连接到所述排水阀，且在所述故障状态时，所述线路暴露于来自所述储罐的压力。所施加的压力来自于所述储罐，然后，按下对着所述排流阀的在所述控制线路中的流体，然后打开。
然而作为另一种选择，以如下的方式致动和配置所述排流阀，在所述故障状态时，所述排流阀被迫开启，最好是通过双位阀机械地或电气地开启所述排流阀。在此本文中，还可以将这种功能集成到双位阀自身，从而，在所述双位阀相应的切换过程的期间，所述排流阀也被迫打开。
此外，所述安全电路包括排流线路，所述排流线路与所述控制元件的所述第二腔室相连并且所述排流阀位于所述安全电路内，由此所述排流线路完全地与所述储罐被分离。如果配置所述控制元件为差动活塞，在出现故障的情况下，该差分效果，也就是说，通常发生的差动活塞的自动速度调节，由于流入物和流出物的结构分隔没有发生作用。当在所述故障状态时，所述控制元件被移动到所述安全位置时，这产生影响所述控制元件的移动速度的可能性。这可以通过如下方式完成，例如，通过使用所选择的所述储灌的流动经过部分或排流线路，或者通过使用具有节流阀的线路。
所述排流线路用于从所述故障状态时的所述第二腔室中将流体排出或放出。所述排流阀位于所述排流线路中，优选地在所述控制元件附近。所述排流线路与所述储罐完全分离，也就是说，以这样的方式在结构上配置和定位所述排流阀，使得来自于储罐的流体不可能与排流线路中流体混合，并且不可能将来自于储罐的流体供给进入所述流体线路。
此外，提供一种绕过所述工作电路的所述排流线。这允许一来自于所述腔室的流出物或一来自于所述控制元件的流体的控制的流出物，即使所述工作电路被损坏，以及在所述工作电路中的排流线路不能致动。因此，关于所述工作电路，就排流功能而言，所述排流线路以及所述排流阀是多余的。优选地，以下述方式设计和配置所述排流线路，在所述故障状态时，从所述控制元件排出的元件只能流入所述排流线，并且防止来自于所述控制元件的流体与在工作电路中的流体混合。所述排流线形成一绕过所述工作电路的排流路径。
在另一种选择中，可以提供一种储罐，也就是说，一种贮流器，用以保存流体，并且所述排流线路从排流阀的下游打开进入所述贮流器。所述贮流器用于保存流体并且释放所述流体进入所述致动系统同样从所述致动系统接收所述流体。      至少所述排流线路打开进入所述贮流器并且与之相连。
在另一实施例中，可以设想所述工作电路与所述贮流器通过来自所述贮流器的流体处于流体连通，所述所述贮流器的流体被运输进所述工作电路。为了这个目的，所述致动系统具有一贮流器线路，所述贮流器线路连接所述贮流器与所述工作电路。所述工作电路可以经由所述贮流器线路从所述贮流器吸入流体。
另外，通过来自于所述工作电路的可以被供给所述储罐的流体，来设置一种注流线路，由此通过使用至少一个阀元件将所述储罐与所述工作电路中分离，所述阀元件防止流体回流入所述工作电路。所述注流线路使得从所述工作电路泵送流体进入所述储罐。为了这个目的，所述马达/泵装置加压所述流体，并将它通过所述注流线路进入所述储罐。为了排除在所述储罐中的压力损失，并且为了防止进入所述工作电路的流体回流，提供一阀元件，用于防止进入所述工作电路的流体回流，以便将所述储罐与所述工作电路分离。这样的阀元件，例如，可以是一种单向阀或是一种至少在故障状态时，自动关闭的阀。这样的配置还具有的优点在于，在工作状态时，在所述储罐已经被注满的情况下，所述阀与工作电路分离，并且存储的压力不能逸出。这意味着，即使在工作电路中压力损失的情况下，所述储罐的压力还是被保持的，并且，在该压力再次在工作电路中积累后，也不需要再次注入所述储罐。因此，如果发生故障状态，存储在所述储罐的压力总是可用于移动所述控制元件进入到所述安全位置。此外，在操作状态时，所述阀元件能够使得工作的流体的压力小于所述储罐中的压力。
可以想象，在所述工作状态时，当马达/泵装置静止不动，通过使用至少一个阀元件以防止一来自所述腔室的流体的流动被连接到所述工作电路。这使得能够将所述控制元件进入到所希望的位置并保持该位置，即使在工作电路已经被切断，也就是说，即使当马达/泵装置被切断。为了使这种阻断状态成为可能，阻断来自于所述控制元件的流动。它是这样实现的，提供了至少一种防止一流动进入所述工作电路的阀。此外，提供一种排流阀，在该阻断状态期间，防止一来自于所述控制元件的流动进入所述排流线路，出于同样的原因，提供一种阻断元件，所述阻断元件至少在阻断状态时，可以防止一在所述储罐方向上的，来自所述控制元件的流动。
此外，所述至少一个阀元件被以下述方式配置，即至少在所述故障状态时，所述阀元件阻断在一个方向上的流动通过。因此，如果一致动系统的元件的是指一阀元件，这应被理解为一元件以下述方式配置，即至少在所述故障状态时，所述元件阻断在一个方向上的流动通过。在上文中，可以这样配置所述阀元件，即，只有在所述故障状态时，所述阀元件阻断在一个方向上的流动通过，否则，所述阀元件在所述故障状态和所述工作状态时都会阻断在一个方向上的流动通过。此外，可以设想，配置所述阀元件为可切换的，从而，这取决于工作条件，在一第一工作状态期间，所述阀元件阻断在一个方向上的流动通过，并且在一第二工作状态，所述阀元件不允许任意一个方向上的一流动通过，并且在所述故障状态，所述阀元件阻断在一个方向上的流动通过。优选的是，以下述方式配置所述阀元件，在所述故障状态时，所述阀元件自动地阻断在一个方向上的流动通过。可以使用的阀元件的例子包括单向阀、先导控制的单向阀、或者弹簧负载的双位阀。优选地，所述阻断流动通过的方向是指从所述储罐到所述工作电路的方向。此外，同样存在阻断在一方向上的流动的可能，所述方向是从所述控制元件朝向所述工作电路，从而可能只有一进入所述排流线路的流动。 
在一个实施例中，提供一种马达/泵装置，所述马达/泵装置具有一第一连接线路和第二连接线路，由此，在工作状态时，连接线路中的一个在所述控制元件的所述腔室的方向上传输流体，而另一所述连接线路在所述至少一个控制元件的另一个腔室的方向上传输流体至所述马达/泵装置。因此，所述马达/泵装置具有两条连接线路，由此使一条连接先路作为供给线路和所述第二连接线路作为排流线路。在该过程中，其中一个连接线路在一所述控制元件的腔室的方向上传输流体，而另一个连接线路沿所述控制元件的腔室到所述马达/泵装置的方向传输流体。作为结果，流体从一腔室被置换，至少部分地，直接输送到所述马达/泵装置，以及直接地进入另一个腔室。因此，从一腔室被置换流体优选地不传输进将通过泵被再次抽吸的贮流器。这意味着在所述致动系统中需要一个较小的容积所述贮流器可具有较小的结构，并相应地在所述致动系统中只能提供较少的安装空间。
此外，提供一种工作电路，所述工作电路具有一种带有可逆的泵送方向的马达/泵装置，由此在所述马达/泵装置的第一泵送方向上，所述第一连接线路在所述控制元件的一腔室的方向上传输流体，而所述第二连接管在所述至少一个控制元件的其它腔室的方向上传输流体至所述马达/泵装置，并且在所述第二泵送方向上，在所述第一连接线路和第二连接线路上的所述流动方向与在旋转的第一泵送方向上的所述流动方向相反。因此，配置所述连接线路沿一个方向以及沿另一个方向传输流体。这使得通过使用泵将流体从一个腔室直接抽吸到另一个腔室，由此在所述旋转的反向方向或反向泵送方向上，也可能有沿相反方向的泵送过程。这使得有可能实现在一个方向上所述控制元件的运动，所述方向是马达/泵装置泵送的一个方向，并且有可能实现在另一个方向上所述控制元件的运动，所述方向是马达/泵装置泵送的另一个方向。可以通过使用一带有旋转的可变方向的马达/泵装置或通过其它可以导致泵送方向反转的构造措施，反转所述泵送方向。因此，例如，可调节的轴向和径向活塞泵是已知的，即使当旋转的方向保持不变时，所述活塞泵允许一泵送方向的反转。所述可改变地选择的泵的旋转速度可以是用于设置所期望位移容量或所需的压力。有可能存在使用一个速度‑可变恒‑泵以及变化的(位移泵然而作为替代，基本上也可以使用可变排量泵，其以恒定的速度运行。
在另一个变化例中，所述工作电路包括一具有可变速度的恒定的容积式泵或变量泵。所述可变的可选择的泵的转速可以用来设定需要的置换容积或需要的压力。存在使用一个可变速度的恒定的容积式泵以及一变量泵的可能。作为另一种选择，然而，基本上也可以使用一以恒定的速度运行的变量泵。
此外，公开了另一种在分案申请的范围之内的同样能够分离的发明。所述发明是指一种基于流体的自动防故障的致动系统(1)，所述基于流体的自动防故障的致动系统具有一安全位置，所述所述基于流体的自动防故障的致动系统包括
一控制元件(2)，所述控制元件带有至少一个第一腔室和一个第二腔室(3、4)，一工作电路(5)，所述工作电路带有一马达/泵装置(6)，由此，至少在工作状态时，可以用所述工作电路(5)致动所述控制元件(2），以及
包括一种安全电路，在故障状态时，用所述安全电路能将所述控制元件(2)移动到所述安全位置，由此所述安全电路具有一储罐(7)，所述储罐保存加压的流体，并且，在所述故障状态时，经由一个双位阀(8）将所述储罐自动地与所述第一腔室(3)相连，并且它具有一个排流阀(9)，在所述故障状态时，将所述排流阀移动到流动通过位置，以便排出所述第二腔室(4)的流体，并且以如下方式配置所述安全电路，即在工作状态时，一流入物进入所述控制元件(2)–以与所述储罐(7)完全分离的方式–通过带有马达/泵装置(6)的所述工作电路(5)来建立，并且，在所述故障状态时，一来自于储罐(7)的流入物进入到所述第一腔室(3)–以与带有马达/泵装置(6)的所述工作电路（5）完全分离的方式(5)–通过使用所述安全电路来创建，其中，提供一种在所述第一腔室和所述第二腔室（3,4）之间的短路流体连接，在故障状态时，穿透连接以便产生一在所述第一腔室和所述第二腔室（3,4）之间的短路流动。
这种可转换短路流体连接使之容易补偿不同大小的输入流动和输出流动的问题，尤其是对于差动活塞。所述第二腔室通常具有比所述第一腔室小的容积。当建立所述短路流体连接时，所述流体的流动经由所述短路流体连接进入所述第一腔室中并辅助的移动所述控制元件进入到所述安全位置。优选地该过程与所述工作电路完全分离，此外，还有一些措施，例如，可以提供一种以单向阀的形式，来防止流体从所述储罐流入所述第二腔室。
为此目的，有利地，在所述短路流体连接中提供一个短路阀，所述短路阀以下述方式配置和致动，即，在故障状态时，通过所述双位阀（8）促使所述短路阀打开，优选为机械地或用电地。然后，通过所述短路阀引起的促使致动，储罐自动与第一腔室连接，同时建立了短路流体连接。
 
为此目的，有利地，所述双位阀和短路阀还可以被组合成一个结构元件以使所述短路阀与所述双位阀成为一个整体，可能还存在对这样一种电路变型，其中所述双位阀也同样自动假定此功能，而不需要一种双位阀在结构上改变。
所述可替换的发明也可以将从属权利要求2、5到13(包括其组合)的特征结合，形成新的权利要求1。此外，本可替换的发明也指一种通过使用一种自动防故障的致动系统(1)来致动所述控制元件的方法，由此，在工作状态，所述控制元件(2)是通过所述工作电路(5)致动，所述工作电路将流体泵送进入所述第二腔室或所述第三腔室(3、4)中，并且，在所述故障状态，将所述控制元件（2）移动进所述安全位置，包括如下步骤：
将所述储罐（7）与所述第二控制元件（2）的所述第一腔室（3）连接，由此一流入物进入到所述第一腔室(3)‑以与所述工作电路（5）完全分离的方式‑来建立，并且通过使用一短路将流体从述第二控制元件（2）的所述第二腔室（4）短路流通到所述第一腔室（3）。
此外，所述可替换的发明也涉及在风力发电设备的可选的自动防故障的致动系统，以便设置所述至少一个转子叶片的迎角。
此外，设想的目的是通过使用一上述的自动防故障致动系统，实现一种用于致动一控制元件方法，所述控制元件具有三个腔室，由此，在所述工作状态时，通过使用所述工作电路致动所述控制元件，所述工作电路泵送流体到所述第二腔室或所述第三腔室(4、15)，并且，在所述故障状态时，将所述控制元件移动到安全位置，包括以下步骤：
连接所述储罐到所述控制元件的所述第一腔室，由此一流入物进入到所述第一腔室–以与所述工作电路完全分离的方式–来建立；通过使用所述排流阀排出来自于所述第二控制元件的所述第二腔室的流体，而所述排流阀被移动到所述流动通过位置就是为了这个目的。通过以上提及的步骤，所述方法允许所述致动系统被移动到安全位置。
此外，按照本发明使用的故障‑安全致动系统的上述风力发电装置，以固定所述至少一个转子叶片的迎角。
下面，更详细地描述了各实施例的参考附图。
如下所示：
图1示出了所述致动系统的电路布置的示意图
图2示出了另一个处于工作状态的致动系统，
图3示出了来自于图2的所述致动系统在故障状态时的示意图，
图4示出了当来自于图2的所述致动系统的储罐被注入时的示意图，
图5示出了根据本发明的一个致动系统实施例，
图6示出了一种例如用于根据图5的所述致动系统的控制元件，
图7示出了在工作状态时的另一个致动系统，
图8示出了来自于图7的所述致动系统在所述故障状态时的示意图，以及
图9示出了当来自于图7的所述致动系统的所述储罐被注入时的示意图。
图1示出了一种用于致动系统1的电路图。所述致动系统1包括一个工作电路5以及一安全电路和一控制元件2。所述控制元件2包括一第一腔室3和一第二腔室4。通过柱塞16将所述第一腔室3和第二腔室4分开。一活塞17与所述柱塞16相连，并且所述活塞17延伸穿过所述第二腔室4并且从所述第二腔室伸出，一路穿过该外壳19。在所示实施例中，另一个活塞部分18被连接到所述柱塞16的另一个侧面，并且所述活塞部分18延伸通过所述第一腔室3并从所述第一腔室伸出，一路穿过外壳19。流体，例如，液压流体，可以被送入所述腔室3、4，这引起其中一个腔室中的容积增加，并且相应的减少另一个腔室的容积。所述腔室3、4基本上是气密密封的，以便与外壳19接在一起‑所述柱塞16，所述活塞17和所述活塞部分18形成基本的流体密封系统。因此，相对于第二腔室4所述柱塞16密封所述第一腔室3，所述延伸穿过所述壳体19的壁区域的活塞17相对于该环境密封所述第二腔室4。所述延伸穿过一外壳19的壁区域的活塞部分18相对于该环境密封的所述第一腔室3。
可以将带有所述活塞17和所述活塞部分18的柱塞16在其两个末端位置之间移动。在所述第一端位置时，所述第一腔室3被注入的最大容积的流体，由此所述第二腔室4是完全空的。活塞17在该端部位置被完全延伸。以下，这个端部位置也将被指为安全位置。当到达所述第二端部位置时，则所述第二腔室4注入了最大容积的流体，而第一腔室4基本上是完全空的。在这种情况下，活塞17缩回，也就是说，所述活塞17只有一小段延伸出所述壳体19。
所述控制元件2具有两个连接线路20a、20b，通过使用所述线路可以将流体分别地送入和排出腔室3和腔室4。所述实施例示出的工作电路5因此连接到所述第一腔室3和所述第二腔室4。
所示实施例的工作电路5包括一马达/泵装置6、一控制阀21、第一连接线路14a和第二连接线路14b以及阀元件10a、10b、10c、10d、10e、10f。此外，所述工作电路5包括额外的流体线路，例如，第一控制元件线路23a、23b、以及第一流体线路24a和第二流体线路24b，其将各个独立元件互相连接。换言之，所述工作电路包括所有用于在正常工作期间将所述控制元件移动的元件。
在图1的实施例中，所述工作电路相对于所述安全电路以及相对于致动系统的剩余的元件是通过使用阀元件10a、10b、10c、10d、10e、10f来界定的。
所述马达/泵装置6具有一马达，优选为一电动马达，和一泵。所述马达给所述泵提供能源，由此确保向所述致动系统的流体供应。所述马达优选是变速的并且优选地可以以两种旋转方向驱动所述马达。
所述泵具有第一连接线路14a和第二连接线路14b。在所述马达的第一旋转方向上，所述连接线路14a用作抽吸线路或供给线路，而所述第二连接线路14b作为排流线路。在另一个转动方向上，所述第二连接线路14b用作为供给线路，而所述第一连接线路14a用作为排流线路。一泄漏线路22与泵相连，通过所述泄漏线路可以将泄漏流体排出。在所示实施例中，所述第一连接线路14分支进入一第一控制元件线路23a和第一流体线路24a。经由所述第一控制元件线路23a，可以在所述控制元件2的所述第一腔室3的方向上传输流体，或者可以将流体从所述第一腔室3返回至所述泵。相应地，所述第二连接线路14b同样地分支进入一第二控制元件线路23b和第二流体线路24b。经由第二控制元件线路23b，能够在所述控制元件2的所述第二腔室4的方向传送流体，或者可以将流体从所述第二腔室4返回至所述泵。在每种情况下，一阀元件10a、10d定位成邻近所述第一控制元件线路23a和所述第二控制元件线路23b。所述阀元件10a、10d被以下述方式配置，使得气流可以从所述泵通过所述控制元件线路23a、23b和通过所述阀部件10a，10d，但是当所述流量通过位置已经被选择时，一来自所述控制元件2的所述腔室3、4的回流仅可能通过所述阀元件10a、10d。为此一流动通过在所述控制元件的方向上的所述阀元件10a、10d是可能的。由此一回流通过所述阀元件10a、10d进入所述控制元件线路23a、23b，仅在某些规定的工作状态是如此。因此，所述阀元件10a、10d优选地可配置为可切换的单向阀。所述阀元10a、10d构成所述工作电路5的封闭件，所述工作电路5相对于用于提供给所述控制元件2的线路。
提供一种控制阀21以便允许一从所述控制元件2的所述腔室3、4到所述控制元件线路23a、23b的回流。所述控制阀21使得以下述方式打开其中一个所述阀元件10a、10d成为可能 即，以一回流进入附属控制元件线路的方式是可能的。相应地，例如，假定打开阀元件10a用于所述回流，所述回流进入阀元件10d时被阻断，反之亦然。这是可以实现的，例如，将所述控制阀21配置为一种四通阀或双向阀。为了这个目的，在所述第一控制元件线路23a和第二控制元件线路23b中建立一信号连接到所述控制阀21。这意味着，在所述第一控制元件线路23a中有压力情况下，一压力信号被发射到所述控制阀21。相应地，在所述第二控制元件线路23b中有压力情况下，将一压力信号发射到所述控制阀21。在第一切换位置时，所述控制阀21具有一交叉穿越电路，并且在第二切换位置，所述控制阀21具有一并联电路。如果在所述控制阀21没有电流，通过使用一弹簧设置所述交叉穿越电路。如果电流被施加到所述控制阀21，则存在所述并联电路。尽管交叉穿越电路应该存在于非通电状态或故障状态，各个切换状态也可以以任何其它合适的方式设置。一来信号线从控制阀21引导到阀元件10a和阀元件10d。
因此，这种互连的情况的出现，是为了以防第一控制元件线路23a中的压力，通过所述交叉穿过电路，将在所述第二控制元件线路23b中的所述阀元件10d释放。以防在第二控制元件线路23b中的压力，在所述控制阀21中的所述交叉穿过电路将一压力信号传递给所述阀元件10a并将其释放，以便允许一回流进入到所述第一控制元件线路23a。
因此，如果泵在一个旋转方向上旋转或如果泵送的方向引起所述第一控制元件线路23a中的压力的增加，那么流体被输送通过所述阀元件10a进入所述第一腔室3。由于所述压力增加在所述第一控制元素线23a上，通过使用所述控制阀21释放在第二控制元件线路23b中的所述阀元件10d。当所述阀元件10d打开时，一流体的回流从所述控制元件2的所述第二腔室4进入到所述第二控制元件线路23b是可能的。
该实施例使在基本相同的时间点将流体注入一个腔室以及将流体从另一个腔室排空成为可能。当所述泵运行在另一个旋转方向时，实现了相应的技术功能。在这种情况下，增加在所述第二控制元件线路23b的压力以及流体被传输到所述第二腔室4。由于所述压力增加在所述第二控制元素线23b上，通过使用所述控制阀21以及来自于所述第一腔室3的回流，打开在所述第一控制元件线路23a的所述阀元件10a是可能的。
这样的情况下，经由所述控制元件线路23a、23b和经由所述第一连接线路14a和第二连接线路14b，从所述控制元件排出的流体直接被传输到泵，并且由所述泵沿将被注入的腔室的方向输送。因此，排出的流体从所述控制元件2再次直接泵入所述控制元件2，而不需第一次到达所述贮流器。
所述致动系统1还包括贮流器12以及储罐7。所述贮流器12用于保存流体，该贮流体可以通过该安全电路5从一经由一连接到工作电路5的贮流器线路25的贮流器移除。所述贮流器和与其连接的所述贮流器线路25互相之间可以以如下方式配置或连接，即在任何可能的工作位置的贮流器可以移除所述流体。可以想到的是，所述流体可以以一规定的压力被存储在贮流器12。所述贮流器线路25以如下方式连接于所述工作电路5，即可以在所述工作电路接受流体，但是没有流体能够从所述工作电路进入到所述贮流器线路或进入所述贮流器。在所示实施例中，为了这个目的提供所述阀元件10e和10f。以如下方式配置所述阀元件10e和10f，即它们允许一流体的流动进入所述工作电回5，但是防止从工作电路5出来的流动进入贮流器12，因此，这些优选地配置阀元件10e和10f为单向阀。
配置所述储罐7为一压力储罐。所述储罐在压力下保存流体。为了这个目的，提供一种注流线路13，所述注流线路将所述工作电路5连接至所述储罐7。以如下的方式连接所述注流线路13到所述工作电路5，即在压力下的流体可以从工作电路5流出输送进入所述储罐7。然而，通过至少一个阀元件防止了一来自于所述储罐7的流体的流动进入工作电路5。在所示的实施例中，通过两个阀元件10b，10c，防止一液压流体的回流进入所述工作电路5。换句话说，以如下的方式所述储罐从所述工作电路5分离，即防止从储罐流出的流动进入所述工作电路5。在所示实施方案中，这种分离的实现是通过所述阀元件10b和10c，尽管只使用单个阀元件也是可以想象的。
通过使用所述阀元件10b和10c将所述控制元件2从所述工作电路分离。这种分离的是以如下的方式实现的，即当阻断所述阀元件10a和10d时，没有回流进入所述工作电路。
一来自储罐7的储罐线路26在所述控制元件2的所述第一腔室3的方向上。在所示实施例中，一节流器27安装在所述储罐线路26上。此外，一双位阀8被安装到所述储罐线路26上。在所示实施例中，所述双位阀8被配置为一三通阀或两通阀。这导致所述储罐线路26的两个连接，被所述双位阀8中断。所述第三连接线路是一在双位阀8至贮流器12运行的第二贮流器线路28。以如下方式选择所述双位阀8的切换状态，即所述储罐线路26没有被所述双位阀8中断在被称作流动通过位置的位置，并且一来自所述储罐7的、沿所述控制元件2的所述第一腔室3的方向上的流体的流动是可能发生的。以如下方式配置所述双位阀8，即通过使用一弹簧使所述阀到达所述流动通过位置，并且因此，即使控制元件故障或断电，也能使所述阀到达所述流动通过位置。另一切换位置，被称为阻断位置，阻断来自储罐7的流入物并且连接所述第二贮流器线路28到储罐线路26的部分，所述储罐线路26的部分从在所述控制元件2的所述第一腔室3的方向上的双位阀8处运行。在所示实施例中，通过磁力致动器到达这种切换位置。此外，所述储罐线路26包括阻断元件29，该阻断元件允许在控制元件2的方向上的流体的流动，但防止从控制元件2的方向到储罐7的方向的流体的流动。储罐线路26打开进入一第一线路部分30a。所述第一线路部分30a连接所述第一腔室3至所述储罐线路26以及连接所述阀元件10a至连接所述第一控制元件线路23a处。
所述致动系统1还包括一个排流线路11，所述排流线路连接到一线路部分30b.所述第二线路部分30b连接所述第二腔室4到所述阀元件10d，所述阀元件连接所述第二控制元件23b以及排流线路11。一排流阀9被设置在所述排流线路11上。所述排流阀9被以下述方式配置，即通过弹簧力保持所述排流阀在关闭位置，也就是说，当所述排流阀9处于基本位置时，所述排放阀9在一阻断位置。
所述排流阀9具有一正压力电路31。如果所述第二腔室4a中的压力升到一不允许的水平，那么所述正压力电路31使排流阀9打开，由此排放流体，且压力减少。通常，这个压力大约是250bar。因此，所述排流阀9作为一压力限制阀。在储罐线路26和排流阀9之间存在一信号连接32。所述信号连接32优选地被配置为具有小直径的流体线路。所述流体线路仅用于压力传递，由此很少或没有流体的流动发生。在所示实施例中，信号连接32连接到所述储罐线路26、双位阀8的下游和阻断元件29的上游。作为一个可选择的方式，信号连接32也可以以另一种方式连接，由此必须确保该信号连接32仅在所述双位阀8也被移动到所述流动通过位置时被施压，也就是说，当所述储罐7已连接到所述第一腔室3时。通过使用所述信号连接32，所述排流阀9能移动到该打开位置，也就是说，所述流动通过的位置。当所述储罐7连接到所述控制元件，然后，通过所述信号连接32将压力信号传输到所述的排流阀9，从而使排流阀9打开。所述信号连接32也可以以另一合适的方式建立，并且不一定必须连接作为一流体连通。
所述排流线路11从所述排流阀9的下游打开进入所述贮流器12。在所示实施例中，所述泄漏线路打开进入所述排流线路11。来自于所述泵的泄漏流体因而能够经由在所述贮流器方向上的所述泄漏线路22排流。作为一个可选择的方式，泄漏线路22也可以直接连接至该贮流器。即使所述排流线路11和所述泄漏线路22连接，这也不应该被理解为一种在所述排流线路11和所述工作电路5之间的分离的消除。通常，很少或没有流体流过所述泄漏线路22，因此，其与所述工作电路5和所述排流线路11的实际功能不相关。优选地，所述泄漏线路22打开直接进入到所述贮流器12。
在所示实施例中，所述贮流器线路25，所述第二流器线路28和所述排流线路11在共同打开合并进入所述贮流器12前，彼此连接。然而，这种配置并不是绝对必要的，因为任何其它合适的上述线路之间流体连接和贮流器12都足以满足它们的功能。
参照其它附图，将在下文更详细地解释所述致动系统的其它实施例。与前面的实施例相比下面只详细描述了其重要的差异。因此，相同的附图标记将被用于相同的且功能上相等的元件并且将根据前述的说明来标记，除非另有说明，下面的实施例和说明也适用于图1的实施例。
在图2所示的实施例中，使用了一控制元件2，所述控制元件2只具有一个活塞17，所述活塞17仅仅从外壳19的一侧伸出。此外，这个实施例的所述致动系统使用一马达/泵装置6，所述马达/泵装置带有一个马达和两个泵。配置一个泵作为单向泵，也就是说，作为一种仅在一个旋转方向上传输流体的泵。配置所述第二泵作为一个具有可变的旋转方向的泵，也就是说，该泵将流体在第一旋转方向以及在第旋转二方向上传输流体，由此当所述旋转方向时，所述泵的抽吸侧和输送侧此同样改变。以这样的方式配置所述马达/泵装置，即，在第一旋转方向上，两个泵将流体经由第一控制元件线路23a传输流体，所述第一控制元件线路23a在控制元件2的第一腔室3的方向。在第二旋转方向上，两个泵中只有一个将流体经由所述第二控制元件线路23b传输流体，所述第二控制元件线路23b在所述第二腔室4的方向。以这样的方式选择该布置，即所述控制元件2的所述活塞17延伸穿过所述第二腔室4，并且通过所述活塞17穿过所述第二腔室，所述第二腔室4的容积对应的减少。因此，这也减少了柱塞16作用在所述腔室内流体的有效表面区域，从而所述活塞17的固定表面减少了在柱塞16的自由表面区域。相应地，所述第一腔室3的容积大于所述第二腔室的4的容积。由于同样的原因，一柱塞16的较大的有效表面对流体是可用的。因此，所述控制元件可以是一差动活塞。
因此，以这种方式设置所述泵，即在所述第一旋转方向上，该两个泵是输送流体的，所述流体被输送到第一腔室3中，而在所述第二旋转方向上，其中，仅有一个泵输送流体，该流体是被输送到所述第二腔室4中。
在图2的实施例中，所述工作电路5包括一抽吸线路35，所述抽吸线路与所述贮流器线路25连接。因此，图2的实施例的所述工作电路5的定义除了包括根据图1的工作电路的元件，也包括所述抽吸线路35。
除非另有说明，下面将说明所述的致动系统的工作模式。 该工作模式对于所有的实施例都是相同的。
图2示出了在所述工作状态时的致动系统的功能。为此，标记了流体线路，也就是说，用较粗的线画出，在工作状态期间，流体在所述流体线路中通常流动或能够流动。然而，所述描述不允许这样的结论，即未标记的流体线路中没有流动。所述标记仅仅是为了更好的描述，并且没有得出关于所述线路的功能或必要性的结论。
所述术语工作状态用于指所述致动系统的正常工作，期间所述控制元件2的所述活塞可以被延伸并且通过马达/泵装置收回。
在所述操作状态时，所述排流阀9关闭，使得没有流体能够经由所述排流线路11从所述第二腔室排出进入所述贮流器12。通过所述双位阀8所述储罐线路26被关闭，也就是说，所述储罐线路26被中断，使得没有流体能够从在所述第一腔室3的方向上的所述储罐流动 。为此目的，所述双位阀8是有源的，从而在相对所述罐线路26的阻断位置，在所述工作状态，所述马达驱动所述泵(图1)或泵(图2)，由此，如上文所述，根据旋转方向，在所述第二腔室4或第一腔室3的方向传输流体，如果流体被泵送进入所述第一控制元件线路23a，它流过所述阀元件10a，所述第一线路部分30a和所述连接20a进入所述第一腔室3。同时，处于交叉穿越电路的所述控制阀21释放所述阀元件10D，作为结果，从所述腔室4的流体到向马达/泵装置回流进入所述第二控制元件线路23b是可能的，相应地，当所述第一腔室被注入，所述第二腔室4是空的并且所述活塞17随着柱塞16的位置的改变相应的扩展。由于这样的事实，即从一个腔室排出的流体再次被供给到所述泵并且泵送进另一个腔室，这样通常没有流体损失。然而，如果一流体的损失缺陷仍然发生，则可以经由所述流体线路25和所述阀元件10e和10f抽出额外的流体，或经由抽吸线路354(图2) 抽出。在工作状态时，所述控制元件2的致动系统只能通过使用所述工作电路5来执行。
图3表示在故障状态的所述致动系统。这里所述术语故障状态是指所述马达泵元件的故障，在所述工作电路的一能源故障或泄漏，一般而言，一故障状态可指一种所述致动系统的状态，在这个状态时，所述工作电路不能移动所述控制元件进入到所述安全位置。
当工作电路不再能够以受控的方式控制或调节控制元件，或者当外部环境要求，所述控制元件必须被移动到该安全位置。例如，需要所述控制元件被移动到所述安全位置的外部环境可能会在所述致动系统被用作为一用于风力发电设备的转子叶片的设置元件时发生。如果出现的风速超过所述电设备预定的负载极限，则必须将所述转动叶片移动到一安全位置，在该安全位置时，所述转子叶片提供给所述风一较小的迎角，其结果是，整个电设备设备上的负载是降低。在所示的实施例，所述安全位置是该控制元件的位置，其中所述活塞17完全伸展。根据应用所述致动系统的目的，然而，任何另一个活塞17的位置都可以被定义为所述安全位置。
在所述故障状态，所述双位阀8以下述方式被切换，即通过使用所述储罐线路26，所述储罐7与第一腔室3连接。为了达到这个目的，通过使用弹簧，所述双位阀8是预拉伸的，例如，以防能源故障的情况下，所述双位阀8被推入到该正确的位置。这里应当指出，还可以提供一电传感器或其它传感器，所述传感器能识别故障状态并产生适当的信号，该信号可以假定所述安全位置。为此，所述双位阀8，在所述工作状态期间保持在所述阻断位置，例如，借助电磁体，从电源电路断开，使得所述弹簧可假定所述流动通过位置。
如果双位阀8已经被移动到所述流动通过位置，加压流体流动进入所述第一腔室3。.通过使用信号连接32，所述排流阀9被移动到所述流动通过位置，以使流体可以经由排流线路11从第二腔室4流出进入贮流器12。所述阀元件10a、10d闭合在这里，并防止一流体的流动通过所述阀元件10d从所述第二腔室4进入所述工作电路，以及防止一加压的流体的流动经由阀元件10a从储罐7进入所述工作电路5。
所述加压流体从所述储罐7流入所述第一腔室3并且移动所述柱塞16同时也因此移动了所述第二腔室4中的流体。这导致了所述活塞17的延伸移动，其结果是它移动到所述安全位置。通过使用在所述储罐线路26中的所述节流器27控制所述活塞17的延伸移动。根据所选择的节流器，可以选择进入第一腔室3的流速。而且，最终存在省去所述节流器27的可能。
如果所述工作电路5没有完全失效，所述工作电路5还可以有助于到达所述安全位置。这里，所述马达/泵装置在所述第一腔室3的方向上传送流体。以下述方式配置所述阀元件10a，即所述在所述第一腔室3的方向上传输流体，但通过所述阀元件10a使一流入物进入所述工作电路5是不可能的。
然而，如果工作电路5完全故障并且不可用于移动所述控制元件2进入到所述安全位置，则，可以从图3中看出，所述安全电路构成一个用于所述控制元件2的多余致动。配置所述流体供给和所述流体排出为完全多余的，并且它们独立地对工作电路5起作用。因此，所述安全电路可以被视为到所述工作电路5的一个旁路。只要已经建立了上述提及的分离，基本上所述工作电路的结构与所述自动防故障系统的功能无关。.因此，所述工作电路也能够被看作为一模块，该模块可以独立于安全电路或能适应于周围的环境。
所述阀元件10a、10b、10c、10d、10e、10f确保在所述工作电路5中没有流体从所述储罐7损失，但这些是完全可用于所述控制元件的2的致动。
图4示出了所述储罐7的注入。所述控制元件2处于安全位置，也就是说，所述活塞17完全延伸。然而，在注入所述储罐7的过程中所述活塞还可以固定在任何希望的位置。所述控制阀21处于并联电路。以下述的方式切换所述双位阀8，即所述储罐26到所述第一腔室3是中断的。所述马达/泵装置泵送进入所述第二控制元件线路23b，由此所述压力或进入所述第二流体线路24的所述流体的流保持继续。存在于所述第二控制元件线路23b的流体经由阀元件10d进入所述第二腔室4。由于所述控制阀21处在一并联电路，所述阀元件10a具有单向阀的功能。由于所述阻断控制元件10a，存在于所述第一腔室3中的流体不能排出，这就是为什么一反压到在所述流体腔4的压力增加在所述第一腔室3，并且防止活塞17的移动。通过马达/泵装置持续工作增加的所述流体压力，经由所述第二流体线路24b并且导向一流体的流动通过所述阀元件10c和所述注流线路13进入所述储罐7。为此目的所需要的流体从贮流器12被抽吸，经由所述流体线路25通过所述阀元件10e进入到所述第一流体连接线路24a并进入导向所述马达/泵装置的第一连接线路14a。通向直到在所述储罐中的必需的或规定的注流压力已经达到，上述过程才会完成。所述注入压力近似范围在150bar到250bar之间。为此目的，可以将一压力传感器设置在储罐7，所述注入线路13或储罐线路26。
如果所述罐已经被注入，所述双位阀8保持在所述阻断位置以防止一排空罐7进入所述第一腔室3。所述止回阀元件10b和10c经由所述注流线路13.防止一进入所述工作电路的压力损失。再次将所述控制阀21移动到所述交叉穿过电路。
图5示出了根据本发明的所述致动系统的一个实施例。所述实施例的致动系具有一个带有三个腔室的控制元件。除了所述第一腔室3和第二腔室4，所述阀元件具有一第三腔室15。以如下方式配置所述致动系统，即所述储罐线路26打开进入所述第一腔室3。所述第一控制元件线路23a打开进入所述第三腔室15，并且所述第二控制元件线路23b打开进入所述第二腔室4。所述第一腔室3由此与所述安全电路相联系，并且所述第二腔室4和第三腔室15与所述工作电路相联系；换句话说，所述工作电路与所述第二腔室4和第三腔室15接触。优选的是，所述作用在流体的所述活塞表面在所述工作电路的所述腔室，也就是说，所述第二腔室4和所述第三腔室15具有相同大小的表面区域。
由于设置一单独的腔室在所述用于安全电路的控制元件，就为了致动的所述控制元件的腔室而言，会获得一多余的流体流动。关于所述控制元件的流入物，所述工作电路和所述安全电路是完全分离的，因为所述供给线路没有互相的连接。因此，所述工作电路的故障会削弱相关的腔室4、15的功能，但由于所述第一腔室3的完全分离，并没有影响所述安全电路。
一注流阀33邻接所述第二控制线路23b。在工作状态，所述注流阀33已经被移动到所述流动通过位置。根据泵的旋转方向，流体能够流入所述第二腔室4或进入所述第三腔室15，由此在每种情况下流体从所述另一个腔室排出。
从上述实施例展开，在图5的所述实施例中的所述工作电路5通过使用注流阀33和所述连接20c受限，由此所述注流阀33被视为工作电路5中的一个元件。
当所述储罐被注入，所述活塞17被阻断，也就是说，固定所述活塞的位置。所述注流阀33移动到所述阻断位置。所述泵在所述第二控制元件线路23b的方向上传输流体，由此所述流动通过，则被所述阻断注流阀33阻断。所述流体也流动进入所述第二流体线路24b，通过所述阀元件10c进入到所述注流线路13。在注入过程中，所述双位阀8处于所述阻断位置，也就是说，所述储罐线路26在所述第一腔室3的方向上被中断。作为结果，所述流体流入所述储罐7。在所述储罐已被注入后，所述阀元件10b和10d防止一流体的回流从所述储罐进入所述工作电路5。所述切换阀8继续保持关闭。所述注流阀33被移动到所述流动通过位置，此后所述工作电路5可以控制或调节所述活塞17。
在注入过程中，流体从所述贮流器12到马达/泵装置6经由贮流器线路25通过所述阀元件10e进入到所述第一流体线路24a和所述第一连接线线路14a。
在所述工作状态时，所述活塞17和柱塞16可在控制元件2的外壳19内部移动，在这个过程中，所述第一腔室3的容积也改变了。为了这个目的，所述第一腔室3经由所述切换阀8与所述第二贮流器线路28连接，当所述第一腔室3的容积增加，可以从该贮流器抽出的流体，并且当所述第一腔室3的容积减少，流体被排放到所述贮流器。所述配置防止一来自积聚的腔室3的正压力或负压力，将削弱所述控制元件2的功能。
在所述故障状态时，所述开关阀8被移动到所述流量通过位置，使得所述储罐7经由所述储罐线路26被连接到所述第一腔室3。一开启的信号经由信号连接32被传输至所述开启的排流阀9。所述流体从所述储罐7流出进入所述第一腔室3取代所述柱塞16并使活塞17移动到所述安全位置。相应地，所述流体必须注入到所述第三腔室15中，以便避免一个负压力。这需要能够将流体从所述贮流器12经由所述贮流器线路25输送通过所述阀元件10e、所述第一流体线路24a以及第一控制元件线路23a。作为一个可选择的方式，所述用于所述第三腔室15的流体经由未激活的马达/泵装置也可被供给所述流体，在所述第二控制元件线路23b中，如图5所示，一被分配到的阀元件将防止从所述第二腔室4的回流。
图6示出一带有三个类型的腔室的控制元件，这种控制元件可以用在图5的实施例中。这里，配置所述活塞17为空心的，以便容纳一第三腔室15。为了允许一流入物以从所述第一腔室3分离的方式进入所述第三腔室15，一套筒34，所述套筒插入到所述控制元件2的外壳19。通过套筒34给所述腔室15供应流体，所述空心活塞17在该套筒上滑动并且密封地合起。
所描述的一致动系统的另一个变型例1的基本结构参照图7至图9。所述致动系统1的基本结构与所述致动系统1的与图2至4中所描述的致动系统基本相同，，因此，只详细描述了重要的差异，并且相同的附图标记将用于图2到图4的所示部分的描述中。
一基本的差别在于液压流体从所述第二腔室4的排出。如图7到9所示的致动系统1中，所述排流阀专门作为一压力释放阀，并且从而保护系统。一信号连接32，如图2至图4的致动系统中所示，因此不再存在。相反，从连接20b的下游，一短路流体连接36分支出来，并打开进入所述储罐26。在实施例中，所述储罐在节流器27和双位阀8之间的所述短路流体连接36打开进入所述储罐26。为了防止从储罐7内传送流体进入所述腔室4内，一单向阀37设置在短路流体连接36上。所述短路流体连接36在所述连接20b和所述阀元件10d之间分支，从而仍然存在一在所述储罐7和所述工作电路5之间的分离。
由于该实施例中的短路流体连接36，所述双位阀8同时用作为一短路阀，因为所述双位阀8短路所述第二腔室4与所述第一腔室3在唯一的安全位置，如图8所示，从而液压流体的体积从所述腔室4到所述连接20a流动通过所述短路流体连接36、所述双位阀8和所述控制元件29，然后进入第一腔室3。因此，这个容积流动帮助来自的储槽7的所述容积流动，从而随着具有一来自储罐7的较少量的液压流体、所述第一腔室3能被完全注入。.这样的结构特别适用于所示的差动活塞(控制元件2）。
图7示出了所述通常工作状态，其中，经由所述连接和所述工作电路5的线用粗线画出，无论是第一腔室3或第二腔室5[sic]被注入。为此，双位阀8的螺线管被启动并且储罐7从所述第一腔室3分离，并且所述短路流体连接36被阻断。
图9示出了这样的情况，其中所述控制元件2的位置2被液压地阻断，并且所述马达/泵装置6注入所述储罐7。为此，所述双位阀8的螺线管以及所述控制阀21的螺线管都被激活。这里，储罐7从所述第一腔室3分离并且和所述短路流体连接36被阻断。此外，所述阀元件10a和10d也保持堵塞，这样没有液压流体可以流出所述腔室3和所述腔室4，其结果是所述控制元件2的位置被固定。
上述已经提到的安全的位置，在图8示出了假定情况，例如，以防在电源故障的情况下，使得所述储罐7连接到所述控制元件2的所述第一腔室3。所述短路流体连接36是被连接通过并且所述第二流腔室4与第一腔室3处于流体连通。在所述马达/泵装置6也已经失效后，例如，在电源故障的情况下，同样也没有控制压力在所述阀元件10a和10d上，从而它们阻断并且所述工作电路5被分开。
对于该致动系统1同样，使用适当的阀门元件10a至10d的主输出端，该住输出端可传送由所述马达/泵装置6产生的流体，成为一元件结构，因此，在所述安全位置，所述安全电路可以从所述容器7被抽吸到第一腔室3，由此，所述工作电路5完全液压分离。唯一来自于所述工作电路5的流动，通过该注流线路13，进入所述安全位置，可以使用马达/泵装置6来通过所述注流线路13注入所述储罐7。
该致动系统可以用于一致动控制元件的方法。这里，在正常工作状态期间，所述控制元件是借助工作电路致动的，所述工作电路泵送流体到所述第二腔室或第三室。一旦故障状态发生时，所述控制元件移动到所述安全位置，这包括以下步骤：连接所述储罐到所述控制元件的第一腔室，由此产生一流入物以从所述工作电路完全分离的方式进入所述第一腔室，并且经由所述排流阀排出所述控制元件的所述第二腔室中的流体，为了这个目的所述控制元件可移动到流量通过位置。
优选地，所描述的致动系统及其变体用于一个介绍中描述的应用。换句话说，根据本发明的该致动系统的实施例是合适的，例如，用于风力发电设备中用于设置所述至少一个转子叶片的迎角，用于燃气轮机、蒸汽轮机或水力涡轮机，以设定所述特定叶片角度或用于石油和天然气工业中的应用，其中使用了控制元件，其在所述故障状态，必须被移动到一安全位置。
特别是应用于风力发电设备，有必要能够改变相对于风的转子叶片的迎角，在大风的情况下，可以达到所述转子叶片及其结构所承载的最大负荷极限，在这样的情况下，有必要将转子叶片移进到安全位置，在该位置，它们提供尽可能小的所述迎角表面面积区域。此外，存在这样的可能性，以如下方式设定各个可能存在的转子叶片，它们每个都产生彼此抵消的转矩，从而防止所述风力发电站的停用。在该过程中，必须确保所述转子叶片可以到达这些安全位置并且具有绝对的可靠性。由于这个原因，必须假定即使在电源故障的情况下，也能够完全自动地采取该安全位置。
类似的考虑也适用于在燃气涡轮中使用该致动系统，用于调节气体流量或蒸汽涡轮机中，用于调节蒸汽流量。在这样的系统中，可靠地将控制元件移动到安全位置也是必要的。根据本发明的致动系统以及用于致动控制元件的方法，可以用于该目的。
所提出的致动系统具有这样的优点，即在故障状态时，仅仅通过使用在所述储罐中储存能量，来达到所述安全位置。即使所述泵被阻断或者如果所述工作电路中的线路被破坏，所述控制元件可移动到所述安全位置。在所描述的所有被配置的致动系统都可以具有一个非常小安装空间。因此，当所述致动系统用于风力发电设备时，所述致动系统可以完全安装所述转子上。不再需要从所述旋转转子到所述机架的、复杂且昂贵的液压管道。只须确保所需的电源供应，而这可以以简单的方式实现。
此外，带有所述阀元件10a、10d的所述致动系统，可以防止一流体的回流从所述控制元件进入到所述工作电路，可以简单的将控制元件附在特定的位置，而不必使用能量来达到该目的。一旦已经达到所需的活塞17的位置，则马达/泵装置6可以被切换关断。由于所述阀元件10a、10d可以防止所述腔室3、4的回流，可以保持所述活塞位置而不需要使用能量。这样用于将活塞固定的功能也在图5的实施例中实现，当所述注流阀33移动进入所述阻断位置。该固定控制元件的方法尤其适合于下述情况，即当由于少量泄漏，需要再次注入所述储罐。所述控制阀21以这样的方式切换，即，所述阀元件10a和10d作为单向阀。防止一回流从所述控制元件进入到所述工作电路。然后所述马达/泵装置可以泵送流体进入所述储罐7。这样做的优点在于，整个系统的功能，例如，一风力发电设备，在所述储罐的注入过程中不会受到损害。因此，没有必要为了注入所述储罐，移动所述控制元件进入到所述安全位置。所述整个系统，例如，风力发电设备，当所述储罐被注入时可以继续产生电能。在该过程中，所述控制元件可以被固定在任何所需的位置。
所述基于流体的系统的概念，包括至少一控制元件、一泵和一贮流器，由此，所述控制元件可以被固定在一个位置，当所述泵注入所述贮流器时，被视为独立的发明概念。这个概念也可由此独立地使用在所描述的自动防故障致动系统。尤其是，自动防故障致动系统的各个元件或特性可以以任何期望的方式与一基于流体的系统组合，所述基于流体的系统用于固定一控制元件以及注入一贮流器。
所述整个自动防故障系统可以通过使用电子部件来监测。以这种方式，发生在所述工作电路的故障可以在总的所述工作电路发生故障前被识别，然后所述安全电路可以被激活，以防止对所述工作电路的损害。然而，也可以设想，所述安全位置可以由一外部信号来触发，例如，通过一远程维护系统。
尤其优选的是，所述致动系统是一自我监测系统，所述系统通过使用传感器检查和监视的储罐（高压）和贮流器(低压)的状态，以及马达/泵装置及包含在该系统中的流体的容积。这使得可以发出警告，并执行状态监控以及在所述故障状态时自动启动该假定的安全位置。
所用致动系统中的流体的用量通常小于50升，优选地小于20升，尤其优选地小于12升。
优选地，配置所述致动系统为一封闭的系统或一闭路循环系，所述致动系统可以定位于紧凑的元件，例如，在风力发电设备中的轮毂。