DE202018104833U1

DE202018104833U1 - Schaltung für eine Stellarmatur

Info

Publication number: DE202018104833U1
Application number: DE202018104833.3U
Authority: DE
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Priority date: 2018-08-22
Filing date: 2018-08-22
Publication date: 2018-09-06
Anticipated expiration: 2028-08-23
Also published as: CN210566569U

Abstract

Schaltung (10, 40, 50, 60) für eine Stellarmatur (16), umfassend einen Versorgungsanschluss (12), einen einfach wirkenden fluidischen Antrieb (14) für eine Stellarmatur (16), aufweisend einen Stellungsregler (20) umfassend wenigstens einen fluidischen Eingang (20e), und wenigstens einen ersten fluidischen Steuerausgang (20a), wobei der erste Steuerausgang (20a) mit dem Antrieb (14) mittelbar oder unmittelbar verbunden ist, ferner ein erstes Sicherheitsentlüftungsventil (22), das einen fluidischen Steuereingang (22s) aufweist und mit dem Antrieb (14) verbunden ist, um diesen bei Drucklosigkeit am Eingang (20e) des Stellungsreglers (20) zu entlüften, wobei der Stellungsregler (20) einen zweiten fluidischen Steuerausgang (20b) aufweist und ein zweites Sicherheitsentlüftungsventil (24, 25) vorgesehen ist, das im Betriebsfalls den zweiten fluidischen Steuerausgang (20b) mit dem Steuereingang (22s) des ersten Sicherheitsentlüftungsventils (22) verbindet, und so im Entlüftungsfall das zweite Sicherheitsentlüftungsventlil (24, 25) in Entlüftungsstellung schaltet, wodurch das erste Sicherheitsentlüftungsventil (22) den Antrieb (14) entlüftet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung, insbesondere Sicherheitsschaltung, für eine Stellarmatur.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Schaltung zum Betreiben einer Stellarmatur anzugeben, bei der möglichst kurze Stellzeiten erreicht werden.
Die Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Die erfindungsgemäße Schaltung, insbesondere Sicherheitsschaltung, für eine Stellarmatur, umfasst einen Versorgungsanschluss, der mit einer fluidischen Quelle, insbesondere einer pneumatischen Quelle, wie beispielsweise einer Druckluftversorgung verbunden werden kann. Ferner umfasst die Sicherheitsschaltung einen einfach wirkenden fluidischen, insbesondere pneumatischen, Antrieb einer Stellarmatur, der abgesichert werden soll.
Ferner umfasst die Schaltung einen Stellungsregler umfassend wenigstens einen fluidischen, insbesondere pneumatischen Eingang, und wenigstens einen ersten fluidischen, insbesondere pneumatischen Steuerausgang, wobei der erste Steuerausgang mit dem Steuereingang des Boosters verbunden ist. Auf diese Weise kann über den Steuerausgang des Stellungsreglers das Belüftungsverhalten bestimmt werden.
Ferner weist die Schaltung ein erstes Sicherheitsentlüftungsventil auf, das einen fluidischen, insbesondere pneumatischen Steuereingang aufweist und mit dem Antrieb verbunden ist, um diesen im Entlüftungsfall zu entlüften.
Der Stellungsregler weist erfindungsgemäß einen zweiten fluidischen, insbesondere pneumatischen Steuerausgang auf. Zudem weist die Schaltung ein zweites Sicherheitsentlüftungsventil auf, das im Betriebsfalls den zweiten Steuerausgang mit dem Steuereingang des ersten Sicherheitsentlüftungsventils verbindet, wobei der Steuereingang mit dem Stellungsregler verbunden ist und das zweite Sicherheitsentlüftungsventil in einem Entlüftungsfall in eine Entlüftungsstellung schaltet, wodurch das erste Sicherheitsentlüftungsventil den Antrieb entlüftet.
Auf diese Weise kann durch das zweite Sicherheitsentlüftungsventil, das mit dem zweiten Steuereingang verbunden ist, Einfluss auf das erste Sicherheitsventil, das den Antrieb entlüftet genommen werden, auch wenn der Eingang des Stellungsreglers mit dem Betriebsdruck versorgt ist. So kann also auch im Betriebsfall der Antrieb schneller entlüftet werden, da die betriebsgemäße Entlüftung durch das erste Sicherheitsventil unterstützt werden kann.
Dennoch bleibt die Entlüftung für den Fall, dass der Eingang am Stellungsregler drucklos wird, erhalten, da das zweite Sicherheitsentlüftungsventil in diesem Fall entlüftet und damit auch den Steuereingang am ersten Sicherheitsventil drucklos schaltet, wodurch der Antrieb auch in diesem Fall zuverlässig entlüftet wird.
Auf diese erfindungsgemäße Weise kann neben der Aufrechterhaltung der Entlüftung im Störfall mit Hilfe des ersten Sicherheitsventils die Regelgeschwindigkeit des Stellantriebs im Betriebsfall erhöht werden.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung ist das zweite Sicherheitsentlüftungsventil ein fluidisch steuerbares Sicherheitsentlüftungsventil, das einen fluidischen, insbesondere einen pneumatischen Steuereingang aufweist. Der Steuereingang des zweiten Sicherheitsentlüftungsventils kann mit dem pneumatischen Eingang am Stellungsregler verbunden sein. So wird im Entlüftungsfall, nämlich bei Drucklosigkeit am Eingang des Stellungsreglers, das zweite Sicherheitsentlüftungsventil in eine Entlüftungsstellung geschaltet, wodurch das erste Sicherheitsentlüftungsventil den Antrieb entlüftet. Drucklosigkeit im Sinne der Erfindung bedeutet das Abfallen des Drucks unter einen zulässigen Betriebsdruck.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung, kann das zweite Sicherheitsentlüftungsventil ein elektronisch gesteuertes Ventil, insbesondere ein Sicherheitsmagnetventil sein, das einen elektronischen Steuereingang aufweist. In diesem Fall kann das zweite Sicherheitsentlüftungsventil mit einem elektrischen Steuerausgang des Stellungsreglers verbunden sein. Der Entlüftungsfall liegt vor, wenn das Steuersignal unter einen vordefinierten Schwellwert absinkt, insbesondere fehlt. Dies kann beispielsweise durch eine „NOT-AUS“ Funktion veranlasst sein. Entsprechend wird daraufhin das zweite Sicherheitsentlüftungsventil in eine Entlüftungsstellung geschaltet, wodurch das erste Sicherheitsentlüftungsventil den Antrieb entlüftet.
Bevorzugt kann die Schaltung einen Booster aufweisen, wobei der Antrieb mittelbar über den Booster mit dem ersten fluidischen Steuerausgang verbunden ist. Der Booster kann einen Boosterausgang, einen Steuereingang und einen Versorgungseingang aufweisen, der mit dem Versorgungsanschluss verbunden ist. Der Booster sorgt so im Betriebsfall für ein schnelles Belüften des Antriebs.
Bevorzugt umfasst die Schaltung ein drittes Sicherheitsentlüftungsventil, das zwischen dem ersten Steuerausgang und dem Antrieb, insbesondere zwischen dem Boosterausgang und dem Antrieb, eingeschaltet sein kann, um im Entlüftungsfall, insbesondere bei Drucklosigkeit am Eingang des Stellungsreglers den Antrieb zu entlüften, ansonsten, den Antrieb mit dem Stellungsregler, insbesondere mit dem Booster zu verbinden.
Dadurch kann die Entlüftungsleistung im Fall, dass der Eingang des Stellungsreglers drucklos wird zusätzlich verbessert werden.
Bevorzugt ist der Steuereingang des dritten Sicherheitsentlüftungsventils mit dem Ausgang des zweiten Sicherheitsentlüftungsventils verbunden. Dadurch wird erreicht, dass das dritte Sicherheitsentlüftungsventil im Betriebsfall mit eingebunden werden kann, wodurch auch die Entlüftungsleistung während des Betriebs weiter erhöht werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Schaltung ein Sicherheitsmagnetventil umfassen, das den Eingang des Stellungsreglers im Normalbetrieb mit dem Versorgungsanschluss verbindet und im Störfall den Eingang des Stellungsreglers entlüftet.
Dadurch kann eine Entlüftung, beispielsweise bei Ausfall der Stromversorgung, des Stellungsreglers erfolgen.
Bevorzugt sind das erste Sicherheitsentlüftungsventil und / oder das zweite Sicherheitsentlüftungsventil und / oder das dritte Sicherheitsentlüftungsventil und / oder das Sicherheitsmagnetventil als 3/2 WegeVentile ausgebildet.
Dadurch können bewährte Elemente verwendet werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:

1 eine erfindungsgemäße Schaltung gemäß einer ersten Ausführung;
2 eine erfindungsgemäße Schaltung gemäß einer zweiten Ausführung;
3 eine erfindungsgemäße Schaltung gemäß einer dritten Ausführung, und
4 eine erfindungsgemäße Schaltung gemäß einer vierten Ausführungsform.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltung 10, die mit einer Druckluftquelle 12 verbunden ist. Die Schaltung umfasst ferner einen einfach wirkenden pneumatischen Antrieb 14 für eine Stellarmatur 16. Die Schaltung umfasst zudem einen Booster 18, umfassend einen Boosterausgang 18a, einen Steuereingang 18b und einen Versorgungseingang 18c, der mit der Druckluftquelle 12 verbunden ist. Die Schaltung 10 umfasst zudem einen Stellungsregler 20, der wenigstens zwei pneumatische Steuerausgänge 20a, 20b und einen pneumatischen Eingang 20e aufweist. Der erste Steuerausgang 20a ist mit dem Steuereingang 18b des Boosters 18 verbunden, so dass der Booster 18 über den Stellungsregler 20 gesteuert werden kann, wodurch der Antrieb 14 im Bedarfsfall schnell belüftet wird. Der Eingang 20e des Stellungsreglers ist mit dem Druckluftanschluss 12 verbunden.
Die Schaltung 10 umfasst ferner ein erstes Sicherheitsentlüftungsventil 22, das als 3/2 Wege-Ventil ausgebildet ist, das einen pneumatischen Steuereingang 22s aufweist und mit seinem Ventilausgang 22a mit dem pneumatischen Antrieb 14 verbunden ist, um diesen über den Anschluss 22b zu entlüften, wenn der Steuereingang 22s drucklos ist, wohingegen der Anschluss 22a im Betriebsfall gesperrt ist.
Erfindungsgemäß ist ein zweites Sicherheitsentlüftungsventil 24 vorgesehen, das ebenfalls als 3/2 Wege-Ventil ausgebildet ist. Das zweite Sicherheitsentlüftungsventil 24 ist mit seinem Steuereingang 24s mit dem Eingang 20e des Stellungsreglers 20 verbunden. Das Sicherheitsentlüftungsventil 24 entlüftet daher, sobald der Eingang 20e drucklos ist.
Der Ventilausgang 24a ist mit dem Steuereingang 22s des ersten Sicherheitsventils 22 verbunden. Dies führt dazu, dass in der Entlüftungsstellung des Sicherheitsentlüftungsventils 24 auch das erste Sicherheitsentlüftungsventil 22 in die Entlüftungsstellung geschaltet wird.
Im Betriebsfall jedoch verbindet das Sicherheitsentlüftungsventil 24 über den Anschluss 24c den zweiten Steuerausgang 20b des Stellungsreglers 20 mit dem Steuereingang 22s des Sicherheitsventils 22. Auf diese Weise kann auch im Betriebszustand, also wenn ein Betriebsdruck am Eingang 20e des Stellungsreglers 20 anliegt, das Sicherheitsventil 20 in Entlüftungsstellung gebracht werden, wodurch der Antrieb 14 schneller entlüftetet werden kann. Dies reduziert die Reaktionszeit der Stellarmatur 16.
2 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltung 40 gemäß einer zweiten Ausführung, die im Grundaufbau der Schaltung 10 gemäß 1 entspricht. Entsprechend werden für gleiche Komponenten auch die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Die Schaltung 40 unterscheidet sich von der Schaltung 10 gemäß 1 dahingehend, dass neben den Komponenten der Schaltung gemäß 1 noch ein drittes Sicherheitsentlüftungsventil 26 vorgesehen ist, das zwischen dem Booster 18 und dem Antrieb 14 eingeschaltet ist, und dass ferner ein Sicherheitsmagnetventil 28 zwischen dem Eingang 20e des Stellungsreglers 20 und der Druckluftversorgung 12 eingeschaltet ist. Durch das Sicherheitsmagnetventil 28 wird beispielsweise bei einem Stromausfall der Eingang 20e des Stellungsreglers 20 drucklos geschaltet, wonach auch die Sicherheitsentlüftungsventile 22, 24, 26 entlüften.
Das dritte Sicherheitsentlüftungsventil 26 ist mit seinem Steuereingang 26s mit dem Eingang 20e des Stellungsreglers 20 verbunden. Entsprechend entlüftet das Sicherheitsentlüftungsventil 26 den Antrieb 14, wenn der Eingang 20e am Stellungsregler 20 drucklos ist. Im Betriebsfall verbindet das Sicherheitsentlüftungsventil 26 über den Ventilausgang 26a und den Anschluss 26c den Booster 18 mit dem Antrieb 14.
Das erste Sicherheitsentlüftungsventil 22 hingegen kann, wie in 1 beschrieben auch im Betriebsfall entlüftet werden, wenn der Steuerausgang 20b drucklos geschaltet wird.
3 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltung 50, die in ihren Komponenten der Schaltung 40 gemäß 2 entspricht.
Die Schaltung 50 gemäß 3 unterscheidet sich von der Schaltung 40 gemäß 2 dadurch, dass der Steuereingang 26s des zweiten Sicherheitsentlüftungsventils 26 nicht mit dem Eingang 20e des Stellungsreglers 20 verbunden ist, sondern mit dem Steuereingang 22s des Sicherheitsentlüftungsventils 22, das wiederum mit dem Ausgangsanschluss 24a des Sicherheitsentlüftungsventils 24 verbunden ist. Wie in 1 beschrieben, kann so mittels eines Stelldrucks über den Steuerausgang 20b die Entlüftung während des Betriebs gesteuert werden. Dies betrifft gemäß der Ausgestaltung der Schaltung 50 nicht mehr nur das erste Sicherheitsentlüftungsventil 22 sondern auch des dritte Sicherheitsentlüftungsventil 26. Auf diese Weise kann auch im Betriebsfall eine noch effizientere Entlüftung bereitgestellt werden, da der Antrieb 14 über zwei Sicherheitsentlüftungsventile 22, 24 noch schneller entlüftet werden kann.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltung 60, die mit einer Druckluftquelle 12 verbunden ist.
Die Schaltung umfasst ferner einen einfach wirkenden pneumatischen Antrieb 14 für eine Stellarmatur 16. Die Schaltung 60 umfasst zudem einen Stellungsregler 20, der wenigstens zwei pneumatische Steuerausgänge 20a, 20b und einen pneumatischen Eingang 20e aufweist. Der erste Steuerausgang 20a ist mit dem Antrieb 14 verbunden. Über den Steuerausgang 20a kann der Antrieb 14 vom Stellungsregler 20 gesteuert werden, der mit seinem Eingang 20e mit dem Druckluftanschluss 12 verbunden ist.
Die Schaltung 10 umfasst ferner ein erstes Sicherheitsentlüftungsventil 22, das als 3/2 Wege-Ventil ausgebildet ist, das einen pneumatischen Steuereingang 22s aufweist und mit seinem Ventilausgang 22a mit dem pneumatischen Antrieb 14 verbunden ist, um diesen über den Anschluss 22b zu entlüften, wenn der Steuereingang 22s drucklos ist, wohingegen der Anschluss 22a im Betriebsfall gesperrt ist.
Erfindungsgemäß ist ein zweites Sicherheitsentlüftungsventil 25 vorgesehen, das als 3/2 Wege-Magnetventil ausgebildet ist. Das zweite Sicherheitsentlüftungsventil 25 ist mit seinem elektrischen Steuereingang 25s mit einem elektrischen Stellungsreglerausgang 20c des Stellungsreglers 20 verbunden. Das Sicherheitsentlüftungsventil 25 entlüftet, sobald das Steuersignal das über den Steuerausgang 20c übermittelt wird unter einem voreingestellten Schwellwert liegt oder fehlt.
Der Ventilausgang 25a ist mit dem Steuereingang 22s des ersten Sicherheitsventils 22 verbunden. Dies führt dazu, dass in der Entlüftungsstellung des Sicherheitsentlüftungsventils 25 auch das erste Sicherheitsentlüftungsventil 22 in die Entlüftungsstellung geschaltet wird.
Im Betriebsfall jedoch verbindet das Sicherheitsentlüftungsventil 25 über den Anschluss 25c den zweiten Steuerausgang 20b des Stellungsreglers 20 mit dem Steuereingang 22s des Sicherheitsventils 22. Auf diese Weise kann auch im Betriebszustand, also wenn ein Betriebsdruck am Eingang 20e des Stellungsreglers 20 anliegt, das Sicherheitsventil 20 in Entlüftungsstellung gebracht werden, wodurch der Antrieb 14 schneller entlüftetet werden kann. Dies reduziert die Reaktionszeit der Stellarmatur 16.
Bezugszeichenliste

10: Schaltung
12: Druckluftanschluss
14: Antrieb
16: Stellarmatur
18: Booster
18a: Boosterausgang
18b: Steuereingang
18c: Versorgungseingang
20: Stellungsregler
20a, 20b: pneumatischer Steuerausgang
20c: elektrischer Steuerausgang
20e: pneumatischer Eingang
22: erstes Sicherheitsentlüftungsventil
22a: Ventilausgang
22b: Anschluss
22s: Steuereingang
24: zweites, fluidisch gesteuertes Sicherheitsentlüftungsventil
24a: Ventilausgang
24c: Anschluss
24s: Steuereingang
25: zweites, elektrisch gesteuertes Sicherheitsentlüftungsventil
25a: Ventilausgang
25c: Anschluss
25s: Steuereingang
26: drittes Sicherheitsentlüftungsventil
26a: Ventilausgang
26c: Anschluss
26s: Steuereingang
28: Sicherheitsmagnetventil
40: Schaltung
50: Schaltung
60: Schaltung

Claims

Schaltung (10, 40, 50, 60) für eine Stellarmatur (16), umfassend einen Versorgungsanschluss (12), einen einfach wirkenden fluidischen Antrieb (14) für eine Stellarmatur (16), aufweisend einen Stellungsregler (20) umfassend wenigstens einen fluidischen Eingang (20e), und wenigstens einen ersten fluidischen Steuerausgang (20a), wobei der erste Steuerausgang (20a) mit dem Antrieb (14) mittelbar oder unmittelbar verbunden ist, ferner ein erstes Sicherheitsentlüftungsventil (22), das einen fluidischen Steuereingang (22s) aufweist und mit dem Antrieb (14) verbunden ist, um diesen bei Drucklosigkeit am Eingang (20e) des Stellungsreglers (20) zu entlüften, wobei der Stellungsregler (20) einen zweiten fluidischen Steuerausgang (20b) aufweist und ein zweites Sicherheitsentlüftungsventil (24, 25) vorgesehen ist, das im Betriebsfalls den zweiten fluidischen Steuerausgang (20b) mit dem Steuereingang (22s) des ersten Sicherheitsentlüftungsventils (22) verbindet, und so im Entlüftungsfall das zweite Sicherheitsentlüftungsventlil (24, 25) in Entlüftungsstellung schaltet, wodurch das erste Sicherheitsentlüftungsventil (22) den Antrieb (14) entlüftet.
Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sicherheitsentlüftungsventil ein fluidisch gesteuertes Sicherheitsentlüftungsventil (24) ist, wobei der Steuereingang (24s) des zweiten Sicherheitsentlüftungsventils (24) mit dem fluidischen Eingang (20e) am Stellungsregler (20) verbunden ist und so im Entlüftungsfall bei Drucklosigkeit am Eingang (20e) des Stellungsreglers (20) in Entlüftungsstellung schaltet.
Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sicherheitsentlüftungsventil ein elektrisch gesteuertes Sicherheitsentlüftungsventil (25) ist, dessen Steuereingang (25s) mit einem elektrischen Steuerausgang (20c) des Stellungsreglers verbunden ist, wobei das zweite Sicherheitsentlüftungsventil (25) in die Entlüftungsstellung schaltet, wenn das Signal am Steuerausgang einen vordefinierten Schwellwert unterschreitet.
Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (14) mittelbar mit dem ersten Steuerausgang (20a) über einen Booster (18) zur Belüftung des Antriebs (14) verbunden ist, wobei der Booster einen Boosterausgang (18a), einen Steuereingang (18b) und einen Versorgungseingang (18c), der mit dem Versorgungsanschluss (12) verbunden ist, umfasst.
Schaltung nach Anspruch einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Sicherheitsentlüftungsventil (26), aufweisend einen fluidischen Steuereingang (26s) vorgesehen ist, das zwischen dem Steuerausgang (20a) und dem Antrieb (14), insbesondere zwischen dem Boosterausgang (18a) und dem Antrieb (14), eingeschaltet ist, um in der Entlüftungsstellung des zweiten Sicherheitsentlüftungsventils (24, 25) den Antrieb (14) zu entlüften, und ansonsten, den Antrieb (14) mit dem Booster (18) zu verbinden.
Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereingang (26s) des dritten Sicherheitsentlüftungsventils (26) mit dem Ventilausgang (24a, 25a) des zweiten Sicherheitsentlüftungsventils (24, 25) verbunden ist.
Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sicherheitsmagnetventil (28) vorgesehen ist, das den Eingang (20e) des Stellungsreglers (20) im Betriebsfall mit dem Versorgungsanschluss (12) verbindet und im Störfall den Eingang (20e) des Stellungsreglers (20) entlüftet.
Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sicherheitsentlüftungsventil (22) und / oder das zweite Sicherheitsentlüftungsventil (24) und / oder das dritte Sicherheitsentlüftungsventil (26) und oder das Sicherheitsmagnetventil (28) als 3/2 Wege-Ventil ausgebildet ist.