DE102011000113A1 - Valve combination with improved test routine - Google Patents
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Abstract
Bei dem erfindungsgemäßen Konzept wird bei einem Zweipunktregler, der mittels zweier Ventile (15, 16) den Gasfluss zu einem Gasverbraucher (12) steuert, die Dichtheit de Ventile (15, 16) abwechselnd überprüft indem alternativ unterschiedliche Abschaltsequenzen (I) und (II) durchlaufen werden. Dies minimiert die Zahl der Ventilspiele und macht eine sehr empfindliche Dichtheitsprüfung möglich.In the concept according to the invention, the tightness of the valves (15, 16) is alternately checked in a two-point controller which controls the gas flow to a gas consumer (12) by means of two valves (15, 16) by alternately using different shutdown sequences (I) and (II) be run through. This minimizes the number of valve clearances and makes a very sensitive leak test possible.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtprüfung einer Gasventilkombination, eine entsprechende Gasventilkombination sowie deren Steuereinrichtung.The invention relates to a method for leak testing a gas valve combination, a corresponding gas valve combination and the control device.
Zur Steuerung von Fluiden, insbesondere Gasen, werden aus Sicherheitsaspekten heraus gerne Ventileinrichtungen eingesetzt, bei denen im Gasstrom zwei Ventilverschlussglieder angeordnet sind, die den Gasstrom jeweils unterbrechen können. Zur Dichtheitsprüfung der beiden Ventilverschlussglieder kann der Druck in dem zwischen den beiden Ventilen eingeschlossenen Raum überwacht werden.For the control of fluids, in particular gases, valve devices are used for safety reasons, in which two valve closure members are arranged in the gas flow, which can interrupt the gas flow in each case. To check the tightness of the two valve closure members, the pressure in the space enclosed between the two valves can be monitored.
Dazu offenbart die
Aus der
Aus der
Aus der
Bei diesem Verfahren sind zur Unterscheidung zwischen Dichtheit und Undichtigkeit relativ große Druckänderungen erforderlich, was zu großen Prüfzeiten führt.In this method, relatively large pressure changes are required to distinguish between leaks and leaks, resulting in large test times.
Außerdem kann die Druckprüfung des brennerseitigen Ventils bei Wärmeanforderung und die Prüfung des stromaufwärtigen, d. h. quellenseitigen Ventils beim Abschalten, zu systematischen Fehlern führen, weil die Verhältnisse beim Einschalten eines Brenners und beim Abschalten eines Brenners grundsätzlich unterschiedlich sind.In addition, the pressure test of the burner-side valve when heat request and the examination of the upstream, d. H. Source-side valve when switching off, lead to systematic errors, because the conditions when switching on a burner and switching off a burner are fundamentally different.
Grundsätzlich ist es Ziel der Entwicklung, die Anzahl der Ventilspiele zu minimieren. Jedoch kann die Integration der Prüfroutine in den normalen Ventilbetätigungszyklus, wie bei der
Um die Dichtprüfung auch gegenüber kleinen Leckagen empfindlicher zu gestalten, schlägt die
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Konzept anzugeben, mit dem sich eine schnelle Ventilprüfung bei langer Ventillebensdauer erreichen lässt.It is an object of the invention to provide a concept with which a quick valve test can be achieved with a long valve life.
Diese Aufgabe wird mit den Maßnahmen gemäß Anspruch 1, 7 oder 13 gelöst:
Erfindungsgemäß wird die Dichtheitsprüfungsroutine in den normalen Regelzyklus einer Ventilsteuereinrichtung integriert. Dabei wird beim Abschalten des Gasstroms, vorzugsweise bei jedem Abschalten, die Hälfte eines vollständigen Ventilprüfungszyklus im Rahmen einer Abschaltroutine durchgeführt. Die Ventileinrichtung umfasst mindestens zwei Ventile, zu denen ein erstes und ein zweites Ventil gehören. Die Ventile sind in einer Gasleitung hintereinander, d. h. in Serie, angeordnet. Bei einer Abschaltsequenz ersten Typs wird zunächst das erste und dann das zweite Ventil geschlossen. Bei einer Abschaltsequenz zweiten Typs wird zuerst das zweite und dann das erste Ventil geschlossen. Die Steuereinrichtung wählt nun bei jedem beispielsweise von einem Temperaturregler oder einer sonstigen Regeleinrichtung geforderten Abschalten, d. h. bei Empfang eines Schließsignals eine der beiden alternativen Abschaltsequenzen, d. h. eine Abschaltsequenz ersten Typs oder einer Abschaltsequenz zweiten Typs. Vorzugsweise wechselt die Steuereinrichtung dabei jeweils zwischen einer Abschaltsequenz ersten Typs und einer Abschaltsequenz zweiten Typs ab. In dem darauffolgenden Schließzeitraum wird dann der Druck in dem zwischen den Ventilen liegenden Volumen ein- oder mehrfach oder ständig überprüft und daraus auf Dichtheit oder Leckage geschlossen. Zur Durchführung dieser Prüfung stehen meist ausreichend lange Zeitspannen zur Verfügung. This object is achieved with the measures according to claim 1, 7 or 13:
According to the invention, the leakage test routine is integrated into the normal control cycle of a valve control device. In this case, when switching off the gas flow, preferably at each shutdown, half of a complete valve test cycle is performed as part of a shutdown routine. The valve device comprises at least two valves, which include a first and a second valve. The valves are arranged in a gas line one behind the other, ie in series. In a shutdown sequence of the first type, first the first and then the second valve is closed. In a shutdown sequence of the second type, first the second and then the first valve is closed. The control device now selects one of the two alternative shutdown sequences, ie a shutdown sequence of the first type or of a shutdown sequence of the second type, for each shutdown demanded, for example, by a temperature controller or other control device, ie upon receipt of a closing signal. In this case, the control device preferably alternates between a shutdown sequence of the first type and a shutdown sequence of the second type. In the subsequent closing period, the pressure in the volume lying between the valves is then checked one or more times or constantly, and from this conclusions are drawn about leakage or leakage. To carry out this test are usually sufficiently long periods of time available.
Die Zeitspanne zwischen dem Schließen des ersten und des zweiten Ventils ist bei der Abschaltsequenz beiderlei Typs jeweils möglichst kurz. Die Zeitspanne kann etwas mehr als eine Sekunde oder, wie es bevorzugt wird, auch deutlicher weniger betragen. Schließt erst das erste und dann das zweite Ventil, wird in dem zwischen den Ventilen eingeschlossenen Leitungsabschnitt Umgebungsdruck vorhanden sein. Ist das stromaufwärtige erste Ventil dicht, steigt dieser Druck nicht an. Ist es hingegen undicht, steigt er an. Zur Messung steht nun der gesamte Zeitraum bis zum nächsten Wiedereinschalten des Brenners oder des sonstigen Gasverbrauchers zur Verfügung.The time interval between the closing of the first and the second valve is as short as possible in the shutdown sequence of both types. The period of time may be slightly more than a second or, as is preferred, also significantly less. Closes first the first and then the second valve, ambient pressure will be present in the line section enclosed between the valves. If the upstream first valve is tight, this pressure will not rise. If it is leaking, it rises. For the measurement, the entire period until the next restart of the burner or other gas consumer is available.
Wird die Abschaltsequenz zweiten Typs gefahren, schließen die Ventile ebenfalls innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne von vorzugsweise weniger als eine Sekunde. Jedoch ist in dem Leitungsabschnitt zwischen den beiden Ventilen nun ein Gasvolumen gefangen, das unter dem Nenndruck der Gasleitung steht. Ist das gasverbraucherseitige, d. h. das zweite Gasventil dicht, bleibt es dabei. Sinkt der Druck hingegen ab, ist es undicht. Zur Überprüfung steht nun wiederum der gesamte Zeitraum bis zum nächsten Wiedereinschalten des Brenners zur Verfügung.When the second type shutdown sequence is run, the valves also close within a very short period of time, preferably less than one second. However, in the line section between the two valves now a gas volume is trapped, which is below the nominal pressure of the gas line. Is the gas consumer side, d. H. the second gas valve tight, it remains. If the pressure drops, it is leaking. For checking purposes, the entire period until the next time the burner is switched on again is available.
Es ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Integration der Dichtprüfungsroutine durch Abwechseln des Durchlaufens zweier alternativer Typen von Abschaltsequenzen die Zahl der Ventilbetätigungen nur von den Gasanforderungen des Gasverbrauchers, d. h. den Regelzyklen bestimmt wird. Die Dichtprüfungsroutine erzeugt keine zusätzlichen Ventilbetätigungen und schont somit die Ventillebensdauer. Außerdem stehen für die Durchführung der Dichtprüfung lange Zeiträume, nämlich mindestens die Zeiten vom Abschalten des Gasverbrauchers bis zum Wiedereinschalten zur Verfügung. Es kann sich hierbei um Zeiträume handeln, die deutlich im Minutenbereich oder darüber liegen. Damit lässt sich wegen der großen zur Verfügung stehenden Zeit eine sehr empfindliche Dichtheitsprüfung erreichen. Insbesondere in Schwachlastzeiten, bei Heizungen, beispielsweise bei geringem Wärmebedarf sind die Pausenzeiten zwischen den einzelnen Gasverbrauchszyklen relativ groß und können Stunden oder Tage erreichen. Gerade in diesen Zeiträumen spricht die Dichtprüfungseinrichtung besonders sensible auf Gasleckagen der beteiligten beiden Ventile an.It can be seen that the integration of the leak test routine according to the invention by alternating the passage of two alternative types of shutdown sequences, the number of valve actuations only from the gas requirements of the gas consumer, d. H. the control cycles is determined. The leak test routine does not create additional valve actuations and thus spares the valve life. In addition, for the performance of the leak test long periods, namely at least the times from switching off the gas consumer until it is switched back on. These may be periods of time that are significantly in the range of minutes or more. This makes it possible to achieve a very sensitive leak test because of the large time available. Especially in off-peak hours, in heaters, for example, low heat demand pauses between the gas consumption cycles are relatively large and can reach hours or days. Especially in these periods, the leak tester is particularly sensitive to gas leakage of the two valves involved.
Sollten die Abschaltzyklen so lang werden, das sie vorgegebene Zeiträume für die Überprüfung der Ventile übersteigen, kann die Dichtprüfungsroutine modifiziert werden. Nach Durchlaufen einer Abschaltsequenz des einen Typs ist eines der beiden Ventile auf Dichtheit geprüft. Die vollständige Prüfroutine ist jedoch erst beendet, wenn auch die Abschaltsequenz des anderen Typs mit sich daran anschließender Druckprüfung durchlaufen worden ist. Wird eine vorgegebene Grenzzeit, innerhalb derer die Dichtprüfungsroutine abgeschlossen sein muss, erreicht, kann die Dichtprüfungsroutine abgeschlossen werden, indem eines der beiden Ventile kurzzeitig geöffnet und wieder geschlossen wird. Welches der beiden Ventile kurzzeitig geöffnet und wieder geschlossen wird, hängt davon ab, welche Abschaltsequenz zuvor durchlaufen worden ist. Ist zuletzt die erste Abschaltsequenz ausgeführt worden, wird nun das erste Ventil kurz geöffnet, um das zweite Ventil auf Dichtheit zu prüfen. War hingegen zuletzt die zweite Abschaltsequenz durchlaufen worden, wird nun kurz das zweite Ventil gelüftet, um das erste Ventil auf Dichtheit zu prüfen. Das Durchlaufen der modifizierten Abschaltsequenz gibt den Gasstrom nicht frei, weil dabei nur eines der beiden Ventile kurzzeitig geöffnet wird, das andere aber jeweils geschlossen bleibt.Should the shutdown cycles be so long that they exceed predetermined valve verification periods, the leak test routine may be modified. After passing through a shutdown sequence of one type, one of the two valves is checked for leaks. However, the complete test routine is not completed until the shutdown sequence of the other type has been passed with subsequent pressure test. If a predetermined time limit is reached within which the leak test routine must be completed, the leak test routine can be completed by briefly opening and closing one of the two valves. Which of the two valves is opened and closed again for a short time depends on which shutdown sequence was previously run through. If the first shutdown sequence has last been carried out, the first valve is now opened briefly in order to check the second valve for leaks. If, on the other hand, the second shutdown sequence was last run through, the second valve is now briefly lifted in order to check the first valve for leaks. Passing through the modified shutdown sequence does not release the gas flow because only one of the two valves is briefly opened, but the other remains closed.
In einer Abwandlung der Erfindung kann die Steuereinrichtung ein Wiedereinschalten des Gasverbrauchers nach Durchlaufen einer Abschaltsequenz für eine gewisse Mindestzeit sperren, die erforderlich ist, um eine signifikante Druckveränderung in dem Leitungsabschnitt zwischen den beiden Ventilen zu verzeichnen. Diese Zeitspanne kann zum Beispiel eine festgelegte oder variable Zeit im Minutenbereich sein. Weitere Abwandlungen sind möglich. Beispielsweise kann das Durchlaufen der Abschaltsequenz mit nachfolgender Dichtprüfung bei jedem Abschalten oder auch nur gelegentlich erfolgen, je nachdem, welche Anforderungen hinsichtlich Sicherheit und Einschaltdauer oder sonstiger Gegebenheiten vorhanden sind. Außerdem ist es möglich, die Steuereinrichtung auf die Verarbeitung von Gasanforderungssignalen unterschiedlicher Priorität einzurichten. Kommt beispielsweise ein Anforderungssignal niedriger Priorität, kann das Öffnen der Ventile verzögert werden bis seit der letzten Abschaltsequenz ausreichend Zeit vergangen ist, leckagebedingte Druckveränderungen bewerten zu können. Es ist auch möglich, die Steuereinrichtung so auszubilden, dass sie bei Empfang höher priorisierter Anforderungssignale die zur Druckbewertung vorgesehene Wartezeit vom Durchlaufen der letzten Abschaltsequenz bis zum Wiedereinschalten abbricht und den Gasweg sofort freigibt. Solche Maßnahmen können dort sinnvoll sein, wo das Verzögern der Gasfreigabe Gefahren verursachen kann.In a variation of the invention, the controller may inhibit reconnection of the gas consumer after passing a shutdown sequence for a certain minimum time required to register a significant pressure change in the conduit section between the two valves. This period can be for Example, be a fixed or variable time in the minutes range. Further modifications are possible. For example, the shutdown sequence followed by a leak test can be carried out at each shutdown or even occasionally, depending on the requirements with regard to safety and duty cycle or other conditions. In addition, it is possible to set up the control device to the processing of gas request signals of different priority. If, for example, a request signal of low priority occurs, the opening of the valves can be delayed until sufficient time has elapsed since the last shutdown sequence to be able to evaluate leakage-related pressure changes. It is also possible for the control device to be designed in such a way that, upon receipt of higher prioritized request signals, it aborts the waiting period provided for the pressure evaluation from passing through the last shutdown sequence until it is switched on again and immediately releases the gas path. Such measures may be useful where delaying gas release can cause hazards.
Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung gehen aus der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung hervor. Es zeigen:Further details of advantageous embodiments of the invention will become apparent from the drawings and the description below. Show it:
In
Die Gasventilkombination
An dem Leitungsabschnitt
Die Sensorleitung
Die Steuereinrichtung
Das in
Es wird zunächst davon ausgegangen, dass die beiden Ventile
It is initially assumed that the two
Die Abschaltsequenz Typ I besteht darin, dass zu einem Zeitpunkt t2, zu dem ein in der Steuereinrichtung
In der nun folgenden Zeitspanne ist der Gasverbraucher
Ist der obere Grenzwert erreicht, gibt der Block
Bis zum nächsten Wiedereinschalten des Gasflusses kann nun der Gasdruck überwacht werden.Until the next restart of the gas flow, the gas pressure can now be monitored.
Es ist möglich, den Schaltblock
Es ist auch möglich, den Schaltblock
Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen beruht die Dichtprüfung der Ventile
Durch die Integration der Dichtheitsprüfung in die normalen Regelvorgänge wird erreicht, dass die Anzahl der Ventilspiel bei dem erfindungsgemäßen System nicht erhöht werden muss, obwohl zusätzlich zur Regelaufgabe auch Dichtprüfungen durchgeführt werden. Indem der Prüfzyklus in zwei Abschaltsequenzen
Bei dem erfindungsgemäßen Konzept wird bei einem Zweipunktregler, der mittels zweier Ventile
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- GasventilkombinationGas valve combination
- 1111
- Steuereinrichtungcontrol device
- 1212
- Brennerburner
- 1313
- Gasquellegas source
- 1414
- Leitungmanagement
- 1515
- Erstes VentilFirst valve
- 1616
- Zweites VentilSecond valve
- 1717
- Leitungsabschnittline section
- 1818
- Drucksensorpressure sensor
- 1919
- Sensorleitungsensor line
- 20, 2120, 21
- Elektrische LeitungenElectric lines
- 22, 2322, 23
- Elektrische VentilbetätigungseinrichtungenElectric valve actuators
- 2424
- Eingangentrance
- 2525
- Temperatursensortemperature sensor
- 2626
- Leitungmanagement
- 2727
- Signalleitungsignal line
- II
- Abschaltsequenz ersten TypsShutdown sequence of the first type
- IIII
- Abschaltsequenz zweiten TypsShutdown sequence of the second type
- 2828
- Schaltblockswitching block
- 2929
- Sperrsignel-EingangSperrsignel input
- 3030
- KurveCurve
- 3131
- Vergleichercomparator
- 3232
- Blockblock
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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R016 | Response to examination communication | ||
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R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20131115 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |