DE3129110C2

DE3129110C2 -

Info

Publication number: DE3129110C2
Application number: DE19813129110
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim 4330 Muelheim De Leupers
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-07-23
Filing date: 1981-07-23
Publication date: 1990-11-22
Also published as: CH659307A5; DE3129110A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrohydraulischen Stellantrieb für Turbinenventile.The invention relates to an electrohydraulic Actuator for turbine valves.

Aus der DE-PS 11 83 760 ist ein solcher Stellantrieb bekannt, bestehend aus einem Steuerteil, einem Stellmotor und einem Elektromotor zum Antrieb einer Pumpe, die das Druckmittel aus einem Vorratsbehälter in den Stellkreis fördert, bei dem sämtliche Teile als eine Baueinheit auf einer Grundplatte montiert mit der Grundplatte als Deckel auf einem Vorratsbe hälter angeordnet sind, der zwischen der Grundplatte und dem Kopf des Ventils bzw. einer Ventillaterne angeordnet ist. Bei der dort beschriebenen Anordnung wird vorgeschlagen, den Vor ratsbehälter zwischen dem Kopf und der Grundplatte anzuordnen. Der Raum im Bereich der Ventilstange und der Träger des Stell motors bleibt dabei ungenutzt.Such an actuator is known from DE-PS 11 83 760, consisting of a control part, a servomotor and a Electric motor for driving a pump that releases the pressure medium promotes a reservoir in the control circuit in which all parts as a single unit on a base plate assembled with the base plate as a lid on a storage shelf Containers are arranged between the base plate and the Head of the valve or a valve lantern is arranged. At the arrangement described there is proposed the front Arrange the container between the head and the base plate. The space in the area of the valve rod and the support of the Stell motors remains unused.

Aus der DE-AS 10 16 525 ist eine hydraulische Kraftspeicheran lage bekannt, bei der der Vorratsbehälter für Druckfluid die Pumpe sowie ein Steuer- und ein Sicherheitsventil umgibt.From DE-AS 10 16 525 is a hydraulic energy accumulator was known in which the reservoir for pressure fluid Pump and a control and a safety valve surrounds.

Ein elektrohydraulischer Stellantrieb für Tur binenventile ist auch bereits in der älteren Anmeldung nach der DE-OS 30 19 602 beschrieben. Beim Einsatz solcher elek trohydraulischer Stellantriebe für die Betätigung von Turbinenventilen müssen einerseits äußerst hohe Stell kräfte bei geringen Stellzeiten aufgebracht werden, wäh rend andererseits schon die Unterbringung der Turbinen ventile selbst unter beengten Platzverhältnissen Schwie rigkeiten bereitet und von dem Stellantrieb daher mög lichst geringe Baugrößen und möglichst geringe Baugewichte gefordert werden. Um diese Forderungen gleichzeitig rea lisieren zu können, ist bei dem bekannten elektrohydrau lischen Stellantrieb die Verwendung von mindestens einem hydraulischen Druckspeicher und einer Kraftspeicherfeder vorgesehen. Die Stellbewegungen des Turbinenventils er geben sich dann durch das Zusammenwirken von zwei Spei chern, wobei die Kraftspeicherfeder als der erste Spei cher in Schließrichtung wirkt und der hydraulische Druckspeicher als der zweite Speicher über den hydrau lischen Stellzylinder in Öffnungsrichtung wirkt. Der Elek tromotor und die Hydropumpe können dann so klein bemes sen werden, daß der Förderstrom der Hydropumpe nur noch zur Deckung von Leckverlusten und zum langsamen Auffüllen des Druckspeichers ausgelegt sein muß. Dadurch ergibt sich eine äußerst kompakte Bauweise des am Ventilgehäuse angeordneten kompakten Antriebsblockes.An electrohydraulic actuator for doors Binenventile is already in the older registration DE-OS 30 19 602 described. When using such elec trohydraulic actuators for the actuation of On the one hand, turbine valves must have extremely high positions forces are applied with short positioning times, wäh On the other hand, the placement of the turbines valves even in confined spaces prepared and therefore possible by the actuator as small as possible and as light as possible be required. To rea these demands at the same time To be able to lize is in the known electrohydraulic actuator using at least one hydraulic pressure accumulator and an energy storage spring intended. The actuator movements of the turbine valve then give themselves through the interaction of two spokes chern, the energy storage spring as the first Spei cher acts in the closing direction and the hydraulic Pressure accumulator than the second accumulator over the hydrau The actuating cylinder acts in the opening direction. The elec The motor and the hydraulic pump can then be so small sen that the flow of the hydraulic pump only to cover leakage losses and to fill up slowly of the pressure accumulator must be designed. This results in an extremely compact design of the on the valve housing arranged compact drive block.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrohydraulischen Stellantrieb so zu verbessern, daß der am Ventilgehäuse angeordnete Antriebsblock noch kom pakter ausgebildet werden kann.The invention has for its object a to improve electrohydraulic actuator so that the drive block arranged on the valve housing is still com pact can be trained.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of claim 1 solved.

Die Baugröße des gesamten Antriebsblockes kann also da durch noch weiter verringert werden, daß der Mantel des Vorratsbehälters die Betätigungsstange des hydraulischen Stellzylinders, die Kraftspeicherfeder und die Träger um schließt. Der Platzbedarf von Betätigungsstange, Kraft speicherfeder und Trägern entspricht damit nur noch dem Volumen der verdrängten Hydraulikflüssigkeit. Durch die Unterbringung dieser Bauteile im Innern des Vorratsbe hälters wird also der Raum zwischen Trägern, Betätigungs stange und Kraftspeicherfeder, der für die Unterbringung anderer Bauteile nicht geeignet ist, für die Unterbringung der Hydraulikflüssigkeit optimal ausgenutzt. Ein weiterer Vorteil einer derartigen Anordnung ist, daß bei Verwen dung einer aus Tellerfedern bestehenden Federsäule als Kraftspeicherfeder durch die Hydraulikflüssigkeit eine Schmierung und somit eine Verringerung der Reibung be wirkt wird.The size of the entire drive block can be there be further reduced by that the mantle of the Reservoir the operating rod of the hydraulic Actuating cylinder, the energy storage spring and the carrier around closes. The space required by the operating rod, force the spring and carriers only correspond to that Volume of hydraulic fluid displaced. Through the Housing these components inside the storage area So the space between carriers, actuation becomes halder rod and energy storage spring, for housing other components is not suitable for housing optimal use of the hydraulic fluid. Another The advantage of such an arrangement is that when used a spring column consisting of disc springs as Energy storage spring through the hydraulic fluid Lubrication and thus a reduction in friction will work.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are in the claims 2 to 4 specified.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wir kungsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert. Dabei ist in der Zeichnung ein Längsschnitt durch einen auf einem Turbinenventil angeordneten elek trohydraulischen Stellantrieb dargestellt.Based on a schematic drawing, structure and we example of an embodiment of the invention closer explained. There is a longitudinal section in the drawing by an elec arranged on a turbine valve trohydraulic actuator shown.

Der als kompakter Antriebsblock ausgebildete elektrohy draulische Stellantrieb ist mit einer Grundplatte 1 über eine Ventillaterne 2 am Ventildeckel 3 eines Turbinenven tils 4 befestigt. Als Tragkonstruktion des gesamten An triebsblocks dienen zwei quaderförmige und parallel zu einander ausgerichtete Tragplatten (Träger) 5, die mit ihren einen Stirnflächen starr mit der Grundplatte 1 und mit ihren anderen Stirnflächen über eine Zwischenplatte 6 starr mit einem hydraulischen Stellzylinder 7 verbunden sind. Zwi schen den beiden Tragplatten 5 ist eine Betätigungsstange 8 angeordnet, welche den Stellkolben 9 des hydraulischen Stellzylinders 7 mit einer Ventilspindel 10 verbindet, die an ihrem Ende den Ventilkegel 11 des Turbinenventils 4 trägt. Von den beiden Tragplatten 5 ist in der Zeichnung nur diejenige zu erkennen, die hinter der Bildebene bzw. hinter der Betätigungsstange 8 angeordnet ist. Die andere nicht dargestellte Tragplatte 5 ist mit gleichem Abstand vor der Bildebene bzw. vor der Betätigungsstange 8 ange ordnet. Der Raum zwischen den beiden Tragplatten 5 ist auch für die Unterbringung einer Kraftspeicherfeder 12 vorgesehen. Diese Kraftspeicherfeder 12 ist auf der Be tätigungsstange 8 zwischen einem auf der Betätigungsstan ge 8 befestigten Teller 13 und dem hydraulischen Stellzy linder 7 derart angeordnet, daß sie bei einer Öffnung des Turbinenventils 4 durch einen entsprechenden Hub des Stell kolbens 9 gespannt wird und nach einer Entlastung des Stellkolbens 9 das Turbinenventil 4 rasch zu schließen vermag.The trained as a compact drive block electrohydraulic actuator is attached to a base plate 1 via a valve lantern 2 on the valve cover 3 of a Turbinenven valve 4 . As a supporting structure of the entire drive block to serve two rectangular and parallel to each other aligned support plates (carrier) 5 , which are rigidly connected with their one end faces to the base plate 1 and with their other end faces via an intermediate plate 6 with a hydraulic actuating cylinder 7 . Between the two support plates 5 , an actuating rod 8 is arranged, which connects the actuating piston 9 of the hydraulic actuating cylinder 7 with a valve spindle 10 , which carries the valve cone 11 of the turbine valve 4 at its end. Of the two support plates 5 , only the one can be seen in the drawing which is arranged behind the image plane or behind the actuating rod 8 . The other support plate 5 , not shown, is arranged at the same distance in front of the image plane or in front of the actuating rod 8 . The space between the two support plates 5 is also provided for the accommodation of an energy storage spring 12 . This force accumulator spring 12 is on the loading tätigungsstange 8 mounted between a ge on the operation Stan 8 plates 13 and the hydraulic Stellzy relieving 7 is arranged such that it is tensioned in an opening of the turbine valve 4 by a corresponding stroke of the actuator piston 9 and by a relief of the control piston 9 is able to quickly close the turbine valve 4 .

Ein insgesamt mit 14 bezeichneter Vorratsbehälter für die Hydraulikflüssigkeit ist durch die Grundplatte 1, die Zwischenplatte 6 und einen Mantel 15 gebildet, wobei die Betätigungsstange 8 flüssigkeitsdicht durch die Grund platte 1 hindurchgeführt ist. Der Mantel 15 des Vorrats behälters 14 umschließt dabei die Betätigungsstange 8, die Kraftspeicherfeder 12 und die beiden Tragplatten 5, so daß der Raum zwischen diesen Bauteilen voll für die Unterbringung der Hydraulikflüssigkeit genutzt werden kann. A generally designated 14 reservoir for the hydraulic fluid is formed by the base plate 1 , the intermediate plate 6 and a jacket 15 , the actuating rod 8 being passed liquid-tight through the base plate 1 . The jacket 15 of the reservoir 14 encloses the actuating rod 8 , the energy storage spring 12 and the two support plates 5 , so that the space between these components can be fully used for the accommodation of the hydraulic fluid.

Aus dem Vorratsbehälter 14 för dert eine von einem Elektromotor angetriebene Hydropumpe die Hydraulikflüssigkeit in den Stellkreis. Die Hydropumpe fördert die Hydraulikflüssigkeit dabei aber nicht unmit telbar in den Stellkreis, sondern mittelbar über einen hydraulischen Druckspeicher 16, wobei der Förderstrom der Hydropumpe nur zur Deckung von Leckverlusten und zum lang samen Auffüllen des hydraulischen Druckspeichers 16 aus gelegt ist. Der als Gasspeicher ausgebildete hydraulische Druckspeicher 16 ist seitlich neben dem Vorratsbehälter 14 innerhalb einer Verkleidung 17 angeordnet, wobei le diglich der Gasanschluß und die Membran von außen zugäng lich sind. Die Verkleidung 17 hat dabei die Aufgabe, bei eventuellen Leckagen im Bereich des druckseitigen An schlusses des hydraulischen Druckspeichers 16 einen un kontrollierten Austritt von Hydraulikflüssigkeit zu ver hindern.From the reservoir 14 för changes a hydraulic pump driven by an electric motor, the hydraulic fluid in the control circuit. The hydraulic pump promotes the hydraulic fluid but not immediately in the control circuit, but indirectly via a hydraulic pressure accumulator 16 , the flow rate of the hydraulic pump being designed only to cover leakage losses and for slow filling of the hydraulic pressure accumulator 16 . The designed as a gas accumulator hydraulic pressure accumulator 16 is arranged laterally next to the reservoir 14 within a panel 17 , wherein the diglich the gas connection and the membrane are accessible from the outside. The panel 17 has the task of preventing uncontrolled leakage of hydraulic fluid in the event of any leakage in the region of the pressure-side connection of the hydraulic pressure accumulator 16 .

Die beiden Tragplatten 5 haben außer der Aufgabe als Tragkonstruktion des gesamten Antriebsblockes zusätzlich auch noch die Aufgabe, einzelne Bauteile des elektrohy draulischen Stellantriebes hydraulisch miteinander zu verbinden, so daß Verbindungsleitungen ganz oder zumin dest weitgehend entfallen können. Diese hydraulische Ver bindung erfolgt durch in die Tragplatten eingebrachte Ka näle, wobei in der Zeichnung Kanäle 18 und 19 der hinter der Bildebene angeordneten Tragplatte 5 zu erkennen sind. Weitere Verbindungskanäle 20 und 21 sind in das Zylin dergehäuses des hydraulischen Stellzylinders 7 eingebracht und verbinden einen ersten Modul 22 eines elektro-hydrau lischen Umformers mit dem Kanal 18 bzw. mit dem unterhalb des Stellkolbens 8 liegenden Raum des hydraulischen Stell zylinders 7. Dabei ist mit dem Kanal 18 auch der druck seitige Anschluß des flüssigkeitsdicht an die Tragplatte 5 angeflanschten hydraulischen Druckspeichers 16 ver bunden. Ein zweiter an dem hydraulischen Stellzylinder 7 angebrachter Modul 23 des in der Zeichnung im übrigen nicht näher dargestellten elektro-hydraulischen Umfor mers ist über eine kurze Abflußleitung 24 mit dem Innern des Vorratsbehälters 14 verbunden, so daß bei einem Schließen des Turbinenventils 4 die Hydraulikflüssigkeit aus dem Raum unterhalb des Stellkolbens 9 in nicht näher dargestellter Weise rasch abgeführt werden kann.In addition to the task of supporting the entire drive block, the two support plates 5 also have the task of hydraulically connecting individual components of the electrohydraulic actuator so that connecting lines can be largely or at least largely dispensed with. This hydraulic connection is made by channels introduced into the support plates, channels 18 and 19 of the support plate 5 arranged behind the image plane being shown in the drawing. Further connecting channels 20 and 21 are introduced into the cylinder housing of the hydraulic actuating cylinder 7 and connect a first module 22 of an electro-hydraulic converter with the channel 18 or with the space of the hydraulic actuating cylinder 7 below the actuating piston 8 . The channel 18 is also the pressure-side connection of the liquid-tight to the support plate 5 flanged hydraulic pressure accumulator 16 a related party. A second to the hydraulic actuating cylinder 7 attached module 23 of the electro-hydraulic Umfor not shown in the rest of the drawing is connected via a short drain line 24 to the inside of the reservoir 14 , so that when the turbine valve 4 closes the hydraulic fluid from the Space below the control piston 9 can be quickly removed in a manner not shown.

Die Hydropumpe und der zum Antrieb der Hydropumpe be stimmte Elektromotor sind in der Zeichnung nicht näher dargestellt. Die Hydropumpe kann ebenfalls innerhalb der Verkleidung 17 angeordnet und druckseitig an einen entsprechenden Kanal einer Tragplatte 5 angeschlossen sein. Es ist aber auch möglich, die Hydropumpe innerhalb des Vorratsbehälters 14 anzuordnen. Auch der Druckspeicher 16 kann innerhalb des Vorratsbehälters 14 angeordnet werden, wobei bei einer derartigen Anordnung die Verklei dung 17 entfallen könnte.The hydraulic pump and the electric motor for driving the hydraulic pump are not shown in the drawing. The hydraulic pump can also be arranged within the casing 17 and connected on the pressure side to a corresponding channel of a support plate 5 . However, it is also possible to arrange the hydraulic pump within the storage container 14 . The pressure accumulator 16 can be arranged inside the storage container 14 , with such an arrangement the cladding 17 could be omitted.

Claims

1. Electro-hydraulic actuator for turbine valves ( 4 ), in particular for control, quick-closing and diverter valves of steam turbines, consisting of an electro-hydraulic converter, a hydraulic actuating cylinder ( 7 ), a force-storing spring ( 12 ) acting in the closing direction of the turbine valve ( 4 ) ) and an electric motor for driving a hydraulic pump, which is connected on the pressure side to at least one hydraulic pressure accumulator ( 16 ) and conveys the hydraulic fluid from a reservoir ( 14 ) into the control circuit, the hydraulic control cylinder ( 7 ) over at least two carriers ( 5 ) is supported on the valve housing and all components are integrated into a compact drive block attached to the valve housing, such that the jacket ( 15 ) of the reservoir ( 14 ), the actuating rod ( 8 ) and the carrier of the hydraulic actuating cylinder ( 7 ) and the force encloses the spring ( 12 ).

2. Electro-hydraulic actuator according to claim 1, characterized in that the turbine valve ( 4 ) facing the wall of the reservoir ( 15 ) is at least partially formed by a rigidly connected to the carriers ( 5 ) base plate ( 1 ).

3. Electro-hydraulic actuator according to claim 1 or 2, characterized in that the hydrau lic pressure accumulator ( 16 ) is arranged laterally next to the reservoir ( 14 ).

4. Electro-hydraulic actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic pump is arranged inside the storage container ( 14 ).