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Patent Searching and Data


Title:
HYDRAULIC ACTUATING ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/104046
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hydraulic actuating assembly for valves for controlling process fluid flows, comprising a valve that is operated by an actuator and that is pre-tensioned in the direction of a closing position. The actuator has a pressure chamber that is active in the opening direction and that can be connected to a low pressure by means of three parallel relief paths. According to the invention, a secondary relief path, which can be activated in a test mode, is provided.

Inventors:
TAUBER RICHARD (DE)
FROEHLICH UDO (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/000382
Publication Date:
August 09, 2012
Filing Date:
January 27, 2012
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
TAUBER RICHARD (DE)
FROEHLICH UDO (DE)
International Classes:
F15B13/02; F15B20/00
Foreign References:
US5280807A1994-01-25
US5217199A1993-06-08
EP1757817A22007-02-28
EP1413810A12004-04-28
DE102009021668A12010-11-18
DE102010011516A12011-09-15
DE10152414A12003-05-08
Attorney, Agent or Firm:
THÜRER, Andreas (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Hydraulische Stellanordnung für Armaturen zur Steuerung von

Prozessfluidströmen, mit einem Aktor, der über einen Energiespeicher in Richtung einer Schließposition vorgespannt ist, wobei der Aktor einen in Öffnungsrichtung der Armatur wirksamen Druckraum (120, 202) hat, der über eine Hauptleitung (122) entgegen der Wirkrichtung des Energiespeichers mit einem Öffnungsdruck beaufschlagt ist und der über drei parallele Entlastungspfade (142, 144, 146) mit Niederdruck verbindbar ist, in denen jeweils ein stromaufwärtiges und ein stomabwärtiges Entlastungsventil (150, 148; 154, 152; 158, 156) in Reihe angeordnet sind, die zum Schließen der Armatur (6) jeweils aus einer Sperrstellung in eine Entlastungsstellung verstellbar sind, und mit einem

Nebenentlastungspfad (190), der sich zwischen Ausgangsanschlüssen (B) der

stromaufwärtigen oder der stromabwärtigen Entlastungsventile (150, 154, 158;148, 152, 156) erstreckt und in dem jeweils zwischen zwei benachbarten Entlastungsventilen (150, 154; 154, 158) jeweils zumindest eine Blende (192, 194; 196, 198) mit einem vergleichweise geringem Öffnungsquerschnitt angeordnet ist, und mit einer Ansteuerschaltung, die derart ausgeführt ist, dass ein stromaufwärtiges Entlastungsventil (150, 154, 158) in einem

Entlastungspfad (142, 144, 146) und ein stromabwärtiges Entlastungsventil (148, 152, 156) in einem anderen Entlastungspfad in einem Prüfbetrieb in eine Entlastungsstellung verstellbar sind.

2. Stellanordnung nach Patentanspruch 1, wobei zumindest zwei Blenden (192, 194; 196, 198) hintereinander geschaltet sind. 3. Stellanordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei jeweils ein

stromaufwärtiges Entlastungsventil (150, 154, 158) in einem Entlastungspfad (142, 144, 146) und ein stromabwärtiges Entlastungsventil (148, 152, 156) in einem anderen

Entlastungspfad (142, 144, 146) zum Umschalten mit einem Schaltsteuerdruck

beaufschlagbar sind.

4. Stellanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei der Aktor ein Schaltantrieb (18) einer Schaltarmatur (6) ist.

5. Stellanordnung nach Patentanspruch 4, mit einer Regelarmatur (4), die in Reihe zur Schaltarmatur (6) angeordnet ist und die über einen Regelantrieb (8) verstellbar ist, wobei die Regelarmatur (4) mit einer Notfallbetätigung ausgeführt ist, um die

Regelarmatur (4) bei einer Störung in eine Grundposition zurückzustellen und wobei diese Notfallbetätigung durch Umschalten eines elektrisch betätigten Armaturventils (80) auslösbar ist, und mit einem Notfunktionsventil (104), das durch einen Steuerdruck zum Auslösen der Notfallbetätigung umschaltbar ist.

6. Stellanordnung nach Patentanspruch 5, wobei der Steuerdruck über eine Steuerleitung (26) am Schaltantrieb (18) abgegriffen ist.

7. Stellanordnung nach Patentanspruch 6, wobei in der Steuerleitung (26), die einen Steuerraum des Notfunktionsventils (104) mit der Hauptleitung (122) des

Schaltantriebs (18) verbindet ein Steuerumschaltventil (112) angeordnet ist, das in Richtung einer Durchgangsstellung vorgespannt ist und in Richtung einer leckagefreien Sperrstellung umschaltbar ist.

8. Stellanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei der Aktor ein Zylinder eines Regelantriebs (4) ist.

9. Stellanordnung nach Patentanspruch 8, wobei die Ansteuerschaltung ein Regelventil zum Einstellen des Drucks im Druckraum (120, 202) hat.

10. Stellanordnung nach Patentanspruch 8 oder 9, wobei der Zylinder

positionsgeregelt ist.

11. Stellanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei Entlastungsventile (148, 150) in einem Entlastungspfad (142) eine größere Nenngröße als die diejenigen Entlastungsventile (154, 152; 158, 156) in zumindest einem der anderen Entlastungspfade (144, 146) haben.

12. Stellanordnung nach einem der Patentansprüche 8 bis 1 1 , wobei der Zylinder Teii einer Kuppiungseinrichtung (240) einer Norfallbetätigung ist, wobei die

Kupplungseinrichtung (240) und ein Regelantrieb in Wirkverbindung stehen.

13. Stellanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Entlastungsventile (148, 150, 152, 154, 156, 158) und/oder das Notfunktionsventil (104) als Logikventile ausgeführt sind.

14. Stellanordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Energiespeicher zumindest eine Feder hat.

Description:
Hydraulische Stellanordnung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Stellanordnung für Armaturen zur Steuerung von Prozessfluidströmen.

In der EP 1 413 810 A1 ist eine gattungsgemäße Stellanordnung für ein Turbinenventil zur Steuerung der Gas- oder Dampfzufuhr einer Turbine oder für eine Prozessarmatur zur Steuerung eines Prozessstroms in der Verfahrenstechnik offenbart. Derartige

Stellanordnungen haben üblicherweise einen Stellantrieb, der beim Gegenstand der EP 1 413 810 A1 als elektrischer Spindeltrieb ausgeführt ist. Bei einer Gasturbine lässt sich beispielsweise mittels einer derartigen Stellanordnung ein Öffnungsquerschnitt einer Armatur zur Einstellung einer Gaszufuhr verstellen. In einem Notfall, beispielsweise bei einem

Stromausfall oder einer Störung soll die Armatur selbsttätig zurückgestellt werden, um eine Beschädigung der Anlage zu vermeiden. Dazu ist bei der bekannten Lösung dem

Spindeltrieb ein Kniehebelmechanismus zugeordnet, der im regulären Betrieb, d.h., bei hinreichender Stromversorgung in einer Strecklage arretiert ist, in der eine Vorspannfeder gespannt ist. Bei einem Stromausfall gibt der Verriegelungsmechanismus den Kniehebel frei, so dass er über die Vorspannfeder aus einer Streckstellung in seine Knickstellung verstellt wird und entsprechend dieses Verstellweges die Armatur in seine vorbestimmte

Grundposition, in der Regel die Schließposition, zurückverstellt wird. Ein derartiger Kniehebelmechanismus fordert einen erheblichen vorrichtungstechnischen Aufwand und nimmt auch relativ viel Bauraum in Anspruch.

Zur Ausräumung dieses Nachteils wird in der DE 10 2009 021 668 A1 der Anmelderin eine Stellanordnung offenbart, bei der eine Armatur über einen Regelantrieb und eine in Reihe dazu angeordnete Schaltarmatur über einen Schaltantrieb betätigt werden. Der Regelantrieb ist mit einer Notfallbetätigung ausgeführt, die die Armatur bei einem Stromausfall schließt. Im Unterschied zur vorbeschriebenen Ausführungsform ist diese Notfallbetätigung nicht durch einen Kniehebelmechanismus sondern durch eine Feder ausgeführt, die in Schließrichtung auf die Armatur wirkt und die hydraulisch vorgespannt ist. Bei der Notfallbetätigung wird dieser Vorspanndruck zum Niederdruck hin entspannt, so dass die Feder die Regelarmatur zusteuert. In entsprechender Weise wird auch die Schaltarmatur bei einem Stromausfall geschlossen, so dass eine Beschädigung der Turbine oder der verfahrenstechnischen Anlage nahezu ausgeschlossen ist. Bei dem Gegenstand der DE 10 2009 021 668 A1 ist in einem Entlastungspfad zum Niederdruck ein elektrisch betätigbares Armaturventil angeordnet, das in Richtung seiner Öffnungsstellung über eine Feder vorgespannt ist und elektrisch in eine Stellung umschaltbar ist, in der der Entlastungspfad abgesperrt ist. Bei einem Stromausfall wird dann entsprechend dieser Entlastungspfad geöffnet, so dass sich die Feder entspannen kann.

Eine Anforderung an derartige hydraulische Stellanordnungen besteht darin, dass während des Betriebes und weitestgehend ohne Beeinträchtigung des Betriebs die Notfunktionsfähigkeit der Stellanordnung überprüft werden soll. Dabei soll festgestellt werden, ob die Notfallbetätigung intakt ist und bei einem Stromausfall die Prozessarmatur und/ oder den Schaltantrieb schließen kann.

Bei einem Regelantrieb ist diese Prüfung mit vergleichsweise geringem Aufwand möglich, da durch geeignete Ansteuerung des Regelantriebs die Notfunktionsfähigkeit im Sinne einer Teilhubprüfung abgefragt werden kann. Eine derartige Teilhubprüfung ist mit herkömmlichen Stellanordnungen bei einer Schaltarmatur nicht realisierbar, da diese über dem Schaltantrieb lediglich zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung umschaltbar ist. Die Überprüfung kann dann nicht während des Betriebs der Turbine oder der

verfahrenstechnischen Anlage erfolgen. Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Stellanordnung zu schaffen, bei der die Notfunktionsfähigkeit mit geringem Aufwand überprüfbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine hydraulische Stellanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß hat die hydraulische Stellanordnung für Armaturen zur Steuerung von

5 Prozessfluidströmen, beispielsweise Dampf- oder Gasströmen einer Turbine einen Aktor, beispielsweise einen Schaltantrieb einer Schaltarmatur oder einen Zylinder eines

Regelantriebs, der über einen Energiespeicher in Richtung einer Schließposition

vorgespannt ist. Der Aktor hat einen in Öffnungsrichtung der Schaltarmatur wirksamen Druckraum, der über eine Hauptleitung entgegen der Wirkrichtung des Energiespeichers mit

[ 0 einem Öffnungsdruck beaufschlagt ist und der über zumindest drei parallele

Entlastungspfade mit Niederdruck verbindbar ist. In jedem der Entlastungspfade sind ein stromaufwärtiges und ein stromabwärtiges Entlastungsventil in Reihenschaltung angeordnet, wobei diese zum Schließen des Aktors jeweils aus einer Sperrstellung in eine

Entlastungsstellung verstellbar sind. Erfindungsgemäß ist zusätzlich zu diesen

15 Entlastungspfaden ein Nebenentlastungspfad ausgeführt, der sich zwischen

Ausgangsanschlüssen der stromaufwärtigen oder stromabwärtigen Entlastungsventile erstreckt, wobei vorzugsweise in einem Nebenentlastungspfadabschnitt zwischen zwei benachbarten Entlastungsventilen jeweils zumindest eine Düse mit einem geringen

Öffnungsquerschnitt angeordnet ist. Eine Ansteuerschaltung ist derart ausgeführt, dass ein

10 stromaufwärtiges Entlastungsventil in einem Entlastungspfad und ein stromabwärtiges

Entlastungsventil in einem anderen Entlastungspfad zu einer Teilhubprüfung in eine

Entlastungsstellung verstellbar sind.

Mit einer derartigen Lösung kann sowohl die Funktion eines Schaltantriebs als auch die >5 Funktion eines Regelantriebs, beispielsweise eines Energiezylinders geprüft werden.

Durch die Aufsteuerung von zwei Entlastungsventilen in unterschiedlichen Entlastungspfaden wird keiner der eigentlichen Entlastungspfade aufgesteuert sondern es ist lediglich der Nebenentlastungspfad wirksam, wobei allerdings der Druckmittelvolumenstrom von dem 50 Schaltdruckraum der Schaltarmatur in Richtung zum Niederdruck durch den geringen

Querschnitt der zumindest einen Düse beschränkt ist, so dass lediglich ein kleiner

Druckmittelvolumenstrom abströmt, der zu einer vergleichsweise geringfügigen jedoch messbaren Schließbewegung des Aktors führt. Diese Schließbewegung wird detektiert, um die Funktionsfähigkeit nachzuweisen. Ein derartiger Nebenentlastungspfad ermöglicht es somit auf einfache Weise, die Funktionsfähigkeit des Aktors in einem Prüfbetrieb zu erfassen, wobei der Druck in der

Hauptleitung nur geringfügig absinkt.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in jedem Nebenent- lastungspfadabschnitt zwischen zwei benachbarten Entlastungsventilen zumindest zwei Düsen hintereinander geschaltet. Auf diese Weise können die Düsen noch mit einem hinreichenden Querschnitt ausgeführt sein, der einerseits so groß ist, dass er nicht verstopft wird und andererseits durch die Reihenschaltung zweier Düsen einen hinreichenden

Druckabfall mit einer entsprechend geringen Druckmittelströmung ermöglicht.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein stromaufwärtiges Entlastungsventil in einem Entlastungspfad und ein stromabwärtiges Entlastungsventil in einem anderen

Entlastungspfad über ein gemeinsames Entlastungssteuerventil mit dem Niederdruck verbindbar, um das jeweilige Entlastungsventil aus seiner Sperrstellung in seine Durchgangsstellung umzuschalten.

Wie bereits erwähnt, kann der Aktor beispielsweise ein Schaltantrieb einer Schaltarmatur oder aber ein Regelantrieb einer Regelarmatur sein.

Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn in Reihe zur Schaltarmatur eine Regelarmatur angeordnet ist, die über einen Regelantrieb proportional verstellbar ist, wobei die

Regelarmatur mit einer Notfallbetätigung ausgeführt ist, über die die Regelarmatur bei einer Störung in eine Grundposition, vorzugsweise eine Schließposition zurückstellbar ist. Diese Notfallbetätigung ist durch Schalten eines elektrisch betätigten Armaturventil auslösbar. Bei einem Ausführungsbeispiel kann diese Notfallbetätigung auch unabhängig vom Armaturventil über ein Notfunktionsventil ausgelöst werden, das durch einen Steuerdruck umschaltbar ist. Dieser Steuerdruck kann über eine Steuerleitung am Schaltantrieb abgegriffen werden.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel verbindet die Steuerleitung einen Steuerraum des Notfunktionsventils mit einer Hauptleitung des Schaltantriebs, wobei in der Steuerleitung ein Steuerumschaltventil angeordnet ist, das in Richtung einer Durchflussstellung vorgespannt ist und in Richtung einer leckagefreien Sperrstellung umschaltbar ist.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Aktor ein Zylinder, beispielsweise ein Energiezylinder eines Regelantriebs oder Teil einer Kupplungseinrichtung einer

Notfallbetätigung, wobei die Kupplungseinrichtung mit einem elektrischen,

elektrohydraulischen oder hydraulischen Antrieb in Wirkverbindung steht.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden Logikventile für die Entlastungsventile und/oder das Notfunktionsventil verwendet.

Der Energiespeicher zur Vorspannung des Schaltantriebs ist vorzugsweise als Schaltfeder ausgeführt. Die Ansteuerschaltung der Stellanordnung kann mit einem Proportionalventil ausgeführt sein, über das der Druck im Druckraum einstellbar ist. Dieses Proportionalventil kann hydraulisch in eine Grundposition vorgespannt sein, in der der Druckraum mit Niederdruck verbunden ist. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Zylinder des Regelantriebs

positionsgeregelt.

Die Stellanordnung lässt sich besonders kompakt ausbilden, wenn die Entlastungsventile in einem Entlastungspfad, einem sogenannten Hauptentlastungspfad, eine größere Nenngröße als diejenigen in den anderen Entlastungspfaden aufweisen. Dabei wird in Kauf genommen, dass bei der Verwendung kleinerer Nenngrößen eine geringfügige Verzögerung der

Schließzeit der jeweiligen Entlastungsventile mit geringerer Nenngröße auftreten kann.

In dem Fall, in dem die Stellanordnung zur Ansteuerung eines Regelantriebs verwendet wird, kann der mit dem Druckraum ausgeführte Zylinder Teil einer Kupplungseinrichtung einer Notfallbetätigung sein, die in Wirkverbindung mit einem Antrieb steht. Dieser ist bei einer konkret beschriebenen Lösung als elektrohydraulischer Antrieb ausgeführt. Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schema- tischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein stark vereinfachtes Schaltbild einer erfindungsgemäßen Stellanordnung mit einer Regelarmatur und einer Schaltarmatur;

Figur 2 einen Schaltplan einer konkreten Lösung einer hydraulischen Stellanordnung einer Industriedampfturbine; Figur 3 eine Einzeldarstellung eines Regelantriebs des Stellantriebs gemäß Figur 2;

Figur 4 eine Einzeldarstellung eines Schaltantriebs des elektrischen Stellantriebs gemäß Figur 2; Figur 5 ein Schaltbild einer Stellanordnung einer Regelarmatur; und

Figur 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Stellanordnung einer Regelarmatur mit elektrohydraulischem Antrieb. Die Erfindung wird im Folgenden zunächst anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, bei dem die erfindungsgemäße Stellanordnung zur Einstellung eines Dampfvolumenstroms einer Dampfturbine verwendet ist. Prinzipiell kann die erfindungsgemäße Stellanordnung jedoch allgemein bei Armaturen zur Steuerung von Prozessfluiden, bei Pipelines, bei

Chemieanlagen, bei Druckänderungs- oder Verteilstationen oder noch allgemeiner gesehen, bei Einrichtungen verwendet werden, bei denen aus Sicherheitsgründen bei einer Störung eine Rückeinsteilung in eine vorbestimmte Wirkposition erfolgen muss, wobei dann gespeicherte Energie zur Rückstellung verwendet wird. Dabei kann es sich um lineare oder rotative Bewegungen handeln. Figur 1 zeigt ein stark vereinfachtes Schaltschema einer Dampfturbine 1 , deren Dampfvolumenstrom über eine erfindungsgemäße Stellanordnung 2 mit einer Regelarmatur 4 und einer Schaltarmatur 6 einstellbar ist. Die Betätigung der Regelarmatur 4 erfolgt über einen Regelantrieb 8, über den der Öffnungsquerschnitt der Regelarmatur proportional verstellbar ist, um die Dampfzufuhr zur Dampfturbine 1 zu regeln. Der Regelantrieb 8 besteht im Wesentlichen aus einem Stellzylinder 10, über den ein Ventilkörper der Regelarmatur 4 verstellbar ist. Im Fall einer Störung, beispielsweise eines Stromausfalls, kann die

Regelarmatur 4 über den Stellzylinder 10 nicht direkt zurückgestellt werden, da dieser über im Folgenden noch näher erläuterte elektrisch geschaltete Ventile und eine elektrisch betriebene Pumpe mit Druckmittel versorgt wird. Beim erfindungsgemäßen Stellantrieb erfolgt diese Rückstellung über eine Notfallbetätigung 12, die im Wesentlichen aus einem Federspeicher besteht, der hydraulisch über den Stellzylinder 10 vorgespannt ist. Bei einem Stromausfall wird der Federspeicher der Notfallbetätigung 12 entriegelt, so dass die Regelarmatur 4 in ihre Schließstellung zurückgefahren wird. Um eine übermäßige

Beschleunigung der Regelarmatur 4 in der Endlage zu vermeiden, ist dieser eine

Dämpfungseinrichtung 16 zugeordnet, über die die Bewegung der Armatur im Bereich der Endlage gedämpft wird.

Die Verstellung der Schaltarmatur 6 erfolgt mittels eines Schaltantrieb 18. Dieser wird im regulären Betrieb der Dampfturbine in seiner Öffnungsstellung gehalten, bei einem

Stromausfall wird die Schaltarmatur 6 über den Schaltantrieb 18 in die Schließstellung verfahren, so dass die Dampfzufuhr über die Dampfleitung 21 abgesperrt ist. Dadurch wird die Dampfzufuhr über die Dampfleitung 21 durch zwei unabhängig voneinander wirksame Einrichtungen abgesperrt. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht der Schaltantrieb 18 im Wesentlichen aus einem Federspeicher 20, der über einen Kolben 22 vorgespannt ist. Dieser ist seinerseits von dem Druck in einem Druckraum 24 in

Vorspannrichtung beaufschlagt. Im Fall einer Störung wird dieser Druckraum 24 mit Niederdruck verbunden, so dass die Schaltarmatur 6 durch die Kraft des Federspeichers 20 aus seiner Öffnungsposition in die Sperrposition verstellt wird.

Figur 2 zeigt das detaillierte Schaltbild einer derartigen Stellanordnung mit der vom

Regelantrieb 8 betätigten Regelarmatur 4 sowie der dazu in Reihe angeordneten, nicht dargestellten Schaltarmatur, die vom Schaltantrieb 18 betätigt wird. Der Regelantrieb 8 und der Schaltantrieb 18 sind über eine Steuerleitung 26 verbunden, deren Funktion im Folgenden näher erläutert wird.

Figur 3 zeigt den Regelantrieb 8 für die Regelarmatur 4 in Einzeldarstellung. Das Grundprinzip und die einzelnen Funktionen des Regelantriebs 8 sind in der nach veröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2010 011 516.9 bekannt, so dass im Folgenden nur die zum Verständnis der Funktion des Regelantriebs 8 erforderlichen Bauelemente und Funktionen beschrieben werden und im Übrigen auf die Offenbarung der oben genannten Patentanmeldung verwiesen wird. Die Anmelderin behält sich vor, einzelne Passagen dieser Druckschrift angepasst in die vorliegende Patentanmeldung zu übernehmen, sofern dies zur Verbesserung des Verständnisses erforderlich sein sollte.

Der Stellzylinder 10 des Regelantriebs 8 hat einen ortsfest angeordneten Zylinder 28, in dem ein Armaturkolben 30 und ein Spannkolben 32 aufgenommen sind. Der Armaturkolben 30 trägt an seinem aus dem Zylinder 28 auskragenden Endabschnitt einen Ventilkörper 34 der Regelarmatur 4, der zum Schließen in Richtung auf einen Sitz 36 verstellt wird.

Beide Kolben 30, 32 haben jeweils einen Flansch, an dem eine Feder des Federspeichers 20 abgestützt ist. Wenn die beiden Kolben 30, 32 mit ihren Kolbenbünden 38, 40 wie in Figur 3 dargestellt, aneinander anliegen, ist der Federspeicher 20 maximal vorgespannt. Die beiden Kolbenbünde 38, 40 begrenzen gemeinsam mit einem Zylinderzwischenboden zwei Druckräume 42, 44, die im Wesentlichen mit identischen Stirnflächen ausgeführt sind. Der Spannkolben 32 ist als Hohlkolben ausgeführt und begrenzt mit einem Zylinderzapfen 48 und dem Zwischenboden 46 zwei Spannräume 50, 52, die mit einer geringeren

Querschnittsfläche als die beiden anderen Druckräume 42, 44 ausgeführt sind und die jeweils über Spannleitungen 54, 56 mit Arbeitsanschlüssen A eines Stellventils 58, 60 verbunden sind. Beide Stellventile 58, 60 sind als elektrisch betätigbares 2/2-Wegesitzventile ausgeführt und über eine Feder in die dargestellte Grundposition vorgespannt, in der der die Spannleitung 54 mit einer Druckleitung 62 und die Spannleitung 56 mit einer Zulaufleitung 64 verbunden ist. Die Druckleitung 62 ist an einen Anschluss einer Hydromaschine 66 und die Zulaufleitung 64 mit dem anderen Anschluss der Hydromaschine 66 verbunden, so dass ein geschlossener Kreislauf gebildet wird, über den durch verstellen des Spannkolbens 32 über die Hydromaschine 66 der Öffnungsquerschnitt der Regelarmaturen eingestellt werden kann. Die Hydromaschine 66 kann als Pumpe oder Hydromotor betrieben werden und ist mit Drehrichtungsumkehr ausgeführt und über einen Antrieb, beispielsweise einen Elektromotor 68 angetrieben. Die Druckleitung 62 und die Zulaufleitung 64 sind jeweils über ein in Richtung zur Druckleitung 62 bzw. zur Zulaufleitung 64 öffnendes Nachsaugventil 73, 72 zum Nachsaugen von Druckmittel mit einem Niederdruckspeicher 70 verbunden. Von der Zulaufleitung 64 zweigt eine Druckleitung 74 ab, die in den Druckraum 42 einmündet. In dieser

Druckleitung 74 ist ein Rückschlagventil 76 angeordnet, das in Richtung zur Zulaufleitung 64 sperrt.

Der andere Druckraum 44 ist über eine Entlastungsleitung 78 mit dem Arbeitsanschluss eines Armaturventils 80 verbunden. Dieses ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel als 3/2-Wegesitzventil ausgeführt und über einen Elektromagneten in eine dargestellte

Schaltposition vorgespannt, in der die Entlastungsleitung 78 mit einem Kanal 82 verbunden ist, der einerseits an einem Druckanschluss P des Armaturventils 80 angeschlossen ist und andererseits in die Druckleitung 62 einmündet, wobei allerdings eine Rückströmung vom Kanal 82 zur Druckleitung 62 durch ein weiteres Nachsaugventil 84 verhindert ist. Der Kanal 82 steht auch in Druckmittelverbindung mit der Druckleitung 74, so dass in der dargestellten Schaltposition des Armaturventils 80 die beiden Druckräume 42, 44 miteinander verbunden sind. Parallel zum Armaturventil 80 ist ein entsperrbares Rückschlagventil 86 ausgebildet, das in einem Umgehungskanal 88 angeordnet ist, der einerseits in die Entlastungsleitung 78 und andererseits in den Kanal 82 einmündet. Das Sperrventil 86 kann durch den Druck stromabwärts einer Düse 90 (in Entlastungsrichtung gesehen) in der Entlastungsleitung 78 entriegelt werden.

Ein Tankanschluss T des Armaturventils 80 ist in der dargestellten Schaltposition mit einem Speicherkanal 81 verbunden, der zwischen den Nachsaugventilen 72, 73 in den mit dem Niederdruckspeicher 70 verbundenen Leitungsabschnitt einmündet. Von der Druckleitung 74 zweigt ein Druckbegrenzungskanal 92 ab, in dem ein Druckbegrenzungsventil 94 angeordnet ist, das in Öffnungsrichtung vom Druck im Kanal 82 beaufschlagt ist und bei Überschreiten eines Maximaldrucks im Kanal 82 eine Druckmittelverbindung zum Speicherkanal 81 aufsteuert.

Bei stromlosschalten des Armaturventils 80 wird dieses durch die Kraft einer Feder in eine Grundposition vorgespannt, in der der Druckanschluss P abgesperrt ist und der

Arbeitsanschluss A mit dem Speicherkanal 81 verbunden ist - dem entsprechend ist dann der Druckraum 44 über die Düse 90 zum Niederdruck hin entlastet. Stromabwärts (in Entlastungsrichtung) der Düse 90 zweigt ein Steuerkanal 96 von der Entlastungsleitung 78 ab, der in den Steuerraum eines als Logikventils ausgeführten

Bypassventils 98 einmündet, so dass dieses durch den Druck in der Entlastungsleitung 78 in Schließrichtung vorgespannt ist. Ein stirnseitiger Anschluss A des Bypassventils 98 ist über eine weitere Düse 100 mit dem Speicherkanal 81 verbunden und ein radialer Anschluss B des Bypassventils 98 ist über einen weiteren Steuerkanal 102 stromaufwärts der Düse 90 mit der Entlastungsleitung 78 verbunden. Wie im Folgenden noch näher erläutert wird, strömt das Druckmittel in der federvorgespannten Grund- Position des Armaturventils 80 aus dem Druckraum 44 ab, so dass über der Düse 90 eine Druckdifferenz entsteht, die in

Öffnungsrichtung auf das Bypassventil 98 wirkt, so dass dieses gegen die Kraft einer Vorspannfeder geöffnet wird und somit ein paralleler Entlastungsströmungspfad über die beiden Steuerkanäle 102, 100 aufgesteuert wird, wobei dieser nicht über die Düse 90 führt, so dass die Schließbewegung schneller als bei einem Abströmen über die Düse 90 erfolgt. Bis hierhin entspricht der Aufbau des Regelantriebs 8 im Wesentlichen demjenigen, der in der oben genannten nach veröffentlichten Patentanmeldung beschrieben ist.

Eine Besonderheit des Regelantriebs gemäß Figur 3 besteht darin, dass parallel zum

Armaturventil 80 ein Notfunktionsventil 104 vorgesehen ist, das ebenfalls als Logikventil ausgeführt ist und über eine schwache Feder in seine dargestellte Grundposition vorgespannt ist, in der ein Anschluss A gegenüber einem radialen Anschluss B abgesperrt ist. Der Anschluss A ist über einen Niederdruckkanal 106 und eine Düse 108 mit dem Speicherkanal verbunden. Der radiale Anschluss B des Notfunktionsventils 104 ist über eine Leitung 110 und den Steuerkanal 102 stromaufwärts (Entlastungsrichtung) der Düse 90 mit der

Entlastungsleitung 78 verbunden. Ein in Schließrichtung wirksamer Steuerraum ist mit der oben genannten Steuerleitung 26 verbunden, in der ein als 2/2-Wegesitzventil ausgeführtes Steuerumschaltventil 112 angeordnet ist, das über eine Feder in die dargestellte

Grundposition vorgespannt ist, in der die Druckmittelverbindung des Steuerraums des Notfunktionsventils 104 zur Steuerleitung 26 aufgesteuert ist. Das Steuerumschaltventil 1 12 kann elektrisch in eine Sperrstellung umgeschaltet werden, in der die Steuerleitung 26 gegenüber dem Notfunktionsventil 104 leckagefrei abgesperrt ist.

Die Druckbeaufschlagung der vorgenannten Druckräume des Stellzylinders 10 kann im Prinzip wie in der oben genannten Patentanmeldung beschrieben über die Hydromaschine 66 durch mehrfaches Umpumpen und Ansaugen von Druckmittel aus dem Niederdruckspeicher 70 erfolgen. Das Spannen des Federspeichers 20 erfolgt über die

Hydromaschine 66, wobei Druckmittel in den Spannraum 50 gefördert wird. Zum Verstellen des Ventilkörpers 34 wird Druckmittel in den Spannraum gefördert und aus dem anderen Spannraum 52 ausgeschoben. Das Armaturventil 80 ist dabei in seine dargestellte

Schaltstellung elektrisch umgeschaltet, so dass Druckmittel aus dem sich verkleinernden Druckraum 44 in den sich entsprechend vergrößernden Druckraum 42 ausgeschoben wird.

Bei einer Störung, beispielsweise einem Stromausfall sind die genannten Ventile stromlos, so dass das Armaturventil 80 in seine federvorgespannte Position umgeschaltet wird, in der die Anschlüsse A und T miteinander verbunden sind. Das Druckmittel strömt dann aus dem Druckraum 44 zum Niederdruckspeicher 70 hin ab, wobei die Bewegung des

Armaturkolbens 30 durch die Kraft des Federspeichers 20 unterstützt wird. Während dieses Entlastungsvorganges strömt Druckmittel über die Düse 90, so dass die vorbeschriebene Druckdifferenz das Bypassventil 98 öffnet und der weitere Entlastungsströmungspfad zum Niederdruckspeicher 70 aufgesteuert wird. Nach einem vorbestimmten Weg liegt der Ventilkörper 34 auf dem Sitz 36 auf, so dass die Dampfleitung 21 abgesperrt ist. Beim Stromausfall ist auch das Steuerumschaltventil 1 12 in seine Durchgangsstellung

umgeschaltet, so dass die Steuerleitung 26 zum Steuerraum des Notfunktionsventils 104 geöffnet ist. Falls - wie im Folgenden näher erläutert - in der Steuerleitung 26 Niederdruck anliegt, wird dann entsprechend das Notfunktionsventil 104 durch den in Öffnungsrichtung wirkenden Druck stromaufwärts der Düse 90 geöffnet, so dass ein weiterer

Entlastungsströmungspfad über die Leitung 1 10 und den Niederdruckkanal 106 aufgesteuert wird.

Der Aufbau des Schaltantriebs wird im Folgenden anhand der Figur 4 erläutert.

Der Schaltantrieb 18 hat einen Schaltzylinder 1 14, dessen Schaltgehäuse 116 einen nicht dargestellten Ventilkörper der Schaltarmatur betätigt. Der ortsfeste Schaltkolben 22 des Schaltzylinders 1 14 ist über eine Schaltfeder 1 18 in Richtung einer Schließposition der

Schaltarmatur beaufschlagt. Das Schaltgehäuse 1 16 begrenzt einen Schaltdruckraum 120, der das Schaltgehäuse 116 in Richtung Öffnen der Schaltarmatur 6 beaufschlagt und somit entgegen der Federkraft wirkt. Bei Druckentlastung des Schaltdruckraums 120 wird somit die Feder 1 18 wirksam und schließt die Schaltarmatur 6, so dass die Dampfleitung 21 abgesperrt ist.

Im Schaltdruckraum 120 mündet eine Hauptleitung 122, die andererseits in einer Ver- sorgungsleitung 124 mündet, wobei in der Hauptleitung 122 ein Rückschlagventil 126 vorgesehen ist, das eine Druckmittelströmung in Richtung zum Schaltzylinder 114 zulässt und eine Druckmittelströmung von diesem in Richtung zur Versorgungsleitung 124 sperrt. Die Versorgungsleitung ist über ein weiteres im gleichen Sinn angeordnetes

Rückschlagventil 128 an den Druckanschluss einer Schaltpumpe 130 angeschlossen, die beispielsweise elektrisch betätigt ist und deren Sauganschluss über eine Saugleitung 132 an einen Schaltniederdruckspeicher 134 angeschlossen ist. Die Versorgungsleitung 124 verzweigt sich hin zu einem Anschluss A eines Niederdruckventils 136, das in einer federvorgespannten Grundposition (Figur 4) den Arbeitsanschluss A mit einem

Tankanschluss T verbindet, der seinerseits an eine Tankleitung 138 angeschlossen ist. Der Druck in der Versorgungsleitung 122 wird über ein Druckbegrenzungsventil 140 begrenzt, das bei Überschreiten eines voreingestellten Maximaldrucks eine Druckmittelverbindung zur Tankleitung 138 aufsteuert. Das Niederdruckventil 136 lässt sich elektrisch in eine

Schaltposition verstellen, in der die Druckmittelverbindung zur Tankleitung 138 abgesperrt ist. Das Niederdruckventil 136 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Wegesitzventil ausgeführt.

Eine Besonderheit der Schaltung gemäß Figur 4 besteht darin, dass der Druckraum 120 über insgesamt drei Entlastungspfade 142, 144, 146 mit dem Schaltniederdruckspeicher 134 verbindbar ist, um die Schaltarmatur 6 zu schließen. In jedem der Entlastungspfade 142, 144, 146 sind zwei in Reihe geschaltete Entlastungsventile 148, 150, 152, 154, 156, 158 angeordnet, über die eine Druckmittelverbindung von der Hauptleitung 122 und dem jeweiligen Entlastungspfad 142, 144, 146 zu einer mit dem Schaltniederdruckspeicher 134 verbundenen Ablaufleitung 160 aufsteuerbar ist, die mit der Saugleitung 132 verbunden ist. Jedes der Entlastungsventile 148 - 158 ist als Logikventil ausgeführt. Die drei

Entlastungsventile 150, 154, 158 sind mit ihren Anschlüssen A über jeweils eine Blende 162, 164, 166 mit der Hauptleitung 122 verbunden. Radiale Anschlüsse B dieser

Entlastungsventile 150, 154, 158 sind mit den Anschlüssen A der zugeordneten

Entlastungsventile 148, 152 bzw. 156 verbunden. Deren radiale Anschlüsse B sind dann ihrerseits an die Ablaufleitung 160 angeschlossen. Die Entlastungsventile 1 8 - 158 sind über eine vergleichsweise schwache Feder in Richtung ihrer Schließposition vorgespannt. In gleicher Richtung wirkt ein Steuerdruck in einem Steuerraum 168, 170, 172, 174, 176, 180. Der Steuerdruck in den genannten Steuerräumen 168 - 180 wird über jeweils einem

Entlastungspfad 142, 144, 146 zugeordnete Entlastungssteuerventile 182, 184 bzw. 186 bestimmt. Diese sind jeweils als 3/2-Wegesitzventile ausgeführt und über eine Feder in eine Grundposition vorgespannt, in der jeweils ein Steueranschluss A mit einem Tankanschluss T verbunden ist, der seinerseits in Druckmittelverbindung mit dem Schaltniederdruckspeicher 134 steht. Jedes der Entlastungssteuerventile 182, 184, 186 kann elektrisch in eine Position umgeschaltet werden, in der der Anschluss A mit einem Druckanschluss P verbunden ist, der seinerseits mit der Versorgungsleitung 124 und somit mit dem Druckanschluss der Schaltpumpe 130 in Druckmittelverbindung steht. Der Arbeitsanschluss A des

Entlastungssteuerventils 182 ist über Steuerleitungen mit den Steuerräumen 168 und 174 verbunden. Der Steueranschluss A des Entlastungssteuerventils 184 ist über eine

Steuerleitung mit den Steuerräumen 172 und 180 und der Steueranschluss A des dritten Entlastungssteuerventils 186 ist dann entsprechend mit den verbleibenden Steuerräumen 170 und 176 verbunden. Mit anderen Worten gesagt, über jeweils ein

Entlastungssteuerventil 182, 184, 186 werden Steuerräume von in unterschiedlichen

Entlastungspfaden gelegenen Entlastungsventilen mit Niederdruck oder Hochdruck

(Pumpendruck) beaufschlagt. Auf diese Weise wird eine hydraulische„2 aus 3-Schaltung" ausgebildet, durch die sichergestellt ist, dass auch bei Ausfall eines der

Entlastungsteuerventile 182, 184, 186 oder der Entlastungsventile 148 - 158 ein

ordnungsgemäßes Schließen im Fall einer Störung gewährleistet ist.

Bei einem Stromausfall werden die Entlastungssteuerventile 182, 184, 186 durch die Kraft ihrer jeweiligen Schaltfedern in ihre Grundposition verstellt, in der der Entlastungs- strömungspfad in Richtung zum Schaltniederdruckspeicher 134 aufgesteuert ist, so dass das Druckmittel aus dem Schaltdruckraum 120 über die drei vorbeschriebenen Entlastungspfade 142, 144, 146 zum Schalten der Druckspeicher abströmt, so dass die Schaltarmatur durch die Kraft der Schaltfeder 1 18 in ihre Sperrstellung umgeschaltet wird. Dieser Schaltvorgang erfolgt relativ schnell, wobei zur Vermeidung harter Schaltschläge sowohl die Schaltarmatur 6 als auch die Regelarmatur 4 jeweils mit einer Endlagendämpfung ausgeführt sein kann. Gemäß Figur 4 ist die Steuerleitung 26 über eine Abgreifleitung 188 mit der Hauptleitung 122 verbunden, so dass entsprechend in dem Steuerraum des Notfunktionsventils 104 bei geöffnetem Steuerumschaltventil 1 12 der Pumpendruck (Hochdruck) oder der Niederdruck wirksam ist. Dem entsprechend wird bei einer Druckentlastung des Schaltdruckraums 120 auch das Notfunktionsventil 104 geöffnet, so dass unabhängig von der Ansteuerung des Armaturventils 80 die Regelarmatur 4 in Richtung ihrer Schließstellung verstellt wird. Das zeitliche Aufeinanderfolgen des Schließvorgangs der Schaltarmatur und der Regelarmatur kann beispielsweise über das Steuerumschaltventil 112 bestimmt werden.

Gemäß der Darstellung in Figur 3 ist das Ölvolumen innerhalb der Steuerleitung 26 zum Regelantrieb praktisch abgeschlossen, da es sich lediglich bis zu dem Steuerraum des Notfunktionsventils 104 erstreckt.

Die Öffnungsreihenfolge kann durch geeignete Auslegung der vorbeschriebenen

Steuerelemente festgelegt werden, wobei beispielsweise durch die Verwendung von

Cartridge-Ventilen mit Dämpfungszapfen das Ansprechverhalten so eingestellt werden kann, dass die Regelarmatur 4 vor der Schaltarmatur geöffnet wird.

Die Funktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Schaltantriebes kann über eine Teilhubprüfung erfolgen.

Um eine derartige Teilhubprüfung auch beim Schaltantrieb 18 zu ermöglichen, sind die Ausgangsanschlüsse B der stromaufwärtig (in Drückentlastungsrichtung gesehen) angeordneten Entlastungsventile 150, 154, 158 über einen Nebenentlastungspfad 190 miteinander verbunden, wobei jeweils zwischen benachbarten Entlastungsventilen 150, 154 bzw. 154, 158 im Nebenentlastungspfad 190 zwei in Reihe geschaltete Düsen 192, 194 bzw. 196, 198 angeordnet sind. Diese Düsen haben ein vergleichsweise geringen

Öffnungsquerschnitt von beispielsweise 0,8mm. Dieser Öffnungsquerschnitt ist jedoch groß genug, dass eine Verstopfung der Düsen durch im Druckmittel enthaltene Verunreinigungen verhindert werden kann. Auf der anderen Seite ist der Druckverlust über die beiden hintereinander geschalteten Düsen 192, 194 bzw. 196, 198 so groß, dass nur wenig

Druckmittel abströmen kann. Zur Teilhubprüfung wird eines der Entlastungssteuerventile 182, 184, 186 in seine Grundposition umgeschaltet, in der der jeweilige Anschluss A mit dem Tankanschluss T verbunden ist. Wird beispielsweise das Entlastungsteuerventil 182 in seine in Figur 4 dargestellte Position gebracht und die beiden anderen Entlastungssteuerventile 184, 186 durch Bestromen der Schaltmagnete in ihre Schaltposition umgeschaltet, so werden die Steuerräume 168 und 174 der beiden Entlastungsventile 148, 154 zum Niederdruck hin entlastet, die anderen Entlastungsventile 150, 152, 158, 156 bleiben in ihrer Sperrstellung vorgespannt. Durch dieses Umschalten kann dann Druckmittel aus dem Schaltdruckraum 120 über die Hauptleitung 122, die Blende 164, das aufgesteuerte

Entlastungsventil 154, die beiden Düsen 192, 194 des Nebenentlastungspfads 190 und über das ebenfalls aufgesteuerte stromabwärtige Entlastungsventil 148 in die Ablaufleitung 160 und somit zum Niederdruckspeicher 134 abströmen. Die abströmende Druckmittelmenge ist aufgrund des geringen Querschnitts der beiden Blenden 192, 194 sehr gering, so dass sich der Druck in der Hauptleitung 122 nur unwesentlich ändert. Diese Druckmittelströmung reicht jedoch aus, um das Schaltgehäuse 116 durch die Kraft der Schaltfeder 118 zu bewegen, so dass die Notfallfunktion detektiert und überprüft werden kann. Diese Teilhubprüfung kann in entsprechender Weise auch durch Umschalten eines der beiden anderen Entlastungssteuerventile 184, 186 erfolgen.

Bei der dargestellten Variante ist der Nebenentlastungspfad 190 an den stromaufwärtigen Entlastungsventilen 150, 154, 158 ausgebildet. Prinzipiell könnte dieser Nebenentlastungspfad auch wie in Figur 4 unten gestrichelt angedeutet, die Ausgangsanschlüsse B der stromabwärtigen Entlastungsventile 148, 152, 156 verbinden.

Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die hydraulische Stellanordnung am Beispiel eines Schaltantriebs erläutert. Wie eingangs erwähnt, kann die Stellanordnung jedoch auch in entsprechender Weise bei Regelantrieben eingesetzt werden.

Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Regelantriebs mit der zuvor erläuterten 2 von 3 Schaltung und einer Teilhubprüfung. Die im Folgenden beschriebenen Lösungen erfüllen die Anforderungen an eine 1001 D-Architektur und können auch in Sicherheitskreisen zum Beispiel des SIL2 (nach IEC61508 bzw. IEC61511 ) eingesetzt werden.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 ist der Aktor als sogenannter Energiezylinder 200 ausgebildet, wie er beispielsweise in der DE 101 52 414 A1 beschrieben ist. Es handelt sich dabei um einen einfach wirkenden Zylinder mit einem in Öffnungsrichtung wirksamen

Regeldruckraum 202, in dem über ein proportionalverstellbares Regelventil 204 ein Druck einregelbar ist, um einen mit dem Ventilkörper 34 verbundenen Regelkolben 206 zu verstellen. Dieser ist über eine Regel- oder Notfallfeder 208 in Richtung einer Schließposition vorgespannt. Der Energiezylinder 200 ist mit einem Wegmesssystem 210 ausgeführt, sodass eine Positionsregelung des Ventilkörpers 34 ermöglicht ist.

Das Regelventil 204 lässt sich aus einer mittigen Sperrstellung über Proportionalmagnete 212, 214 verstellen. Ein Druckanschluss P des Regelventils 204 ist mit einer Druckleitung 216 verbunden, in der eine Filteranordnung 218 angeordnet ist. Ein Tankanschluss T des Regelventils 204 ist mit einer Tankleitung 220 verbunden. Ein Ausgangsanschluss B des Regelventils 204 steht in Druckmittelverbindung mit einer Hauptleitung, die die gleiche Funktion wie die zuvor beschriebene Hauptleitung 122 hat und somit mit dem gleichen Bezugszeichen versehen ist. Diese Hauptleitung 122 mündet im Regeldruckraum 202. Ein weiterer Druckraum 222 des Energiezylinders 200 ist über eine Entlastungsleitung 224 mit der Tankleitung 220 verbunden. Diese Tankleitung 220 kann in einem offenen Tank münden oder aber auch an einen Niederdruckspeicher (s. Figur 4) angeschlossen sein. Die Teilhubprüfung erfolgt in gleicher Weise wie bei dem eingangs beschriebenen

Ausführungsbeispiel, wobei die Stellanordnung im Wesentlichen identisch aufgebaut ist. Der Einfachheit halber werden daher die gleichen Bezugszeichen wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet. Es sind demgemäß drei Entlastungspfade 142, 144, 146 vorgesehen, wobei in jedem Entlastungspfad zwei Entlastungsventile, d.h. im vorliegenden Fall die Entlastungsventile 148 - 158 vorgesehen sind. Realisiert ist des Weiteren der Nebenentlastungspfad 190 mit den Blenden 192 - 198. Auch die Verschaltung der

Entlastungsventile erfolgt entsprechend dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel, d.h. die Eingangsanschlüsse A der Entlastungsventile 142, 144, 146 stehen in

Druckmittelverbindung mit der Hauptleitung 122. Deren Ausgangsanschlüsse B sind mit den Eingangsanschlüssen B des jeweils zugeordneten anderen Entlastungsventils 148, 152, 156 verbunden und deren Ausgangsanschlüsse B münden jeweils in die Tankleitung 220. Die Entlastungsventile sind wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel jeweils als 2- Wege-Einbauventil ausgebildet, wobei in den Abbildungen gemäß den Figuren 5 und 6 die jeweiligen Steuerdeckel 226 dargestellt sind - diese sind zeichnerisch in Figur 4 nicht enthalten. Über die Steuerdeckel erfolgt die Druckmittelverbindung mit dem jeweils zugeordneten Entlastungssteuerventil 182, 184, 186, über die die Steuerdrücke in den jeweiligen Steuerräumen der Entlastungsventile einsteuerbar sind. D.h., über die

Entlastungssteuerventile 182, 184, 186 können die Steuerräume der jeweiligen

Entlastungsventile 142, 144, 146, 148, 152, 154, 156 entweder mit der Tankleitung 220 oder aber mit der den Hochdruck führenden Hauptleitung 122 verbunden werden - auch diesbezüglich besteht Übereinstimmung mit dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel, sodass weitere Erläuterungen entbehrlich sind. Ähnlich wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel der Schaltzylinder 114 kann bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 der Energiezylinder 200 entlastet werden und wird dann durch die Kraft der Regelfeder 208 in die Notposition verfahren (Armatur geschlossen).

Im Prüfmodus kann über die Blenden 192, 194, 196, 198 ein geringer Druckmittelstrom abströmen, der auf unterschiedliche Weise detektiert werden kann.

Eine Möglichkeit besteht darin, das Regelventil 204 soweit wie möglich in eine geschlossene Stellung (Grundposition gemäß Figur 5) zu verstellen. Dabei wird dann über das

Wegmesssystem 210 das langsame Ausfahren des Energiezylinders 200 erfasst (klassische Teilhubprüfung).

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Positionsregelkreis für den Energiezylinder 200 weiterzubetreiben und die Position des Ventilkörpers 34 über den Regelkreis zu halten. Detektiert wird dann ein erhöhter Regelfehler in diesem Positionsregelkreis. Des Weiteren können Korrekturbewegungen des Energiezylinders 200 beim Schalten in den Prüfmodus unter Umständen ebenfalls detektiert werden und somit als Rückschluss auf eine

ordnungsgemäße Funktion gewertet werden.

Hinsichtlich des weiteren konkreten Aufbaus der Stellanordnung gemäß Figur 5 wird auf die Ausführungen zu Figur 4 verwiesen.

Figur 6 zeigt schließlich eine Variante des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 5, bei der die Stellanordnung ebenfalls einer Regelarmatur 4 zugeordnet ist, diese ist entsprechend dem in Figur 1 dargestellten Schema ausgeführt und hat einen elektrohydraulischen Stellantrieb mit dem Stellzylinder 10, dessen beide Druckräume 228, 230 mit den Anschlüssen A, B einer elektrisch betätigten Pumpe in einem geschlossenen Kreislauf verbunden sind, wobei in jeder Pumpenleitung 234, 236 ein Absperrventil 238, 239 vorgesehen ist, das elektrisch in eine Sperrstellung verstellbar ist. Der Grundaufbau einer derartigen Regelarmatur 4 ist in der älteren Patentanmeldung DE 10 2010 01 1 516.9 erläutert, sodass weitere Erklärungen entbehrlich sind. Je nach Förderrichtung der Pumpe 232 wird der Stellzylinder 10 in Schließoder Öffnungsrichtung des Ventilkörpers 34 verstellt. Der Stellzylinder 10 steht über eine Kupplungseinrichtung 240 mit dem Ventilkörper 34 in Wirkverbindung. Diese

Kupplungseinrichtung 240 ist durch zwei Kolben 242, 244 gebildet, die getrennt voneinander ausgebildet sind, wobei der linke Kolben 242 (Ansicht nach Figur 6) mit einem Kolben des Stellzylinders 10 verbunden ist, während der rechte Kolben 244 mit dem Ventilkörper 34 verbunden ist. Der Kolben 242 begrenzt einen in der Darstellung gemäß Figur 6 nicht sichtbaren Druckraum 246, während der Kolben 244 einen in Öffnungsrichtung des

Ventilkörpers 34 entsprechenden Druckraum begrenzt, der dem Druckraum 202 aus Figur 5 entspricht. Der Druckraum 246, der in der Darstellung gemäß Figur 6 ein minimales Volumen hat, ist über eine sich verzweigende Druckzweigleitung 248 mit den Pumpenleitungen 234, 236 verbunden, wobei der Hochdruck über zwei parallel geschaltete Rückschlagventile 250, 252 abgegriffen ist. Der Druck in der Druckzweigleitung 248 und damit auch in den

Pumpenleitungen 234, 236 ist über ein Druckbegrenzungsventil 253 begrenzt.

Die Teilhubprüfung erfolgt in gleicher Weise wie bei den zuvor beschriebenen

Ausführungsbeispielen, d.h., der Druckraum 202 kann über die drei Entlastungspfade 142, 144, 146 und den Nebenentlastungspfad 190 mit den Entlastungsventilen 148 und den Blenden 192, 194, 196, 198 durchgeführt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 ist den jeweiligen druckseitigen Entlastungsventilen 150, 154, 158 und den

niederdruckseitigen Entlastungsventilen 148, 152, 156 jeweils ein gemeinsamer

Steuerdeckel 226 zugeordnet. Wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Eingangsanschlüsse A der Entlastungsventile 142, 144, 146 mit der Hauptleitung 122 verbunden, die im Druckraum 202 mündet. Die Ausgangsanschlüsse B dieser

Entlastungsventile sind mit den Eingangsanschlüssen A der jeweils zugeordneten

niederdruckseitigen Entlastungsventile 148, 152, 156 verbunden, wobei deren

Ausgangsanschlüsse B in der Tankleitung 220 münden.

Die Verstellung des Ventilkörpers 34 in der Notfallfunktion erfolgt über die Notfallfeder 254, deren Funktion der Regelfeder 208 beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 entspricht.

Die Ansteuerung der Entlastungsventile 148 - 158 erfolgt wiederum über ein jeweils einem Entlastungspfad 142, 144, 146 zugeordnetes Entlastungssteuerventil 182, 184, 186. Offenbart ist eine hydraulische Stellanordnung für Armaturen zur Steuerung von Pro- zessfluidströmen mit einer von einem Aktor betätigten Armatur, die in Richtung einer Schließposition vorgespannt ist. Der Aktor hat einen in Öffnungsrichtung wirksamen

Druckraum, der über drei parallele Entlastungspfade mit Niederdruck verbindbar ist.

Erfindungsgemäß ist ein Nebenentlastungspfad vorgesehen, der im Prüfbetrieb aufgesteuert werden kann.

Bezuqszeichenliste

1 Dampfturbine

2 Stellanordnung 4 Regelarmatur 6 Schaltarmatur 8 Regelantrieb

10 Stellzylinder

12 Notfallbetätigung

16 Dämpfungseinrichtung

18 Schaltantrieb

20 Federspeicher

21 Dampfleitung

22 Schaltkolben

24 Druckraum

26 Steuerleitung

28 Zylinder

30 Armaturkolben

32 Spannkolben

34 Ventilkörper

36 Sitz

38 Kolbenbund

40 Kolbenbund

42 Druckraum

44 Druckraum

46 Zwischenboden

48 Zylinderzapfen

50 Spannraum

52 Spannraum

54 Spannleitung

56 Spannleitung

58 Spannventil

60 Spannventil

62 Niederdruckleitung 64 Zulaufleitung

66 Hydromaschine

68 Elektromotor

70 Niederdruckspeicher

72 Nachsaugventil

73 Rückschlagventil

74 Druckleitung

76 Rückschlagventil

78 Entlastungsleitung

80 Armaturventil

81 Speicherkanal

82 Kanal

84 Nachsaugventil

86 Sperrventil

88 Umgehungskanal

90 Düse

92 Druckbegrenzungskanal

94 Druckbegrenzungsventil

96 Steuerkanal

98 Bypassventil

100 Steuerkanal

102 Steuerkanal

104 Notfunktionsventil

106 Niederdruckkanal

108 Düse

110 Leitung

112 Steuerumschaltventil

114 Schaltzylinder

116 Schaltgehäuse

1 18 Schaltfeder

120 Schaltdruckraum

122 Hauptleitung

124 Versorgungsleitung

126 Rückschlagventil Rückschlagventil

Schaltpumpe

Saugleitung

Schaltniederdruckspeicher Niederdruckventil

Tankleitung

Druckbegrenzungsventil Entlastungspfad

Entlastungspfad

Entlastungspfad

Entlastungsventil

Entlastungsventil

Entlastungsventil

Entlastungsventil

Entlastungsventil

Entlastungsventil

Ablaufleitung

Blende

Blende

Blende

Steuerraum

Steuerraum

Steuerraum

Steuerraum

Steuerraum

Steuerraüm

Entlastungsteuerventil Entlastungsteuerventil Entlastungsteuerventil Abgreifleitung

Nebenentlastungspfad Blende

Blende

Blende Blende

Energiezylinder

Regeldruckraum

Regelventil

Regelkolben

Regelfeder

Wegmesssystem

Proportionalmagnet Proportionalmagnet Druckleitung

Filteranordnung

Tankleitung

Ablaufleitung

Entlastungsleitung Steuerdeckel

Druckraum

Druckraum

Pumpe

Pumpenleitung

Pumpenleitung

Absperrventil

Absperrventil

Kupplungseinrichtung Kolben

Kolben

Druckraum

Druckzweigleitung Rückschlagventil Rückschlagventil Druckbegrenzungsventil Notfallfeder




 
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