DE102013216790A1 - Switching fitting arrangement - Google Patents

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Abstract

Offenbart ist eine Schaltarmaturanordnung mit einem Schaltantrieb für eine Schaltarmatur. Ein Kolben des Schaltantriebs ist hierbei über eine Schaltfeder mit einer Vorspannkraft in Schließrichtung der Schaltarmatur beaufschlagt. In Öffnungsrichtung kann der Kolben über einen Druckraum mit Druckmittel beaufschlagt werden. Zur Druckentlastung des Druckraums ist ein Entlastungsventil vorgesehen. Dieses wird über Entlastungssteuerventile gesteuert. Über zumindest ein Entlastungssteuerventil kann zusätzlich ein Nebenentlastungspfad zur Druckentlastung des Druckraums gesteuert werden, um einen Teilhubprüfung durchzuführen.Disclosed is a Schaltarmaturanordnung with a switching drive for a control valve. A piston of the switching drive is acted upon via a switching spring with a biasing force in the closing direction of the switching device. In the opening direction of the piston can be acted upon via a pressure chamber with pressure medium. For pressure relief of the pressure chamber, a relief valve is provided. This is controlled via relief control valves. In addition, a bypass valve for pressure relief of the pressure chamber can be controlled via at least one relief control valve to perform a Teilhubprüfung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltarmaturanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a Schaltarmaturanordnung according to the preamble of claim 1.

In der EP 1 413 810 A1 ist eine gattungsgemäße Schaltarmaturanordnung eines Turbinenventils zur Steuerung einer Gas- oder Dampfzufuhr einer Turbine oder für eine Prozessarmatur zur Steuerung eines Prozessstroms in der Verfahrenstechnik offenbart. Derartige Schaltarmaturanordnungen haben üblicherweise einen Stellantrieb, der beim Gegenstand der EP 1 413 810 A1 als elektrischer Spindelantrieb 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, das heißt 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 seiner Streckstellung in seine Knickstellung verstellt wird und entsprechend dieses Verstellweges die Armatur in die vorbestimmte Grundposition, in der Regel die Schließposition, zurückverstellt wird. In the EP 1 413 810 A1 a generic Schaltarmaturanordnung a turbine valve for controlling a gas or steam supply to a turbine or for a process fitting for controlling a process stream in process technology is disclosed. Such Schaltarmaturanordnungen usually have an actuator, the subject of the EP 1 413 810 A1 designed as an electric spindle drive. In the case of a gas turbine, for example, by means of such an actuating arrangement, an opening cross-section of a fitting for adjusting a gas supply can be adjusted. In an emergency, such as a power failure or malfunction, the valve should be automatically reset to avoid damage to the system. For this purpose, in the known solution, the spindle drive associated with a toggle mechanism, which is locked in regular operation, that is, with sufficient power supply, in an extended position in which a biasing spring is stretched. In case of power failure, the locking mechanism releases the toggle, so that it is adjusted via the biasing spring from its extended position into its kinked position and according to this adjustment the valve in the predetermined basic position, usually the closed position, zurückverstellt.

In der DE 10 2009 021 668 A1 ist eine Anordnung offenbart, bei der eine Armatur über einen Regelantrieb und eine fluidisch 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 zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel 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 abgebaut, 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 einer verfahrenstechnischen Anlage nahezu ausgeschlossen ist. Bei dieser bekannten Lösung 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. In the DE 10 2009 021 668 A1 an arrangement is disclosed in which a valve via a variable speed drive and a fluidly arranged in series therewith switching device via a switching drive are operated. The variable speed drive is equipped with an emergency operation that closes the valve in the event of a power failure. In contrast to the above-described embodiment, this emergency operation is not performed by a toggle mechanism but by a spring which acts in the closing direction on the valve and which is hydraulically biased. In emergency operation, this biasing pressure is reduced to low pressure, so that the spring is heading for the control valve. Similarly, the switch valve is closed in case of power failure, so that damage to the turbine or a process plant is almost impossible. In this known solution, an electrically actuated valve fitting is arranged in a discharge path to the low pressure, which is biased in the direction of its open position by a spring and is electrically switchable to a position in which the discharge path is shut off. In the event of a power failure, this discharge path is then opened in accordance with this, so that the spring can relax.

Eine wichtige Anforderung an derartige hydraulische Schaltarmaturanordnungen besteht darin, dass die Notfunktionsfähigkeit der Stellanordnung während des Betriebs, weitgehend ohne Beeinträchtigung überprüft werden kann. Dabei soll festgestellt werden, ob die Notfallbetätigung intakt ist und bei einem Stromausfall die Prozessarmatur und/oder den Schaltantrieb schließen kann. An important requirement of such hydraulic Schaltarmaturanordnungen is that the emergency functionality of the actuator assembly during operation, can be checked largely without impairment. It should be determined whether the emergency operation is intact and can close the process fitting and / or the shift drive in case of power failure.

Bei dem Regelantrieb ist diese Prüfung mit einem vergleichsweise geringen Aufwand möglich, da durch geeignete Ansteuerung des Regelantriebs die Notfunktionsfähigkeit im Sinne einer Teilhubprüfung abgefragt werden kann. Eine derartige Teilhubprüfung ist mit einer herkömmlichen Schaltarmatur jedoch nicht realisierbar, da diese über den zugeordneten Schaltantrieb lediglich zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung umschaltbar ist. Die Überprüfung kann demzufolge nicht während des Betriebs der Turbine oder verfahrenstechnischen Anlage erfolgen. In the variable speed drive, this test is possible with relatively little effort, since the emergency function capability can be interrogated in the sense of a partial stroke test by suitable control of the variable speed drive. However, such Teilhubprüfung is not feasible with a conventional switch valve, as this is switched over the associated switching drive only between the open position and the closed position. Consequently, the check can not be carried out during operation of the turbine or process plant.

In der nachveröffentlichten Druckschrift DE 10 2012 009 732 ist eine weitere hydraulische Schaltarmaturanordnung gezeigt. Diese hat zumindest zwei Schaltarmaturen, die jeweils mittels eines Aktors, vorzugsweise in Form eines hydraulischen Zylinders, betätigbar sind. Zum Schließen der Schaltarmaturen sind in drei parallelen Entlastungspfaden jeweils ein stromaufwärtiges und ein stromabwärtiges Entlastungsventil hintereinander geschalten. Die Entlastungsventile sind hierbei zum Schließen der Schaltarmaturen in eine Entlastungsstellung bringbar. Zwischen den Ausgangsanschlüssen der stromaufwärtigen oder der stromabwärtigen Entlastungsventile ist ein Nebenentlastungspfad mit einer Düse vorgesehen. Über eine Ansteuerschaltung wird ein stromaufwärtiges Entlastungsventil in einem Entlastungspfad und ein stromabwärtiges Entlastungsventil in einem anderen Entlastungspfad in einem Prüfbetrieb in eine Entlastungsstellung verstellt. Bei dieser Lösung wird eine Teilhubprüfung der Schaltarmatur durch den Nebenentlastungspfad über die Entlastungsventile und Drosseln realisiert. Allerdings führt die Vielzahl von Entlastungsventilen nachteilig zu einem hohen Bedarf an Bauraum und zu einer vorrichtungstechnisch aufwendigen Ausgestaltung der Schaltarmaturanordnung.In the post-published publication DE 10 2012 009 732 another hydraulic Schaltarmaturanordnung is shown. This has at least two switching valves, each of which can be actuated by means of an actuator, preferably in the form of a hydraulic cylinder. To close the switching valves in each case an upstream and a downstream relief valve are connected in series in three parallel discharge paths. The relief valves are in this case brought to close the switch valves in a relief position. Between the output ports of the upstream and downstream relief valves, a bypass relief path with a nozzle is provided. Via a drive circuit, an upstream relief valve in a discharge path and a downstream relief valve in another discharge path in a test operation in a discharge position is adjusted. In this solution, a Teilhubprüfung the switch valve is realized by the Nebenentlastungspfad on the relief valves and chokes. However, the large number of relief valves disadvantageously leads to a high requirement for installation space and to a device-technically complex design of the switch-fitting arrangement.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine kompakte und einfach ausgestaltete Schaltarmaturanordnung zu schaffen. In contrast, the present invention seeks to provide a compact and simple designed Schaltarmaturanordnung.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Schaltarmaturanordnung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. This object is achieved with a switch fitting arrangement according to the features of claim 1.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.Other advantageous developments of the invention are the subject of further subclaims.

Erfindungsgemäß ist eine Schaltarmaturanordnung für Schaltarmaturen zur Steuerung von Prozessfluidströmen vorgesehen. Diese hat einen Aktor mit einem Aktorelement. Bei dem Aktor handelt es sich beispielsweise um einen Schaltantrieb, der zur Betätigung der Schaltarmatur dient. Über einen Energiespeicher kann das Aktorelement in Richtung einer Grundstellung vorgespannt sein, in der die zugeordnete Schaltarmatur geschlossen ist. In dem Aktor kann ein Druckraum vorgesehen sein, über den das Aktorelement entgegen der Richtung der Grundstellung mit Druckmittel einer Hochdruckseite, insbesondere von einer Hydropumpe beaufschlagbar ist. Aus dem Druckraum kann Druckmittel dann über einen Entlastungspfad und ein in dem Entlastungspfad angeordnetes Entlastungsventil zu einer Niederdruckseite, insbesondere einer Saugseite der Hydromaschine, entlassen werden. Neben dem Entlastungspfad ist der Druckraum mit drei fluidisch parallelen Nebenentlastungspfaden verbunden. In diesen ist jeweils ein Entlastungssteuerventil angeordnet. Über ein jeweiliges Entlastungssteuerventil ist der Druckraum dann jeweils mit der Niederdruckseite, insbesondere gedrosselt, verbindbar. Das Entlastungsventil ist von den Entlastungssteuerventilen steuerbar. Die Steuerung erfolgt derart, dass das Entlastungsventil geschlossen ist, wenn zumindest zwei Nebenentlastungspfade durch die Entlastungssteuerventile mit der Hochdruckseite fluidisch verbunden sind. According to the invention, a switch fitting arrangement for switch fittings for controlling process fluid flows is provided. This has an actuator with an actuator element. The actuator is, for example, a switching drive which serves to actuate the switching device. About an energy storage, the actuator element may be biased toward a basic position in which the associated switching valve is closed. In the actuator, a pressure chamber may be provided, via which the actuator element opposite to the direction of the basic position with pressure medium of a high-pressure side, in particular by a hydraulic pump can be acted upon. Pressure medium can then be discharged from the pressure chamber via a relief path and a relief valve arranged in the relief path to a low-pressure side, in particular a suction side of the hydraulic machine. In addition to the discharge path, the pressure chamber is connected to three fluidically parallel secondary relief paths. In each of these a relief control valve is arranged. Via a respective relief control valve, the pressure chamber is then connected to the low-pressure side, in particular throttled, connectable. The relief valve is controllable by the relief control valves. The control is such that the relief valve is closed when at least two Nebenentlastungspfade are fluidly connected by the relief control valves with the high pressure side.

Diese Lösung hat den Vorteil, dass einer der Nebenentlastungspfade für die eingangs erläuterte Teilhubprüfung eingesetzt werden kann, ohne dass hierbei das Entlastungsventil beeinflusst wird. Somit wird im Unterschied zum Stand der Technik ein Nebenentlastungspfad durch ein Entlastungssteuerventil und nicht durch eine Mehrzahl von Entlastungsventilen gesteuert. Dies führt dazu, dass beispielsweise, im Unterschied zur eingangs erläuterten DE 2012 007 732 , keine sechs Entlastungsventile beziehungsweise Logikventile beziehungsweise 2/2-Wege-Einbauventile notwendig sind, sondern es wird nur ein Entlastungsventil benötigt. Dies führt zu einer äußerst kompakten Ausgestaltung der Schaltarmaturanordnung, die des Weiteren vorrichtungstechnisch einfach ausgestaltet ist. Somit weist die Schaltarmaturanordnung einen geringen Bauraum und ein geringes Gewicht auf. Die Schaltarmaturanordnung kann durch die Erfindung hinsichtlich ihrer Konzeption kostenoptimiert ausgestaltet werden.This solution has the advantage that one of the secondary relief paths can be used for the partial stroke test explained in the introduction, without the relief valve being influenced in this case. Thus, unlike the prior art, a sub-relief path is controlled by a relief control valve and not by a plurality of relief valves. This means that, for example, in contrast to the above-explained DE 2012 007 732 , no six relief valves or logic valves or 2/2-way cartridge valves are necessary, but it is only a relief valve needed. This leads to an extremely compact design of the switch valve assembly, which is further configured in terms of device technology simple. Thus, the Schaltarmaturanordnung a small space and a low weight. The Schaltarmaturanordnung can be designed cost-optimized by the invention in terms of their design.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Entlastungsventil derart mit den Entlastungssteuerventilen verbunden, dass es dann in eine Öffnungsposition bringbar ist, wenn eine Verbindung von zumindest zwei Nebenentlastungspfaden über die Entlastungssteuerventile mit der Niederdruckseite erfolgt.In a further embodiment of the invention, the relief valve is connected to the relief control valves so that it can be brought into an open position when a connection of at least two Nebenentlastungspfaden via the relief control valves with the low pressure side.

Vorzugsweise ist das Entlastungsventil über Wechselventile mit den Entlastungssteuerventilen verbunden. Hierdurch kann auf einfache Weise das Entlastungsventil über die Entlastungssteuerventile mit der Hoch- oder Niederdruckseite verbunden werden. Preferably, the relief valve is connected via shuttle valves to the relief control valves. As a result, the relief valve can be easily connected via the relief control valves with the high or low pressure side.

Mit Vorteil sind drei Wechselventile vorgesehen. Diese sind vorzugsweise jeweils ausgangsseitig mit einem Steuerraum des Entlastungsventils verbunden, um diesen mit Druckmittel zu beschicken, wodurch das Entlastungsventil geschlossen werden kann oder, um von diesem Druckmittel zu entlassen, womit das Entlastungsventil geöffnet werden kann. Ein jeweiliges Wechselventil ist hierbei jeweils mit zwei unterschiedlichen Nebenentlastungspfaden verbunden. Ein Wechselventil ist hierbei eingangsseitig mit dem ersten und zweiten Nebenentlastungspfad, ein Wechselventil eingangsseitig mit dem zweiten und dritten Nebenentlastungspfad und ein Wechselventil eingangsseitig mit dem ersten und dritten Nebenentlastungspfad verbunden. Durch die Anordnung von drei Wechselventilen können vorteilhafterweise drei hydraulische Steuerdrücke zu einem verschaltet werden.Advantageously, three shuttle valves are provided. These are preferably each output side connected to a control chamber of the relief valve to load this with pressure medium, whereby the relief valve can be closed or to release from this pressure medium, so that the relief valve can be opened. A respective shuttle valve is in each case connected to two different Nebenentlastungspfaden. A shuttle valve is on the input side connected to the first and second Nebenentlastungspfad, a shuttle valve on the input side to the second and third Nebenentlastungspfad and a shuttle valve on the input side to the first and third Nebenentlastungspfad. The arrangement of three shuttle valves advantageously three hydraulic control pressures can be interconnected.

Das Entlastungsventil kann als Logikventil ausgestaltet sein. Es hat vorzugsweise einen radialen Ausgangsanschluss, der mit der Niederdruckseite verbunden ist und einen axialen Eingangsanschluss, der mit der Hochdruckseite verbunden ist. Ein Ventilkörper des Entlastungsventils ist dann über den Steuerraum in Richtung einer Schließposition mit dem Druckmittel und mit der Federkraft einer Feder beaufschlagt. In der Schließposition ist eine Druckmittelverbindung zwischen dem Druckraum des Aktors und der Niederdruckseite geschlossen. The relief valve may be configured as a logic valve. It preferably has a radial outlet port connected to the low pressure side and an axial inlet port connected to the high pressure side. A valve body of the relief valve is then acted upon via the control chamber in the direction of a closed position with the pressure medium and with the spring force of a spring. In the closed position, a pressure medium connection between the pressure chamber of the actuator and the low pressure side is closed.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Nebenentlastungspfade an den Entlastungspfad beziehungsweise an einen Druckmittelströmungspfad zwischen einem Eingangsanschluss des Entlastungsventils und der Druckkammer des Aktors angeschlossen. Stromabwärts der Abzweigung ist in einem jeweiligen Nebenentlastungspfad ein sich in Druckmittelströmungsrichtung hin zu den Entlastungssteuerventilen öffnendes Sperrventil, insbesondere ein Rückschlagventil, vorgesehen. Somit kann Druckmittel von der Hochdruckseite zu einem jeweiligen Entlastungssteuerventil strömen, aber nicht ausgehend von dem Entlastungssteuerventil in Richtung der Hochdruckseite beziehungsweise des Entlastungspfads. In a further embodiment of the invention, the secondary relief paths are connected to the discharge path or to a pressure fluid flow path between an input port of the relief valve and the pressure chamber of the actuator. Downstream of the branch, a check valve which opens in pressure medium flow direction to the relief control valves, in particular a non-return valve, is provided in a respective secondary relief path. Thus, pressure medium can flow from the high-pressure side to a respective relief control valve, but not from the relief control valve in the direction of the high-pressure side or the discharge path.

Ein jeweiliges Wechselventil ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise jeweils zwischen den ihm zugeordneten Entlastungssteuerventilen und den Sperrventilen der ihm zugeordneten Nebenentlastungspfade eingangsseitig angeschlossen. In a further embodiment of the invention, a respective shuttle valve is preferably connected on the input side in each case between the relief control valves assigned to it and the shut-off valves of the secondary relief paths assigned to it.

Bevorzugterweise sind die Nebenentlastungspfade über ein gemeinsames Stromregelventil an den Entlastungspfad angeschlossen. Das Stromventil ist somit in Druckmittelströmungsrichtung, ausgehend vom Entlastungspfad gesehen, zwischen diesem und den Sperrventilen beziehungsweise Rückschlagventilen der Nebenentlastungspfade angeordnet. Es dient vorzugsweise zum Einstellen eines konstanten Volumenstroms. Preferably, the Nebenentlastungspfade are connected via a common flow control valve to the discharge path. The flow control valve is thus arranged in the pressure medium flow direction, starting from the discharge path, between it and the check valves or check valves of the secondary discharge paths. It is preferably used for setting a constant volume flow.

Mit Vorteil haben die Entlastungssteuerventile einen Ventilkörper, insbesondere einen Ventilschieber, der in Richtung einer ersten Schaltstellung mit einer Federkraft einer Ventilfeder und in Richtung einer zweiten Schaltstellung mit einer Steuerkraft eines Aktors beaufschlagbar ist. In der ersten Schaltstellung kann dann der dem jeweiligen Entlastungssteuerventil zugeordnete Nebenentlastungspfad zur Niederdruckseite druckentlastet sein und in der zweiten Schaltstellung kann der dem jeweiligen Entlastungssteuerventil zugeordnete Nebenentlastungspfad mit der Hochdruckseite verbunden sein.Advantageously, the relief control valves have a valve body, in particular a valve spool, which can be acted upon in the direction of a first switching position with a spring force of a valve spring and in the direction of a second switching position with a control force of an actuator. In the first switching position of the respective relief control valve associated Nebenentlastungspfad can be depressurized to the low pressure side and in the second switching position of the respective relief control valve associated Nebenentlastungspfad be connected to the high pressure side.

Zum Begrenzen einer Abströmgeschwindigkeit eines Druckmittels, das von dem Druckraum des Aktors über das Entlastungsventil abströmt, ist eine Drossel vorgesehen. Diese ist vorzugsweise stromabwärts von dem Entlastungsventil angeordnet. For limiting an outflow velocity of a pressure medium, which flows from the pressure chamber of the actuator via the relief valve, a throttle is provided. This is preferably arranged downstream of the relief valve.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Hydromaschine, insbesondere eine Hydropumpe, ausgangsseitig über eine Versorgungsleitung mit dem Eingangsanschluss des Entlastungsventils verbunden. Von der Versorgungsleitung zweigt dann eine mit der Druckkammer des Aktors verbundene Hauptleitung ab. Des Weiteren zweigt von der Versorgungsleitung eine mit jeweils einem Eingangsanschluss eines jeweiligen Entlastungssteuerventils verbundene Teilleitung ab. Eingangsseitig kann die Hydromaschine über eine Saugleitung mit einem Ausgangsanschluss des Entlastungsventils und mit einem Ausgangsanschluss eines jeweiligen Entlastungssteuerventils verbunden sein. Die Saugleitung ist mit dem Entlastungssteuerventil vorzugsweise direkt verbunden und mit dem Ausgangsanschluss des Entlastungsventils über die Drossel.In a further embodiment of the invention, a hydraulic machine, in particular a hydraulic pump, on the output side connected via a supply line to the input terminal of the relief valve. From the supply line then branches off a main line connected to the pressure chamber of the actuator. Furthermore, branches from the supply line from each connected to an input terminal of a respective relief control valve sub-line. On the input side, the hydraulic machine can be connected via a suction line to an outlet connection of the relief valve and to an outlet connection of a respective relief control valve. The suction line is preferably directly connected to the relief control valve and to the outlet port of the relief valve via the throttle.

Des Weiteren kann an die Saugleitung ein Hydrospeicher angeschlossen sein.Furthermore, a hydraulic accumulator can be connected to the suction line.

Zur Druckbegrenzung ist zwischen der Versorgungsleitung und der Saugleitung vorzugsweise ein Druckbegrenzungsventil angeordnet, das die Versorgungsleitung zur Saugleitung druckentlasten kann. To limit the pressure, a pressure relief valve is preferably arranged between the supply line and the suction line, which can relieve pressure on the supply line to the suction line.

Des Weiteren kann in der Versorgungsleitung ein Druckmittelfilter vorgesehen sein.Furthermore, a pressure medium filter can be provided in the supply line.

In der Versorgungsleitung ist stromabwärts von der Hydromaschine gesehen vorzugsweise nach der Abzweigung der Teilleitung und vor der Abzweigung der Hauptleitung ein sich in Druckmittelströmungsrichtung weg von der Hydromaschine öffnendes Sperrventil, insbesondere ein Rückschlagventil, angeordnet. In the supply line downstream of the hydraulic machine is preferably arranged after the branch of the sub-line and before the branch of the main line in the pressure fluid flow direction away from the hydraulic machine opening check valve, in particular a check valve.

In der Teilleitung kann ebenfalls ein sich in Druckmittelströmungsrichtung weg von der Hydromaschine öffnendes Sperrventil, insbesondere ein Rückschlagventil, angeordnet sein. In the sub-line can also be a in the pressure fluid flow direction away from the hydraulic machine opening check valve, in particular a check valve, can be arranged.

Die Schaltarmaturanordnung kann baukastenförmig ausgestaltet werden. The switch assembly can be configured modular.

So ist ein Sicherheitsblock beziehungsweise Ventilblock beziehungsweise eine Ventilscheibe vorgesehen, in den zumindest das Entlastungsventil, die Entlastungssteuerventile, die Wechselventile und die Sperrventile der Entlastungspfade angeordnet sind. Dieser hat einen Niederdruckanschluss und zumindest einen Hochdruckanschluss für die Hoch- und Niederdruckseite. Der Sicherheitsblock hat somit unabhängig von seiner Funktion und Baugröße zu den anderen Elementen, wie Aktor oder Hydromaschine, immer die gleiche hydraulischen Schnittstelle, nämlich den Niederdruckanschluss und zumindest einen Hochdruckanschluss. Vorzugsweise ist am Sicherheitsblock ein zweiter Hochdruckanschluss vorgesehen. So kann ein Hochdruckanschluss für die Versorgungsleitung und ein Hochdruckanschluss für die Teilleitung eingesetzt werden. Der eine Hochdruckanschluss ist somit für die Entlastungssteuerventile und der andere Hochdruckanschluss für das Entlastungsventil und die Nebenentlastungspfade vorgesehen. In den Sicherheitsblock können des Weiteren die Drossel und/oder das Stromregelventil vorgesehen sein. Thus, a safety block or valve block or a valve disc is provided, in which at least the relief valve, the relief control valves, the shuttle valves and the check valves of the relief paths are arranged. This has a low pressure connection and at least one high pressure connection for the high and low pressure side. The safety block thus has, regardless of its function and size to the other elements, such as actuator or hydraulic machine, always the same hydraulic interface, namely the low pressure port and at least one high pressure port. Preferably, a second high pressure port is provided on the safety block. Thus, a high-pressure connection for the supply line and a high-pressure connection for the sub-line can be used. One high pressure port is thus provided for the relief control valves and the other high pressure port for the relief valve and the secondary relief paths. In addition, the throttle and / or the flow control valve can be provided in the safety block.

Alternativ oder zusätzlich zum Sicherheitsblock ist eine Zylindereinheit beziehungsweise ein Zylinderblock beziehungsweise eine Zylinderscheibe vorgesehen. In der Zylindereinheit ist dann der Aktor angeordnet. Die Zylindereinheit hat hierbei vorzugsweise die gleichen Anschlüsse wie der Sicherheitsblock und vorzugsweise zusätzlich einen Hochdruck- und Niederdruckanschluss für die Hydromaschine. In dem Zylinderblock können des Weiteren das Druckbegrenzungsventil und/oder der Hydrospeicher und/oder die Sperrventile für die Versorgungsleitung und Teilleitung und/oder der Druckmittelfilter angeordnet sein. Alternatively or in addition to the safety block, a cylinder unit or a cylinder block or a cylinder disk is provided. The actuator is then arranged in the cylinder unit. The cylinder unit in this case preferably has the same connections as the safety block and preferably additionally a high-pressure and low-pressure connection for the hydraulic machine. Furthermore, the pressure limiting valve and / or the hydraulic accumulator and / or the shutoff valves for the supply line and sub line and / or the pressure medium filter can be arranged in the cylinder block.

Durch den Sicherheitsblock und/oder durch den Zylinderblock sind die benötigten Komponenten einfach und kompakt angeordnet. Des Weiteren ist eine einfache und gleiche Schnittstellengestaltung sowohl hydraulisch als auch mechanisch ermöglicht. In der Zylindereinheit sind vorzugsweise dann alle hydraulischen Grundfunktionen und Elemente abgebildet. Der Sicherheitsblock hat dann vorzugsweise unabhängig von seiner Funktion und Baugröße zur Zylindereinheit immer die gleiche hydraulische Schnittstelle beziehungsweise die gleichen hydraulischen Schnittstellen. Through the safety block and / or through the cylinder block, the required components are simple and compact. Furthermore, a simple and identical interface design is possible both hydraulically and mechanically. In the cylinder unit are then preferably all basic hydraulic functions and elements shown. The safety block then preferably has, regardless of its function and size to the cylinder unit always the same hydraulic interface or the same hydraulic interfaces.

Alternativ oder zusätzlich zum Sicherheitsblock und/oder Zylinderblock kann ein Antriebsblock beziehungsweise eine Antriebsscheibe für die Hydromaschine vorgesehen sein. Dieser hat dann einfach einen Hoch -und Niederdruckanschluss, um mit dem Zylinderblick verbunden zu werden. Des Weiteren ist denkbar, eine Antriebseinheit für die Hydromaschine in dem Antriebsblock anzuordnen. Alternatively or in addition to the safety block and / or cylinder block, a drive block or a drive pulley may be provided for the hydraulic machine. This then simply has a high and low pressure port to be connected to the cylinder view. Furthermore, it is conceivable to arrange a drive unit for the hydraulic machine in the drive block.

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in einem Hydraulikschaltplan die Schaltarmaturanordnung. In the following, a preferred embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. This shows the Schaltarmaturanordnung in a hydraulic circuit diagram.

Die einzige Figur zeigt eine Schaltarmaturanordnung 1 zur Steuerung von Prozessfluidströmen. Beigeordnet ist einer derartigen Schaltarmaturanordnung in der Regel eine Regelarmatur, mit der Dampfvolumenstrom einer Dampfturbine einstellbar ist. Die Schaltarmaturanordnung 1 hat einen Aktor beziehungsweise einen Schaltantrieb 2, mit dem eine nicht gezeigte Schaltarmatur betätigbar ist. Ein derartiger Schaltzylinder 4 ist hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt, weswegen im Folgenden nur das für die Erfindung Wesentliche erläutert ist und im Übrigen beispielsweise auf den eingangs erläuterten Stand der Technik verwiesen wird.The single figure shows a switch assembly 1 for controlling process fluid flows. Beigteordnet such a switch fitting usually a control valve, with the steam flow rate of a steam turbine is adjustable. The switch fitting assembly 1 has an actuator or a switching drive 2 with which a switching fitting, not shown, can be actuated. Such a switching cylinder 4 is sufficiently known from the prior art, which is why in the following only the essentials for the invention is explained and reference is otherwise made, for example, to the above-described prior art.

Im regulären Betrieb beispielsweise einer Dampfturbine, ist der Schaltantrieb 2 in einer Öffnungsstellung gehalten. Bei einem Stromausfall wird die dem Schaltantrieb 2 zugeordnete Schaltarmatur über diesen in eine Schließstellung verfahren, so dass eine Dampfzufuhr abgesperrt ist. Der Schaltantrieb 2 ist als Schaltzylinder 4 ausgebildet. Er hat einen Kolben 6, der über einen Energiespeicher in Form einer Schaltfeder 8 in Ausfahrstellung vorgespannt ist, in der die dem Schaltantrieb 2 zugeordnete Schaltarmatur abgesperrt ist. Ein vom Kolben 6 begrenzter Ringraum 10 ist mit Druckmittel derart beschickbar, dass der Kolben mit einem Druck beaufschlagt werden kann, der hinreichend ist, um ihn gegen die Kraft der Schaltfeder 8 einzufahren, womit die dem Schaltantrieb 2 zugeordnete Schaltarmatur geöffnet ist Im Falle einer Störung, beispielsweise eines Stromausfalls, wird der Ringraum 10 mit Niederdruck verbunden, so dass die zugehörige Schaltarmatur durch die Kraft der Schaltfeder in ihrer Sperrposition verstellt wird. In regular operation, for example, a steam turbine, is the switching drive 2 held in an open position. In the event of a power failure, the switching drive will become 2 assigned switching valve moved over this in a closed position, so that a steam supply is shut off. The switching drive 2 is as a switching cylinder 4 educated. He has a butt 6 , which has an energy storage in the form of a switching spring 8th is biased in extended position, in which the switching drive 2 associated switching device is shut off. One from the piston 6 limited annulus 10 is loaded with pressure medium such that the piston can be acted upon by a pressure which is sufficient to him against the force of the switching spring 8th retract, bringing the the switching drive 2 associated switching device is open In the event of a fault, such as a power failure, the annulus 10 connected to low pressure, so that the associated switching valve is adjusted by the force of the switching spring in its locked position.

Der Schaltantrieb 2 ist in einem Zylinderblock 12 vorgesehen. Zum Steuern des Schaltantriebs 2 ist ein mit dem Zylinderblock 12 verbundener Sicherheitsblock 14 vorgesehen. Als Druckmittelquelle zum Verstellen des Schaltantriebs 2 ist eine Hydromaschine 16 in einem Antriebsblock 18 vorgesehen. The switching drive 2 is in a cylinder block 12 intended. For controlling the switching drive 2 is one with the cylinder block 12 connected security block 14 intended. As a pressure medium source for adjusting the switching drive 2 is a hydraulic machine 16 in a drive block 18 intended.

Die Hydromaschine 16 wird als Hydropumpe 16 eingesetzt und ist über eine Triebwelle 20 mit einer Antriebseinheit 22 verbunden. Die Antriebseinheit 22 zusammen mit der Triebwelle 20 ist ebenfalls in dem Antriebsblock 18 angeordnet. Die Hydropumpe 16 ist ausgangsseitig mit einer Versorgungsleitung 24 verbunden. Eingangsseitig ist die Hydropumpe 16 mit einer Saugleitung 26 verbunden. Ein Abschnitt der Versorgungsleitung 24 in dem Antriebsblock 18 mündet in einem Hochdruckanschluss HA des Antriebsblocks 18. Der Zylinderblock 12 weist ebenfalls einen Hochdruckanschluss HA auf, der mit dem Hochdruckanschluss HA des Antriebsblocks 18 verbunden ist. Von dem Hochdruckanschluss HA des Zylinderblocks 12 aus erstreckt sich dann ein weiterer Abschnitt der Versorgungsleitung 24. Die Versorgungsleitung 24 erstreckt sich somit ausgangsseitig der Hydropumpe 16 durch den Antriebsblock 18 über die Hochdruckanschlüsse HA in den Zylinderblock 12. Das gleiche gilt für die Saugleitung 26. Diese erstreckt sich von dem Zylinderblock 12 aus über einen Niederdruckanschluss NA des Zylinderblocks 12 und einen Niederdruckanschluss NA des Antriebsblocks 18 zur Hydropumpe 16. In der Versorgungsleitung 24 im Bereich des Zylinderblocks 12 ist ein Druckmittelfilter 28 angeordnet. Stromabwärts des Druckmittelfilters 28 zweigt ein Druckbegrenzungsventil 30 ab, das mit der Saugleitung 26 verbunden ist. Das Druckbegrenzungsventil 30 ist somit zwischen der Versorgungsleitung 24 und der Saugleitung 26 in dem Zylinderblock 12 vorgesehen. The hydraulic machine 16 is used as a hydraulic pump 16 used and is about a drive shaft 20 with a drive unit 22 connected. The drive unit 22 along with the drive shaft 20 is also in the drive block 18 arranged. The hydraulic pump 16 is the output side with a supply line 24 connected. On the input side is the hydraulic pump 16 with a suction line 26 connected. A section of the supply line 24 in the drive block 18 opens into a high-pressure connection HA of the drive block 18 , The cylinder block 12 also has a high pressure port HA which communicates with the high pressure port HA of the drive block 18 connected is. From the high pressure port HA of the cylinder block 12 from then extends another section of the supply line 24 , The supply line 24 thus extends the output side of the hydraulic pump 16 through the drive block 18 via the high-pressure connections HA into the cylinder block 12 , The same applies to the suction line 26 , This extends from the cylinder block 12 from via a low pressure port NA of the cylinder block 12 and a low pressure port NA of the drive block 18 to the hydraulic pump 16 , In the supply line 24 in the area of the cylinder block 12 is a pressure medium filter 28 arranged. Downstream of the pressure medium filter 28 branches a pressure relief valve 30 off, that with the suction line 26 connected is. The pressure relief valve 30 is thus between the supply line 24 and the suction line 26 in the cylinder block 12 intended.

In den Zylinderblock 12 zweigt von der Versorgungsleitung 24 eine Teilleitung 32 ab, in der ein Rückschlagventil 34 angeordnet ist. Dieses öffnet in einer Druckmittelströmungsrichtung weg von der Hydropumpe 16. Die Teilleitung 32 erstreckt sich dann über einen Hochdruckanschluss HA des Zylinderblocks 12 und einen Hochdruckanschluss HA des Sicherheitsblocks 14 in den Sicherheitsblock 14. Die Teilleitung 32 dient dann zur Zufuhr eines Steuerdruckmittels für ein in dem Sicherheitsblock 14 vorgesehenes Entlastungsventil 36. In the cylinder block 12 branches from the supply line 24 a sub-line 32 off, in which a check valve 34 is arranged. This opens in a fluid flow direction away from the hydraulic pump 16 , The sub-line 32 then extends over a high pressure port HA of the cylinder block 12 and a high pressure port HA of the safety block 14 in the security block 14 , The sub-line 32 then serves to supply a control pressure means for one in the security block 14 provided relief valve 36 ,

Stromabwärts an der Abzweigung der Teilleitung 32 ist in der Versorgungsleitung 24 ein Rückschlagventil 38 vorgesehen, das in einer Druckmittelströmungsrichtung weg von der Hydropumpe 16 öffnet. Stromabwärts des Rückschlagventils 38 zweigt in dem Zylinderblock 12 eine Hauptleitung 40 ab, die in den Ringraum 10 des Schaltzylinders 4 mündet. Der Ringraum 10 wird vom Kolben 6 des Schaltzylinders 4 von einem weiteren Ringraum 42 getrennt. Dieser ist über eine Verbindungsleitung 44 mit der Saugleitung 26 verbunden.Downstream at the branch of the sub-line 32 is in the supply line 24 a check valve 38 provided in a pressure fluid flow direction away from the hydraulic pump 16 opens. Downstream of the check valve 38 branches in the cylinder block 12 a main line 40 off, in the annulus 10 of the shift cylinder 4 empties. The annulus 10 gets off the piston 6 of the shift cylinder 4 from another annulus 42 separated. This is over a connecting line 44 with the suction line 26 connected.

In dem Zylinderblock 12 ist des Weiteren ein Hydrospeicher 46 vorgesehen, der an die Saugleitung 26 angeschlossen ist. In the cylinder block 12 is also a hydraulic accumulator 46 provided to the suction line 26 connected.

Die Versorgungsleitung 24 erstreckt sich nach der Abzweigung der Hauptleitung 40 zu einem Hochdruckanschluss HA des Zylinderblocks 12 über einen Hochdruckanschluss HA des Sicherheitsblocks 14 in diesen. In dem Sicherheitsblock 14 mündet die Versorgungsleitung 24 dann in einen axialen Eingangsanschluss E des Entlastungsventils 36. Dieses ist als Logikventil ausgestaltet und weist neben dem axialen Einganganschluss E einen radialen Ausgangsanschluss A auf. Ein Ventilkörper 48 des Entlastungsventils 36 ist über einen Steuerraum 50 in Richtung seiner Schließstellung mit Steuerdruckmittel beaufschlagbar. Zusätzlich wirkt auf diesen in Richtung seiner Schließstellung einer Federkraft einer Ventilfeder 52. In der Schließstellung des Ventilkörpers 48 ist eine Druckmittelverbindung zwischen den Eingangsanschluss E und dem Ausgangsanschluss A des Entlastungsventils 36 gesperrt. Dagegen ist in einer Öffnungsstellung des Ventilkörpers 48 der Eingangsanschluss E mit dem Ausgangsanschluss A verbunden, womit Druckmittel von der Versorgungsleitung 24 in eine Entlastungsleitung 54 strömen kann. In dieser ist eine Drossel 56 vorgesehen. Die Entlastungsleitung 54 mündet dann in die Saugleitung 26, die sich von dem Zylinderblock 12 über einen Niederdruckanschluss NA des Zylinderblocks 12 weiter zu einem Niederdruckanschluss NA des Sicherheitsblocks 14 in diesen erstreckt. Über das Entlastungsventil 36 ist somit bei einer Öffnungsstellung des Ventilskörpers 48 Druckmittel aus dem Ringraum 10 des Schaltzylinders 4 gedrosselt in die Saugleitung 26 entlassbar. Das Entlastungsventil 36 ist somit als Notbetätigung gedacht, um die Schaltarmatur über den Schaltzylinder 4 möglichst schnell zu schließen. The supply line 24 extends to the branch of the main line 40 to a high pressure port HA of the cylinder block 12 via a high-pressure connection HA of the safety block 14 in these. In the security block 14 opens the supply line 24 then into an axial input port E of the relief valve 36 , This is designed as a logic valve and has in addition to the axial input terminal E on a radial output terminal A. A valve body 48 the relief valve 36 is about a control room 50 acted upon in the direction of its closed position with control pressure medium. In addition acts on this in the direction of its closed position of a spring force of a valve spring 52 , In the closed position of the valve body 48 is a pressure fluid connection between the input port E and the output port A of the relief valve 36 blocked. In contrast, in an open position of the valve body 48 the input terminal E connected to the output terminal A, whereby pressure means from the supply line 24 in a relief line 54 can flow. This is a throttle 56 intended. The relief line 54 then flows into the suction line 26 extending from the cylinder block 12 via a low pressure port NA of the cylinder block 12 on to a low-pressure connection NA of the safety block 14 extends into these. About the relief valve 36 is thus at an open position of the valve body 48 Pressure medium from the annulus 10 of the shift cylinder 4 throttled in the suction line 26 entlassbar. The relief valve 36 is thus intended as an emergency operation to the switch valve via the shift cylinder 4 close as soon as possible.

Über drei Entlastungssteuerventile 58, 60 und 62 ist das Entlastungsventil 36 gesteuert. Ein jeweiliges Entlastungssteuerventil 58 bis 62 ist als 3/2-Wegesitzventil ausgestaltet. Ein jeweiliges Entlastungssteuerventil 58 bis 62 hat hierbei einen Eingangsanschluss E, der mit der Teilleitung 32 verbunden ist Ein Ausgangsanschluss A eines jeweiligen Entlastungssteuerventils 58 bis 62 ist dann über eine Niederdruckleitung 64 an die Saugleitung 26 in dem Sicherheitsblock 14 angeschlossen. Steueranschlüsse S der Entlastungssteuerventile 58 bis 62 sind dann über Wechselventile 66, 68 und 70 mit dem Steuerraum 50 des Entlastungsventils 36 verbunden. Ein Ventilkörper eines jeweiligen Entlastungssteuerventils 58 bis 62 ist über einen Ventilfeder 72 mit einer Federkraft in Richtung einer Grundstellung a beaufschlagt. In dieser ist der Steueranschluss S mit dem Ausgangsanschluss A verbunden und der Eingangsanschluss E abgesperrt. Der jeweilige Ventilkörper der Entlastungssteuerventile 58 bis 62 ist dann über einen Aktor 74 in eine Schaltstellung b bringbar, in der der Einganganschluss E mit dem Steuernanschluss S verbunden ist und der Ausgangsanschluss A abgesperrt ist.Over three relief control valves 58 . 60 and 62 is the relief valve 36 controlled. A respective relief control valve 58 to 62 is designed as a 3/2-way seat valve. A respective relief control valve 58 to 62 in this case has an input terminal E, with the sub-line 32 An output terminal A of a respective relief control valve is connected 58 to 62 is then via a low pressure line 64 to the suction line 26 in the security block 14 connected. Control connections S of the relief control valves 58 to 62 are then via shuttle valves 66 . 68 and 70 with the control room 50 the relief valve 36 connected. A valve body of a respective relief control valve 58 to 62 is via a valve spring 72 acted upon by a spring force in the direction of a basic position a. In this, the control terminal S is connected to the output terminal A and the input terminal E is shut off. The respective valve body of the relief control valves 58 to 62 is then about an actor 74 in a switching position b can be brought, in which the input terminal E is connected to the control terminal S and the output terminal A is shut off.

Die Wechselventile 66 bis 70 sind über ihren Ausgangsanschluss A gemeinsam mit dem Steuerraum 50 des Entlastungsventils 36 verbunden. Die Wechselventile 66 bis 70 sind somit ausgehend vom Steuerraum 50 fluidisch parallel zueinander angeordnet. Ein jeweiliges Wechselventil 66 bis 70 ist dann mit zwei unterschiedlichen Entlastungssteuerventilen 58 bis 62 verbunden. Das erste Wechselventil 66 ist hierbei mit seinem Eingangsanschluss E1 mit dem Steueranschluss S des Entlastungssteuerventils 60 und mit seinem Eingangsanschluss E2 mit dem Steueranschluss S des Entlastungssteuerventils 62 verbunden. Das zweite Wechselventil 68 ist mit seinem Eingangsanschluss E2 ebenfalls mit dem Steueranschluss S des Entlastungssteuerventils 60 verbunden und mit seinem weiteren Eingangsanschluss E1 an den Steueranschluss S des Entlastungssteuerventils 58 angeschlossen. Das dritte Wechselventil 70 wiederum ist mit seinem Eingangsanschluss E1 an den Steueranschluss S des Entlastungssteuerventils 58 und mit seinem Eingangsanschluss E2 an den Steueranschluss S des Entlastungssteuerventils 62 angeschlossen. The shuttle valves 66 to 70 are via their output terminal A together with the control room 50 the relief valve 36 connected. The shuttle valves 66 to 70 are thus starting from the control room 50 arranged fluidically parallel to each other. A respective shuttle valve 66 to 70 is then with two different relief control valves 58 to 62 connected. The first shuttle valve 66 is here with its input terminal E1 to the control terminal S of the relief control valve 60 and with its input terminal E2 to the control terminal S of the relief control valve 62 connected. The second shuttle valve 68 is with its input terminal E2 also with the control terminal S of the relief control valve 60 connected and with its further input terminal E1 to the control terminal S of the relief control valve 58 connected. The third shuttle valve 70 in turn, with its input terminal E1 to the control terminal S of the relief control valve 58 and with its input terminal E2 to the control terminal S of the relief control valve 62 connected.

Um den Steuerraum 50 des Entlastungsventils 36 mit Druckmittel über die Hydropumpe 16 zu beschicken, ist es somit notwendig, dass zumindest zwei Entlastungssteuerventile 58 bis 62 betätigt sind, womit ihr Ventilkörper sich in der Schaltstellung b befindet. Sind zwei Entlastungssteuerventile 58 bis 62 betätigt, so wird das unbetätigte Entlastungssteuerventil über die Wechselventile 66 bis 70 von dem Steuerraum 50 des Entlastungsventils 36 fluidisch getrennt, während die betätigten Entlastungssteuerventile mit dem Steuerraum 50 über die Wechselventile 66 bis 70 fludisch verbunden sind. Sind alle Entlastungssteuerventile 58 bis 62 betätigt, so sind über die Wechselventile 66 bis 70 auch alle Entlastungssteuerventile mit dem Steuerraum 50 verbunden. Ist dagegen nur ein Entlastungssteuerventil 58 bis 62 betätigt, so wird dessen Steueranschluss S und der Steuerraum 50 über die Wechselventile 66 bis 70 und den beiden anderen Entlastungssteuerventilen 60 und 62 zur Niederdruckleitung 64 entlastet. In der Regel wird das Entlastungsventil 36 durch Betätigung aller Entlastungssteuerventile 58 bis 62 geschlossen. Zur Notfallbetätigung des Schaltantriebs 2 ist es dann lediglich notwendig, zwei der drei Entlastungssteuerventile 58 und 62 zur Niederdruckleitung 64 hin zu öffnen, um den Steuerraum 50 des Entlastungsventils 36 zu entlasten, womit das Entlastungsventil 36 geöffnet werden kann. Die Notfallbetätigung kann somit auch dann ausgeführt werden, wenn eines der Entlastungssteuerventile 58 bis 62 ausfällt, womit eine hydraulische "2-aus-3-Schaltung" ausgebildet ist. To the control room 50 the relief valve 36 with pressure medium via the hydraulic pump 16 So it is necessary that at least two relief control valves 58 to 62 are actuated, whereby their valve body is in the switching position b. Are two relief control valves 58 to 62 operated, then the unconfirmed relief control valve via the shuttle valves 66 to 70 from the control room 50 the relief valve 36 fluidically separated while the operated relief control valves with the control chamber 50 via the shuttle valves 66 to 70 Fludisch are connected. Are all relief control valves 58 to 62 operated, so are the shuttle valves 66 to 70 also all discharge control valves with the control room 50 connected. Is only a relief control valve 58 to 62 actuated, then its control port S and the control room 50 via the shuttle valves 66 to 70 and the other two relief control valves 60 and 62 to the low pressure line 64 relieved. In general, the relief valve 36 by operating all relief control valves 58 to 62 closed. For emergency operation of the switching drive 2 then it is only necessary, two of the three relief control valves 58 and 62 to the low pressure line 64 open to the control room 50 the relief valve 36 to relieve, bringing the relief valve 36 can be opened. The emergency operation can thus be performed even if one of the relief control valves 58 to 62 fails, which is a hydraulic "2-out-of-3 circuit" is formed.

Zum Spannen der Schaltfeder 8 des Schaltzylinders 4 sind alle Entlastungssteuerventile 58 bis 62 betätigt und die Hydropumpe 16 wird mit ihrer maximalen Drehzahl betrieben, womit das Entlastungsventil 36 geschlossen ist. Ist die Schaltfeder 8 gespannt, so wird die Drehzahl der Hydropumpe 16 auf 0 abgesenkt. For tensioning the switching spring 8th of the shift cylinder 4 are all relief control valves 58 to 62 operated and the hydraulic pump 16 is operated at its maximum speed, bringing the relief valve 36 closed is. Is the switching spring 8th strained, so the speed of the hydraulic pump 16 lowered to 0.

Eine Funktionsfähigkeit des Schaltantriebs 2 wird über einen Teilhubprüfung überprüft. Hierfür sind drei Nebenentlastungspfade 76, 78 und 80 vorgesehen. Diese sind stromaufwärts des Entlastungsventils 36 über ein gemeinsames Stromregelventil 82 an die den Entlastungspfad bildende Versorgungsleitung 24 angeschlossen. In einem jeweiligen Entlastungspfad 76 bis 80 ist ein sich in Druckmittelströmungsrichtung weg von der Versorgungsleitung 4 öffnendes Rückschlagventil 84, 86 und 88 angeordnet. Ein jeweiliger Nebenentlastungspfad 76, 78 und 80 ist an ein jeweiliges Entlastungssteuerventil 62, 60 beziehungsweise 58 angeschlossen. Der Nebenentlastungspfad 76 ist dabei mit dem Steueranschluss S des Entlastungssteuerventils 62 und somit mit dem Eingangsanschluss E2 des Wechselventils 66 und dem Eingangsanschluss E2 des Wechselventils 70 verbunden. Der Nebenentlastungspfad 78 ist dagegen mit dem Steueranschluss S des Entlastungssteuerventils 60 und dem Eingangsanschluss E1 des Wechselventils 66 und dem Eingangsanschluss E2 des Wechselventils 68 verbunden. Mit dem Steueranschluss S des Entlastungssteuerventils 58 ist dann der Nebenentlastungspfad 80 verbunden. Des Weiteren ist der Nebenentlastungspfad 80 mit dem Eingangsanschluss E1 des Wechselventils 68 und dem Eingangsanschluss E1 des Wechselventils 70 verbunden. A functional capability of the switching drive 2 is checked by a partial lift test. There are three side relief paths for this 76 . 78 and 80 intended. These are upstream of the relief valve 36 via a common flow control valve 82 to the relief path forming supply line 24 connected. In a respective discharge path 76 to 80 is a pressure medium flow away from the supply line 4 opening check valve 84 . 86 and 88 arranged. A respective side relief path 76 . 78 and 80 is to a respective relief control valve 62 . 60 respectively 58 connected. The side relief path 76 is with the control port S of the relief control valve 62 and thus with the input port E2 of the shuttle valve 66 and the input port E2 of the shuttle valve 70 connected. The side relief path 78 is on the other hand with the control port S of the relief control valve 60 and the input port E1 of the shuttle valve 66 and the input port E2 of the shuttle valve 68 connected. With the control port S of the relief control valve 58 is then the side relief path 80 connected. Furthermore, the secondary relief path 80 with the input port E1 of the shuttle valve 68 and the input port E1 of the shuttle valve 70 connected.

Durch die Nebenentlastungspfade 76 bis 80 kann mit einem der Entlastungssteuerventile 58 bis 62 eine Teilhubprüfung des Schaltzylinders 4 durchgeführt werden. Hierzu wird der Ventilkörper eines der Entlastungssteuerventile 58 bis 62 in seine Schaltstellung a gebracht, während die Ventilkörper der anderen Entlastungssteuerventile 58 bis 62 in ihrer Schaltstellung b verbleiben. Dies führt dazu, dass das Entlastungsventil 36 weiterhin geschlossen ist. Dagegen ist der Nebenentlastungspfad 76 bis 80, der mit dem Entlastungssteuerventil 58 bis 62 verbunden ist, dessen Ventilkörper sich in der Schaltstellung a befindet, mit der Niederdruckleitung 64 verbunden. Bei den folgenden Erläuterungen wird das Entlastungssteuerventil 58 zur Teilhubprüfung eingesetzt. Die Verbindung mit der Niederdruckleitung 64 führt dazu, dass Druckmittel aus dem Ringraum 10 des Schaltzylinders 4 über das Stromregelventil 82, den Nebenentlastungspfad 80 und das Entlastungssteuerventil 58 zur Niederdruckleitung 64 und somit zur Saugleitung 26 entlastbar ist. Die Entlastung erfolgt dabei derart, dass der Kolben beispielsweise einen gewissen Teilhub aufgrund der Federkraft der Schaltfeder 8 in Richtung der Schließstellung des Schaltzylinders 4 ausführt. Dieser Teilhub wird über Sensoren erfasst, womit die Funktionsfähigkeit des Schaltzylinders 4 beziehungsweise Schaltantriebs 2 überprüft werden kann. Nach Ausführung des Teilhubs des Kolbens 6 wird der Ventilkörper des Entlastungssteuerventils 58 in seine Schaltstellung b verfahren, womit kein weiteres Druckmittel über den Ringraum 10 und den Nebenentlastungspfad 80 abströmen kann. Nach dem Betätigen des Entlastungssteuerventils 58 wird dann über die Hydropumpe 16 Druckmittel in den Ringraum 10 gefördert, womit der Kolben wieder derart verschoben wird, dass die Schaltfeder 8 wieder vollständig gespannt ist. Through the side relief paths 76 to 80 can with one of the relief control valves 58 to 62 a Teilhubprüfung the shift cylinder 4 be performed. For this purpose, the valve body of the relief control valves 58 to 62 placed in its switching position a, while the valve body of the other relief control valves 58 to 62 remain in their switching position b. This causes the relief valve 36 is still closed. In contrast, the Nebenentlastungspfad 76 to 80 that with the relief control valve 58 to 62 is connected, the valve body is in the switching position a, with the low pressure line 64 connected. The following explanations will show the relief control valve 58 used for Teilhubprüfung. The connection with the low pressure line 64 causes pressure fluid from the annulus 10 of the shift cylinder 4 via the flow control valve 82 , the side relief path 80 and the relief control valve 58 to the low pressure line 64 and thus to the suction line 26 is relieved. The discharge takes place in such a way that the piston, for example, a certain partial stroke due to the spring force of the switching spring 8th in the direction of the closed position of the shift cylinder 4 performs. This sub-stroke is detected by sensors, whereby the functionality of the shift cylinder 4 or switching drive 2 can be checked. After execution of the partial stroke of the piston 6 becomes the valve body of the relief control valve 58 moved into its switching position b, which no further pressure medium via the annulus 10 and the side relief path 80 can flow out. After pressing the relief control valve 58 is then via the hydraulic pump 16 Pressure medium in the annulus 10 promoted, whereby the piston is again shifted so that the switching spring 8th is fully stretched again.

Offenbart ist eine Schaltarmaturanordnung mit einem Schaltantrieb für eine Schaltarmatur. Ein Kolben des Schaltantriebs ist hierbei über eine Schaltfeder mit einer Vorspannkraft in Schließrichtung der Schaltarmatur beaufschlagt. In Öffnungsrichtung kann der Kolben über einen Druckraum mit Druckmittel beaufschlagt werden. Zur Druckentlastung des Druckraums ist ein Entlastungsventil vorgesehen. Dieses wird über Entlastungssteuerventile gesteuert. Über zumindest ein Entlastungssteuerventil kann zusätzlich ein Nebenentlastungspfad zur Druckentlastung des Druckraums gesteuert werden, um einen Teilhubprüfung durchzuführen. Disclosed is a Schaltarmaturanordnung with a switching drive for a control valve. A piston of the switching drive is acted upon via a switching spring with a biasing force in the closing direction of the switching device. In the opening direction of the piston can be acted upon via a pressure chamber with pressure medium. For pressure relief of the pressure chamber, a relief valve is provided. This is controlled via relief control valves. In addition, a bypass valve for pressure relief of the pressure chamber can be controlled via at least one relief control valve to perform a Teilhubprüfung.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Schaltamaturanordnung Schaltamaturanordnung
22
Aktor/Schaltantrieb Actuator / switching drive
44
Schaltzylinder switching cylinder
66
Kolben piston
88th
Schaltfeder switching spring
1010
Ringraum annulus
1212
Zylinderblock cylinder block
1414
Sicherheitsblock safety block
1616
Hydromaschine hydromachine
1818
Antriebsblock drive block
2020
Triebwelle drive shaft
2222
Antriebseinheit drive unit
2424
Versorgungsleitung supply line
2626
Saugleitung suction
2828
Druckmittelfilter Pressure fluid filter
3030
Druckbegrenzungsventil Pressure relief valve
3232
Teilleitung subline
3434
Rückschlagventil check valve
3636
Entlastungsventil relief valve
3838
Rückschlagventil check valve
4040
Hauptleitung main
4242
Ringraum annulus
4444
Verbindungsleitung connecting line
4646
Hydrospeicher hydraulic accumulator
4848
Ventilkörper valve body
5050
Steuerraum control room
5252
Ventilfeder valve spring
5454
Entlastungsleitung relief line
5656
Drossel throttle
58 58
Entlastungssteuerventil Relief control valve
6060
Entlastungssteuerventil Relief control valve
6262
Entlastungssteuerventil Relief control valve
6464
Niederdruckleitung Low-pressure line
6666
Wechselventil shuttle valve
6868
Wechselventil shuttle valve
7070
Wechselventil shuttle valve
7272
Ventilfeder valve spring
7474
Aktor actuator
7676
Nebenentlastungspfad Besides relief path
7878
Nebenentlastungspfad Besides relief path
8080
Nebenentlastungspfad Besides relief path
8282
Stromregelventil Flow control valve
HAHA
Hochdruckanschluss High pressure port
NAN / A
Niederdruckanschluss Low pressure port
E, E1, E2E, E1, E2
Eingangsanschluss input port
AA
Ausgangsanschluss output port
SS
Steueranschluss control connection
aa
Schaltstellung switch position
bb
Schaltstellung switch position

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 102012009732 [0006] DE 102012009732 [0006]
  • DE 2012007732 [0011] DE 2012007732 [0011]

Claims (15)

Schaltarmaturanordnung mit einem Aktorelement (6) eines Aktors (2) zur Betätigung einer Schaltarmatur, das über einen Energiespeicher (8) in Richtung einer Grundstellung vorgespannt ist, in der die zugeordnete Schaltarmatur geschlossen ist, und das einen Druckraum (10) begrenzt, über den es entgegen der Richtung der Grundstellung mit Druckmittel einer Hochdruckseite (24) beaufschlagbar ist, und aus dem Druckmittel über einen Entlastungspfad (24, 54) und ein darin angeordnetes Entlastungsventil (36) zu einer Niederdruckseite (26) entlastbar ist, wobei drei Entlastungssteuerventile (58, 60, 62) zur Steuerung des Entlastungsventils (36) vorgesehen sind, die derart mit dem Entlastungsventil (36) verbunden sind, dass dieses über zwei der Entlastungssteuerventile (58, 60, 62) steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass über eines der Entlastungssteuerventile (58, 60, 62) ein mit dem Druckraum (10) verbundener Nebenentlastungspfad (84, 86, 88) mit der Niederdruckseite (26) verbindbar ist. Switching fitting arrangement with an actuator element ( 6 ) of an actor ( 2 ) for actuating a switching device, which via an energy store ( 8th ) is biased in the direction of a basic position in which the associated switching valve is closed, and a pressure chamber ( 10 ) limited, over which it against the direction of the basic position with pressure medium of a high-pressure side ( 24 ) is acted upon, and from the pressure medium via a discharge path ( 24 . 54 ) and a relief valve arranged therein ( 36 ) to a low pressure side ( 26 ) is relieved, with three relief control valves ( 58 . 60 . 62 ) for controlling the relief valve ( 36 ) provided in such a way with the relief valve ( 36 ) that this is connected via two of the relief control valves ( 58 . 60 . 62 ) is controllable, characterized in that via one of the relief control valves ( 58 . 60 . 62 ) with the pressure chamber ( 10 ) associated side relief path ( 84 . 86 . 88 ) with the low pressure side ( 26 ) is connectable. Schaltarmaturanordnung nach Anspruch 1, wobei drei parallel zueinander angeordnete Nebenentlastungspfade (76, 78, 80) vorgesehen sind, wobei ein jeweiliger Nebenentlastungspfad (76, 78, 80) mit einem jeweiligen Entlastungssteuerventil (58, 60, 62) verbunden ist, über das der jeweiligen Nebenentlastungspfad (76, 78, 80) mit der Niederdruckseite (26) verbindbar ist. Switching fitting arrangement according to claim 1, wherein three mutually parallel auxiliary discharge paths ( 76 . 78 . 80 ) are provided, with a respective Nebenentlastungspfad ( 76 . 78 . 80 ) with a respective relief control valve ( 58 . 60 . 62 ) via which the respective side relief path ( 76 . 78 . 80 ) with the low pressure side ( 26 ) is connectable. Schaltarmaturanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Entlastungsventil (36) über Wechselventile (66, 68. 70) mit den Entlastungssteuerventilen (58, 60, 62) verbunden ist. Switching fitting arrangement according to claim 1 or 2, wherein the relief valve ( 36 ) via shuttle valves ( 66 . 68 , 70 ) with the relief control valves ( 58 . 60 . 62 ) connected is. Schaltarmaturanordnung nach Anspruch 3, wobei drei Wechselventile (66, 68, 70) vorgesehen sind, die jeweils ausgangseitig mit einem Steuerraum (50) des Entlastungsventils (36) verbunden sind, und wobei ein Wechselventil (66) eingangsseitig mit dem ersten und zweiten Nebenentlastungspfad (76, 78), ein Wechselventil (68) eingangsseitig mit dem zweiten und dritten Nebenentlastungspfad (78, 80) und ein Wechselventil (70) eingangsseitig mit dem ersten und dritten Nebenentlastungspfad (76, 80) verbunden ist. Switching fitting assembly according to claim 3, wherein three shuttle valves ( 66 . 68 . 70 ) are provided, each on the output side with a control room ( 50 ) of the relief valve ( 36 ), and wherein a shuttle valve ( 66 ) input side with the first and second Nebenentlastungspfad ( 76 . 78 ), a shuttle valve ( 68 ) input side with the second and third Nebenentlastungspfad ( 78 . 80 ) and a shuttle valve ( 70 ) input side with the first and third Nebenentlastungspfad ( 76 . 80 ) connected is. Schaltarmaturanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Entlastungsventil (36) als Logikventil ausgebildet ist. Switching fitting arrangement according to one of the preceding claims, wherein the relief valve ( 36 ) is designed as a logic valve. Schaltarmaturanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei ein jeweiliger Nebenentlastungspfad (76, 78, 80) an den Entlastungspfad (24) jeweils über ein sich in Druckmittelströmungsrichtung hin zum jeweiligen Entlastungssteuerventil (58, 60. 62) öffnendes Sperrventil (84, 86, 88) angeschlossen sind. A switch fitting assembly according to any one of claims 2 to 5, wherein a respective side relief path ( 76 . 78 . 80 ) to the discharge path ( 24 ) in each case via a pressure medium flow direction towards the respective relief control valve ( 58 . 60 , 62 ) opening check valve ( 84 . 86 . 88 ) are connected. Schaltarmaturanordnung nach Anspruch 6, wobei die Wechselventile (66, 68. 70) eingangsseitig zwischen den Entlastungssteuerventilen (58, 60, 62) und den Sperrventilen (84, 86, 88) an die Nebenentlastungspfade (76, 78, 80) angeschlossen sind. Switching fitting assembly according to claim 6, wherein the shuttle valves ( 66 . 68 , 70 ) on the input side between the relief control valves ( 58 . 60 . 62 ) and the check valves ( 84 . 86 . 88 ) to the secondary relief routes ( 76 . 78 . 80 ) are connected. Schaltarmaturanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Nebenentlastungspfade (76, 78, 80) über ein Stromregelventil (82) an den Entlastungspfad (24) angeschlossen sind. Switchgear assembly according to one of claims 2 to 7, wherein the auxiliary discharge paths ( 76 . 78 . 80 ) via a flow control valve ( 82 ) to the discharge path ( 24 ) are connected. Schaltarmaturanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei am Ventilkörper eines jeweiligen Entlastungssteuerventils (58, 60, 62) in Richtung einer ersten Schaltstellung (a), in der der den jeweiligen Entlastungssteuerventil (58, 60, 62) zugeordnete Nebenentlastungspfad (76, 78, 80) mit der Niederdruckseite (26) verbunden ist, mit einer Federkraft einer Ventilfeder (72) beaufschlagt ist und in Richtung einer zweiten Schaltstellung (b), in der der dem jeweiligen Entlastungssteuerventil (58, 60, 62) zugeordnete Entlastungspfad (76, 78, 80) mit der Hochdruckseite (24) verbunden ist, mit einer Steuerkraft eines Aktors (64) beaufschlagbar ist. Switching fitting arrangement according to one of the preceding claims, wherein on the valve body of a respective relief control valve ( 58 . 60 . 62 ) in the direction of a first switching position (a), in which the respective relief control valve ( 58 . 60 . 62 ) associated side relief path ( 76 . 78 . 80 ) with the low pressure side ( 26 ), with a spring force of a valve spring ( 72 ) is acted upon and in the direction of a second switching position (b), in which the respective relief control valve ( 58 . 60 . 62 ) associated discharge path ( 76 . 78 . 80 ) with the high pressure side ( 24 ), with a control force of an actuator ( 64 ) can be acted upon. Schaltarmaturanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Entlastungsventil (36) über einen Drossel (56) mit der Niederdruckseite (26) verbunden ist. Switching fitting arrangement according to one of the preceding claims, wherein the relief valve ( 36 ) via a throttle ( 56 ) with the low pressure side ( 26 ) connected is. Schaltarmaturanordnung nach einer der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Hydromaschine (16) ausgangsseitig über eine Versorgungsleitung (24) mit einem Eingangsanschluss (E) des Entlastungsventils (36) und der Druckkammer (10) des Aktors (2) verbunden ist, wobei von der Versorgungsleitung (24) eine mit einem Eingangsanschluss (E) eines jeweiligen Entlastungssteuerventils (58, 60, 62) verbundenen Teilleitung (32) abzweigt. Switching fitting arrangement according to one of the preceding claims, wherein a hydraulic machine ( 16 ) on the output side via a supply line ( 24 ) with an inlet connection (E) of the relief valve ( 36 ) and the pressure chamber ( 10 ) of the actuator ( 2 ), whereby from the supply line ( 24 ) one with an input port (E) of a respective relief control valve ( 58 . 60 . 62 ) associated sub-line ( 32 ) branches off. Schaltarmaturanordnung nach Anspruch 11, wobei in der Versorgungsleitung (24) stromabwärts von der Hydromaschine (16) gesehen nach der Abzweigung der Teilleitung (32) ein in Druckmittelströmungsrichtung weg von der Hydromaschine (16) öffnendes Sperrventil (38) angeordnet ist und/oder wobei in der Teilleitung (32) ein sich in Druckmittelströmungsrichtung weg von der Hydromaschine (16) öffnendes Sperrventil (34) befindet. Switching fitting arrangement according to claim 11, wherein in the supply line ( 24 ) downstream of the hydraulic machine ( 16 ) after the diversion of the sub-line ( 32 ) in a fluid flow direction away from the hydraulic machine ( 16 ) opening check valve ( 38 ) and / or wherein in the sub-line ( 32 ) in the fluid flow direction away from the hydraulic machine ( 16 ) opening check valve ( 34 ) is located. Schaltarmaturanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Sicherheitsblock (14) vorgesehen ist, in dem zumindest das Entlastungsventil (36) zusammen mit den Wechselventilen (6670), den Nebenentlastungspfaden (7680) und den Entlastungssteuerventilen (5862) vorgesehen sind, wobei der Sicherheitsblock (14) mit der Niederdruckseite über einen Niederdruckanschluss (NA) und mit der Hochdruckseite über einen Hochdruckanschluss (HA) verbindbar ist. Switching fitting arrangement according to one of the preceding claims, wherein a safety block ( 14 ) is provided, in which at least the relief valve ( 36 ) together with the shuttle valves ( 66 - 70 ), the secondary relief pathways ( 76 - 80 ) and the relief control valves ( 58 - 62 ), the security block ( 14 ) is connectable to the low pressure side via a low pressure port (NA) and to the high pressure side via a high pressure port (HA). Schaltarmaturanordnung nach Anspruch 13, wobei in einem Zylinderblock (12) zumindest der Aktor (2) angeordnet ist, wobei der Zylinderblock (12) die gleichen Anschlüsse wie der Sicherheitsblock (14) hat und zusätzlich einen Hoch- und Niederdruckanschluss (HA, NA) für die Hydromaschine (16) aufweist. Switching fitting arrangement according to claim 13, wherein in a cylinder block ( 12 ) at least the actuator ( 2 ), wherein the cylinder block ( 12 ) the same connections as the security block ( 14 ) and additionally a high and low pressure connection (HA, NA) for the hydraulic machine ( 16 ) having. Schaltarmaturanordnung nach Anspruch 14, wobei in einem Antriebsblock (18) zumindest die Hydromaschine (16) angeordnet ist, wobei der Antriebsblock (18) einen Hoch- und Niederdruckanschluss (HA, NA) zum Anschließen an den Zylinderblock (12) oder Sicherheitsblock (14) aufweist. Switching fitting arrangement according to claim 14, wherein in a drive block ( 18 ) at least the hydraulic machine ( 16 ), wherein the drive block ( 18 ) a high and low pressure port (HA, NA) for connection to the cylinder block ( 12 ) or security block ( 14 ) having.
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