DE2025836C - Sicherheitsschaltung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsschaltung in einem hydraulischen oder pneumatischen System mit einem durch Zu- oder Abfuhr eines Mediums betätigten Arbeitszylinder mit einem doppeltwirkenden Kolben, welcher beim Abfall des Mediumdnickes im Arbeitszylinder unter dem Einfluß einer Energiequelle in eine Sicherheitsstellung läuft, wobei die beiden durch den Kolben getrennten Zylinderräume durch ein Absperrorgan miteinander verbunden sind, welches durch ein Sicherheitssignal geöffnet werden kann.

Eine solche Sicherheitsschaltung ist von der Anmelderin in der deutschen Patentschrift 1 905 769 vorgeschlagen worden für ein an einer Frischdampfleitung angeordnetes Überströmventil. Um die Verluste des hydraulischen Mediums klein zu halten, muß das Absperrorgan mit kleinen Spielen ausgeführt sein. Die Praxis zeigt jedoch, daß ein solches Absperrorgan, wenn es lange Zeit nicht betätigt wurde, beispielsweise infolge Verlackung des hydraulischen Mediums, derart verharzen kann, daß ein erheblicher Kraftaufwand nötig ist, um es zu betätigen. Der Elektromagnet, welcher diese Kraft aufbringen muß, um das Absperrorgan zu steuern, vermag dann das sichere Funktionieren der Sicherheitsschaltung nicht zu gewährleisten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Sicnerheitsschaltung zu schaffen, in welcher das Absperrogran mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit betätigt wird, sobald das Sicherheilssignal auftritt und überdies die Energieversorgung für die Betätigung des Absperrorgans mit minimalem Aufwand sicherzustellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, da" dem Absperrorgan sicherheitssignalseitig ein an sich bekannter hydraulischer oder pneumatischer Kraftverstärker zugeordnet ist, welche über eine an sich bekannte Auswahlschaltung mit der Druckmediumquelle des Systems und mit der Seite des Arbenszylinders. welche der Sicherheitsstellung des Kolbens entspricht, verbunden ist.

Der Vorteil besteht darin, daß der Kraftverstärker die Betätigung des Absperrorgans auch dann gewiilnleistet, wenn di nach langer Ruhezeit verharzt wäre. Sollte im Augenblick des Auftretens eines Sicherheitssignals der Mediumdruck abfallen oder unierhalb eines bestimmten Wertes sinken und der Kolben trotzdem dadurch nicht in die Sicherheitsstellung fahren, so tritt die Auswahlschaltung in Wirkung und bewerkstelligt, daß der Kolben doch in die Sicherheitsstellung gelangt.

Die Auswahlschaltung besteht vorteilhaft aus zwei Rückschlagventilen mit entgegengesetzter Ventilwirkung. Der Kolben kann z. B. mit der Ventilstange eines Ventils, z. B. eines Überströmventils einer Dampferzeugungsanlage, verbunden sein. Die Energiequelle, welche die Sicherheitsbewegung des Kolbens bewirkt, kann durch den Druck des auf den mit der Ventilstange verbundenen Ventilkör^er wirkenden Strömungsmittels dargestellt sein. Die Energiequelle kann auch eine im Arbeitszylinder angeordnete Feder sein.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird an Hand der Zeichnung erläutert.

Ein Stellmotor 1, gebildet durch einen hydraulischen (oder pneumatischen) Arbeitszylinder 2 mit einem doppeltwirkenden Kolben 3 steuert über seine Kolbenstange 4 einen Ventilkörper 5 eines Ventils 6. Das Ventil beherrscht den Übertritt von einem Strömungsmedium aus dem Stutzen 6 λ in den Stutzen 6 b. Der Arbeitszylinder ist versehen mit einem Energiespeicher in der Form einer Feder 10, welche so auf den Kolben 3 wirkt, daß das Ventil 6 beim Abfall oder beim Sinken unterhalb eines bestimmten Wertes des Druckes des Steueröls im Zylinderraum la des Arbeitszylinders öffnet und offengehalten wird, und zwar unabhängig von auf dem Ventilkörper 5 statisch oder dynamisch einwirkenden Kräften des vom Ventil 6 beherrschten Strömungsmediums. Statt durch eine Feder, kann die Energiequelle auch dargestellt sein durch den Druck des auf den mit der Ventilstange verbundenen Ventilkörper wirkenden Strömungsmittels.

Der Stellmotor 1 wird im Normalbetrieb der zu sichernden Anlage über Leitungen Π und 12 von einem Steuerschieber 13 gesteuert. Ein Steuerkolben 15 des Steuerschiebers ist auf einer Feder 16 abgestützt. An dem Steuerschieber ist eineSignallcitungl8 angeschlossen, über welche den Steuerschieber Steuersignale erreichen. Weiterhin weist der Steuerschieber eine Bohrung 19 auf, welche über eine Drucköl-

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eitung 20 mit einer Druckölpumpe 21 verbunden ist. Da das Ventil 52 geschlossen ist, wird der Steuerte Bohrungen 22 und 23 des Steuerschiebers sind schieber 40 — über das Rückschlagventil au, aie iber eine Abflußleitung 24 für Steueröl mit einem Öl- Verbindungsleitung 44, die Verteilerleitung « «»« ;umpf 25 verbunden. Der Steuerkolben verbindet in die Verbindungsleitung 42 — aus üer urucKieiiuiig geeigneter Stellung über die Leitung 11 den Zylinder- 5 20 gespeist. Erreicht nun ein Sicnerneitssignai uen raum la mit der Druckölleitung 20 und den Zylin- Elektromagneten 41, so wird sein IauchanKer ma derraum Ib mit der Abflußleitung 24, so daß der gegen die Spannung der Feder 41 b ^anS^ezoS^en\ ~" Kolben in Richtung des Zylinderraumes Ib bewegt Steuerkolben 40 a des Steuerschiebers 40 verbindet wird. dabei die Verbindungsleitung 42 mit dem Ruck-An den Zylinderräumen 2a und 2 b beidseitig des io schlagventil 33, so daß die Seite 34a ^des^°^m<;";; Kolbens 3 des Stellmotors I ist eine Leitung 30 bzw. 34 von Drucköl belastet, dessen i>eite S* D von 31 angeschlossen, zwischen denen zwei Rückschlag- Drucköl entlastet wird. Das Rückschlagventil.M onventile 32 und 33 angeordnet sind. Während der net sich somit. Damit kann, durch das KucKscniag-Ventilkörper 32a des Rückschlagventils 32 durch ventil 32 hindurch Drucköl aus der Leitung JU in aie eine Feder 31b belastet ist, ist der Ventilkorper 33 a 15 Leitung 31 übertreten und von dort in den Z-yiinaerues Rückschlagventils 33 mit einem Kolben 34 ver- raum Ib des Stellmotors 1 gelangen. Ua die ι .euu„. bunden, welcher sich in einem Gehäuse 35 üxial be- gen 30, 31 und die diese verbindenden K-ckscmag-,eeen kann. Dem Rückschlagventil 33 ist ein hy- ventile 32, 33 einen großen Q^uers _f^^nit^"^u/73"· draulischer Kraftverstärker in der Form eines Steuer- wird der Einfluß einer gegebenenfalls untre tu dt η -chiebers 40 zugeordnet. Der Steuerschieber 40 wird 20 Nachspeisung über den Steuerschieher 1J untrmii seinerseits von einem Elektroma_üneten41 mit Tauch- so daß der Öldruck auf der Kolbense.te 3 α sehnt» ■mker 41 a, welcher mit dem sfeuerkolben 40 α ver- abnimmt und d >r Kolben 3 des Stellmotors 1 sich unbunden ist. Besteuert. Der Steuerschieber ist mit gro- ter der Wirkung der Feder 10 schnell nach ober 1 Bern Spiel gebaut, so daß er leicht vom Elektroma- die Sicherheitsstellung bewegt. Der Stellmotor ottntt kneten zu betätigen ist. Eine Ölabflußleiutng 45 führt 25 dabei das Ventil 6 und hat damit seine Sicht rneits- \ on dem Steuerschieber zum Ölsumpf 25. Den Rück- aufgäbe erfüllt. . , , ,, , schlagventilen 32, 33 und dem zugehörigen Steuer- Sollte aus irgendeinem Grunde im Augenb I ck dts schieber 40 und Elektromagneten 41 sind Redundanz- Auftretens eines Sicherheitssignais am EIek ™ agn,-clemente32'. 33', 40', 41' und 32", 33", 40", 4 V ten 41, die Belieferung der Leitung 20 mit Drutk. I parallel ^schaltet, welche der erhöhten Sicherheit 3« ausfallen oder der Öldruck unterhalb eim.sbLSt.mmder Anlage dienen. ten Wertes sinken und sollte der Stellmotor bei-Der Steuerschieber 40 ist über eine Leitung 42 and spielsweise wegen verklemmten S euerscliieDtrs ij, eine Verteilerleitune 43 verbunden, einerseits über nicht unter dem Einfluß der heder 10 in aie geeine Leitung 44 mit" der Druckölleitung 20, anderer- wünschte Sicherheitsstellung fahren weil dann der sei·:, über eine Leitung 51 mit der Leitung 30 des Ar- 35 Öldruck auf der Oberseite 3 a des Kolbens 3 anstehen beitszylinders 2. In der Leitung 44 ist ein Rück- bleibt, so tritt erfindungsgemaß das Rückschlagventil schlauventil 50, in der Leitung 51 ein Rückschlagven- 52 in Wirkung. Dessen Ventilkorper 52 a ist nun til 52" angeordnet. Die beiden Rückschlagventile ha- nämlich vom sonst aus der Druckolle.tung 20 über hen entgegengesetzte Ventilwirkung. Im Normalbe- das Rückschlagventil 44 in der Leitung Sl anstetrieb der Anlage bleibt das Rückschlagventil 52 ge- 40 henden Drucköl entlastet, so dab sicn üas k;.ckschlossen durch den Druck der Feder 52 a und den schlagventil 52 öffnet. Der Steuerschieber v-ird nun Öldruck in den Leitungen 44 und 51 auf den Ventil- über das Rückschlagventil 52 und die Leitungen 51, körper 52 b. Die Belastung der Feder 50 α auf dem 43 und 42 mit dem sich im Zylinderraum 2 a befind 1-Ventilkörper 50 b des Rückschlagventils 50 ist so ge- chen Drucköl versorgt. Der Steuerschieber 40 offnt , wählt, daß das Drucköl aus der Leitung 20 ungehin- 45 wie schon oben beschrieben, das Rückschlagventil dert in die Leitung 44 übertreten kann. Die beiden 33, so daß wiederum durch dieses und das Ruck-Rückschlagventile 50 und 52 bilden erfindungsgemaß schlagventil 32 Drucköl aus der Leitung 30 in die für den Steuerschieber 40 eine sogenannte Auswahl- Leitung 31 übertreten und von dort in den Zylindtrschaltung, d. h., der Steuerschieber bezieht Drucköl raum lh d-s Stellmotors 1 gelangen kann. Der KoI-cntwedef aus der Druckölleitung 20 über das Rück- 50 ben des Si llmotors fährt wieder unter demb„H schlagventil 50 oder aus der Leitung 30 über das der Feder i0 in die Sichcrheitsstellung. Beim öffnen Rückschlagventil 52, und zwar abhängig vom in der des Rückschlagventils 52 wird automa ,sch das Ruck-Druckölleitung 20 herrschenden Druck. schlagventil 50 durch den in der Leitung 44 auflre-Die Sicherheitsschaltung arbeitet wie folgt: Im tenden Öldruck geschlossen und verhindert damit, Normalbetrieb der Anlage wird der Stellmotor 1 von ,5 daß Drucköl über die Druckleitung 20 vtriorcnclcm Steuerschieber 13 gesteuert. Die Rückschlagven- geht. Der Kolben 34 »t so ^messen dal m ein m tile 32 und 33 sind geschlossen, das erstere unter der Steueröldruck, der sich unter der Wirkung der Ft ,Lr Wirkung der auf dessen Ventilkorper 32 « wirkenden 10 kurz vor dem Anstehen des Kolbens 3 in ZvIm Feder 32 b, das letztere unter dem Druck des Steuer- derraum 2 α noch ergibt, das Rückschlagventil 33 nut Öls, das die rechte Seite des Kolbens 34 beaufschlagt. 60 Sicherheit noch geöffnet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Sicherheitsschaltung in einem hydraulischen oder pneumatischen System mit einem durch Zu- oder Abfuhr eines Mediums bestätigten Arbeitszylinder mit einem doppeltwirkenden Kolben, welcher beim Abfall des Mediumdruckes im Arbeitszylinder unter dem Einfluß einer Energiequelle in eine Sicherheitsstellung läuft, wobei die beiden durch den Kolben getrennten Zylinderräume über ein Absperrorgan miteinander verbunden sind, welches durch ein Sicherheitssignal geöffnet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß dem Absperrorgan (33) sicherheitssignalseitig ein an sich bekannter hydraulischer oder pneumatischer Kraftverstärker (40) zugeordnet ist, weicher über eine an sich bekannte Auswahlschaltung (50, 52, 43) mit der Druckmediumquelle (21) des Systems und mit der Seite (la) des Arbeitszylinders (2), welche der Sicherheitsstellung des Kolbens (3) entspricht, verbunden ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlschaltung zwei Rückschlagventile (50, 52) mit einander entgegengesetzter Ventilwirkung aufweist.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (3) in an sich bekannter Weise mit der Ventilstange (4) eines Ventils (6) verbunden ist.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des auf den mit der Ventilsiange (4) verbundenen Ventilkörpers (5) wirkenden Strömungsmittels die Energiequelle darstellt.

5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle in an sich bekannter Weise eine im Arbeitszylinder (2) angeordnete Feder (10) ist