EP0353586B1 - Einrichtung zur Betätigung einer Schnellschlussklappe - Google Patents

Einrichtung zur Betätigung einer Schnellschlussklappe Download PDF

Info

Publication number
EP0353586B1
EP0353586B1 EP89113594A EP89113594A EP0353586B1 EP 0353586 B1 EP0353586 B1 EP 0353586B1 EP 89113594 A EP89113594 A EP 89113594A EP 89113594 A EP89113594 A EP 89113594A EP 0353586 B1 EP0353586 B1 EP 0353586B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
quick
closing
flap
hydraulic
torque shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP89113594A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0353586A2 (de
EP0353586A3 (en
Inventor
Wolfgang Kindermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to AT89113594T priority Critical patent/ATE68856T1/de
Publication of EP0353586A2 publication Critical patent/EP0353586A2/de
Publication of EP0353586A3 publication Critical patent/EP0353586A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0353586B1 publication Critical patent/EP0353586B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/02—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
    • F15B15/06—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
    • F15B15/065—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement the motor being of the rack-and-pinion type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/20—Devices dealing with sensing elements or final actuators or transmitting means between them, e.g. power-assisted
    • F01D17/22—Devices dealing with sensing elements or final actuators or transmitting means between them, e.g. power-assisted the operation or power assistance being predominantly non-mechanical
    • F01D17/26—Devices dealing with sensing elements or final actuators or transmitting means between them, e.g. power-assisted the operation or power assistance being predominantly non-mechanical fluid, e.g. hydraulic

Definitions

  • the present invention relates to a device for actuating a quick-closing flap according to the preamble of claim 1.
  • a quick-closing flap In a steam feed line to a working machine, in particular a steam turbine, quick-closing fittings are generally arranged which are intended to interrupt the steam flow in the shortest possible time in the event of a fault. Operating times for such quick-closing valves are in the order of 100 milliseconds in the closing direction, while in the opening direction, for example, about 10 seconds of operating time are required.
  • a quick-closing fitting can be designed as a cone seat valve or as a flap mounted approximately in the middle.
  • FR-A-2373742 shows a device for actuating a quick-closing flap in a line, the quick-closing flap being arranged in the line on a rotary shaft, the rotary shaft having an angle of rotation of approximately 90 ° and following the line at two ends through the wall is guided on the outside, with racks engaging in the toothings of the rotary shaft at both ends, so that the flap can be rotated by moving the racks.
  • Counteracting hydraulic means and springs are provided on the racks so that the racks are displaced by the hydraulic means against the spring forces. Both racks act in the same direction to actuate the flap.
  • the object of the present invention is to provide a device for actuating a quick-closing flap which enables the 'short closing times required with minimal wear and high operational reliability.
  • Racks are preferably used in cooperation with a pinion attached to the end of the rotary shaft.
  • a pinion attached to the end of the rotary shaft.
  • the toothed racks can be approximately cylindrical in cross-section and can be guided in bushings that are open toward the pinion. It can be particularly advantageous if there is only a force contact between the toothed racks and the springs or hydraulic cylinders moving them, but not a fixed connection. In this way, the central guidance of springs or hydraulic cylinders remains unaffected by any possible wear of the racks in the bushings.
  • the forces required to open a quick-closing flap at which a large differential pressure is present can be considerably reduced by an additional device, which results in a significant reduction in the hydraulic parts of the opening mechanism.
  • an additional device is suitable if a control valve is also arranged behind a quick-closing flap, which is the case with Steam turbines in general are the case.
  • the downstream control valve is normally also closed.
  • this control valve has a leakage flow, so that a large differential pressure is present at the quick-closing flap.
  • This differential pressure can be compensated by a bypass line that bridges the quick-closing flap.
  • the bypass line must have at least one shut-off device so that it can also be shut off in the event of a short-circuit.
  • at least two shut-off devices are usually arranged one behind the other.
  • a further embodiment of the invention relates to the damped entry of the flap plate into the closed end position.
  • the existing two separate means for opening or closing the quick-closing flap make it possible to use the hydraulic means initially available for opening also to effect a damped entry of the flap plate into the closed end position.
  • the closing process is initially triggered by opening an outlet for the hydraulic fluid present in the hydraulic cylinders via valves. In the first phase of the closing process, it is desirable that the hydraulic fluid can emerge from the hydraulic cylinders as quickly as possible. To reduce the closing speed shortly before the closing end position, however, a counter torque can be brought about in the drive by reducing the hydraulic fluid flow ejected from the hydraulic cylinders.
  • an outflow throttle is preferably kept at a constant or angle-dependent differential pressure by connecting at least one hydraulic pressure compensator.
  • the interaction of one or two pressure compensators with an outflow throttle can achieve a load-independent damping of the quick-closing flap.
  • the spring preloads of the pressure compensators can be changed depending on the angle of rotation, for example, via a cam disk attached to the rotary shaft of the drive.
  • the intercepting throttle can also be adjusted depending on the angle of rotation, the pressure compensators being set to a predetermined differential pressure at the throttle. In this way, a closing speed curve is brought about which continuously changes from the maximum closing speed to a lower impact speed which is still permissible for the elastic seal of the quick-closing flap, regardless of the closing moment of the flap.
  • a bypass line 4 bypasses the quick-closing cap 1 and connects the line section 3a to the section 3b.
  • the bypass line 4 is provided with two shut-off valves 5a, 5b for redundancy reasons, which can be closed simultaneously with the quick-closing flap 1.
  • the bypass line 4 and its shut-off elements 5a, 5b are dimensioned for a steam flow which is at least somewhat larger than the leakage flow of the closed control valve 2.
  • Quick-closing flap 1 and the shut-off valves 5a, 5b are spring-loaded in a safety-related manner so that they close automatically when there are malfunctions in the electronics or hydraulics.
  • the quick-closing flap 1 has a rotary shaft 11 which is guided outwards through the steam line on at least one side and is provided with a pinion 12 at its end. With the pinion 12 are two pairs of racks 13, 14 in engagement.
  • a pair of racks 13 can be actuated by hydraulic opening pistons 6, which slide in hydraulic cylinders 8, and serves to open the quick-closing flap 11.
  • Another pair of racks 14, which is completely independent of the first one is connected to closing springs 7 and acts in the closing direction the quick-closing flap 1.
  • the associated hydraulic system consists of a container 18 with hydraulic fluid, a pump 19 which, if necessary, delivers hydraulic fluid to a reservoir 20 or a hydraulic fluid feed line 21 into the hydraulic cylinders 8 via non-described check valves.
  • the quick-closing flap 1 can be opened and remains open until the hydraulic fluid in the hydraulic cylinders 8 opens a drainage path becomes what leads to the triggering of the quick close.
  • Such a drainage path is provided by the drain lines 22, 25, 28 when the safety-related drain valves 24a, 24b are opened by their controller 23a, 23b.
  • valves 34a, 34b Simultaneously with the valves 24a, 24b, the valves 34a, 34b also open, which close the shut-off valves 5a, 5b in the bypass line 4.
  • a quick close should shut off the steam line 3a, 3b, 3c within about 100 milliseconds.
  • the high speed of the quick-closing flap required for this makes it necessary that the hydraulic fluid in the hydraulic cylinders 8 can initially flow out very quickly.
  • the hydraulic fluid flow ejected from the hydraulic cylinders 8 is reduced towards the end of the closing process.
  • a minimum current can always flow through a throttle point 30 to the discharge line 28, but initially existing partial flows are changed by an intercepting throttle 27 and a throttle point 29 as well as by pressure compensators 26a, 26b and the associated adjustable throttle points depending on the position of the rotary shaft 11.
  • cam disks (not shown) can be fastened on the rotary shaft 11, which change the spring preloads of the intercepting throttle 27 or pressure compensators 26a, 26b depending on the angle of rotation by means of mechanical tappets.
  • an adjustable intercepting throttle 27 which would be greatly reduced in cross section, for example, from an angle of rotation of 79 °, ie 11 ° before the closing end position, would be sufficient to dampen the flap plate.
  • the outflow throttle 27 is preceded by a hydraulic pressure compensator 26a, which Differential pressure above the discharge throttle 27 maintains a constant or predeterminable value depending on the angle of rotation.
  • a hydraulic pressure compensator 26a which Differential pressure above the discharge throttle 27 maintains a constant or predeterminable value depending on the angle of rotation.
  • the working areas in hydraulic pressure compensators are limited are preferably two such devices 26a, 26b connected in parallel.
  • the two pressure compensators can be adjusted from a rotation angle of 80 ° or 85 ° with a different spring preload by means of a cam disc in order to achieve a desired damping characteristic regardless of the form.
  • shut-off valves 5a, 5b with their spring-loaded drives 32a, 32b generally do not require a separate damping device, so that they close immediately when the valves 34a, 34b are opened. If the quick-closing flap 1 is to be opened again, the switch 35 is closed and the pump 19 begins to deliver hydraulic fluid. As a result, the valves 24a, 24b, 34a, 34b are closed and, via the valve control 31, the shut-off valve drives 32a, 32b are initially acted upon with pressurized fluid, so that the valves 5a, 5b open.
  • a pinion 12 is arranged, with which the rack pairs 13, 14 are in engagement.
  • the racks 13, 14 are each guided in guide bushes 15, which are open laterally only in the area of the pinion 12.
  • the guide bushes 15 are incorporated in a housing block 16.
  • Above the housing block 16 is a control room 17, in which the hydraulic controls and the other elements of the hydraulic circuit are arranged.
  • the rotary shaft 11 protrudes into this control chamber 17 and can optionally carry cam disks there, which are in engagement with individual elements of the hydraulic Circuit if they are to be changed depending on the angle of rotation.
  • the present invention is suitable as a drive for quick-closing flaps in steam lines of steam turbine systems, in particular also for high pressures and large nominal widths of the steam lines.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Betätigung einer Schnellschlußklappe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. In einer Dampfzuleitung zu einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer Dampfturbine, sind im allgemeinen Schnellschlußarmaturen angeordnet, die im Falle einer Störung in kürzester Zeit die Dampfströmung unterbrechen sollen. Stellzeiten für solche Schnellschlußarmaturen liegen in Schließrichtung in der Größenordnung von 100 Millisekunden, während in Öffnungsrichtung beispielsweise etwa 10 Sekunden Stellzeit gefordert werden. Eine Schnellschlußarmatur kann als Kegelsitzventil oder als etwa mittig gelagerte Klappe ausgeführt sein.
  • In einem Prospekt "Klinger-Information" mit der Nr. AIC-10.84-2 B-Nr. 168, der Rich. Klinger GmbH, D-6270 Idstein/Taunus, wird eine Hochleistungsklappe beschrieben, deren prinzipieller Aufbau sich auch für die Verwendung als Schnellschlußklappe eignet. Diese Klappe ist doppelexzentrisch gelagert, was zur Folge hat, daß sich in geschlossener Stellung durch den anstehenden Differenzdruck ein großes Drehmoment in Schließrichtung ergibt, welches beim Öffnen überwunden werden muß. Andererseits ist zum Schließen kein großes Stellmoment erforderlich, da im Falle des Vorhandenseins einer Dampfströmung in der Dampfleitung das Schließmoment von dieser verstärkt wird.
  • In der FR-A-2373742 ist eine Einrichtung zur Betätigung einer Schnellschlußklappe in einer Leitung gezeigt, wobei die Schnellschlußklappe in der Leitung auf einer Drehwelle angeordnet ist, die Drehwelle einen Drehwinkel von etwa 90° hat und an zwei Enden durch die Wand der Leitung nach außen geführt ist, wobei an beiden Enden Zahnstangen in Verzahnungen der Drehwelle eingreifen, so daß die Klappe durch Verschieben der Zahnstangen gedreht werden kann. An den Zahnstangen sind einander entgegenwirkende hydraulische Mittel und Federn vorgesehen, so daß die Verschiebung der Zahnstangen durch die hydraulischen Mittel gegen die Federkräfte erfolgt. Zur Betätigung der Klappe wirken beide Zahnstangen gleichsinnig.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zur Betätigung einer Schnellschlußklappe, welche die ' geforderten kurzen Schließzeiten bei minimalem Verschleiß und hoher Betriebssicherheit ermöglicht.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine gattungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Wesentlich hierbei ist, daß zwei getrennte mechanische Mittel für die beiden Bewegungsrichtungen der Schnellschlußklappe vorgesehen sind, welche immer beide gleichzeitig in Eingriff sind. Wie bei sicherheitstechnisch relevanten Armaturen üblich, werden dabei federbelastete mechanische Mittel in Schließrichtung verwendet und hydraulische für die Bewegung in Öffnungsrichtung. Dadurch, daß beide Mittel in entgegengesetzten Richtungen gleichzeitig in Eingriff sind, wird jedes Spiel in der Mechanik vermieden, wodurch selbst bei einer Momentenumkehr und hohen Betätigungsgeschwindigkeiten im Falle des Schließens kein großer Verschleiß auftreten kann.
  • Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Bevorzugt werden Zahnstangen im Zusammenwirken mit einem auf dem Ende der Drehwelle befestigten Ritzel verwendet. Dabei ist es aus Gründen der symmetrischen Belastung des Ritzels besonders günstig, Paare von auf gegenüberliegenden Seiten des Ritzels angreifenden Zahnstangen für jede der beiden mechanischen Bewegungsrichtungen zu verwenden.
  • Dabei können die Zahnstangen bis auf den gezähnten Bereich im Querschnitt etwa zylindrisch geformt sein und in zum Ritzel hin offenen Buchsen geführt werden. Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, wenn zwischen den Zahnstangen und den diese bewegenden Federn bzw. Hydraulikzylindern nur ein Kraftkontakt besteht, nicht aber eine feste Verbindung. Auf diese Weise bleibt die Mittenführung von Federn bzw. Hydraulikzylinder unbeeinflußt von einem eventuellen Führungsverschleiß der Zahnstangen in den Buchsen.
  • Weitere erfindungsgemäße Einzelheiten der mechanischen Teile der Einrichtung werden anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Gemäß dem Anspruch 6 können die Kräfte, die zum Öffnen einer Schnellschlußklappe, an der ein großer Differenzdruck ansteht, notwendig sind, durch eine Zusatzeinrichtung erheblich verringert werden, was eine deutliche Verkleinerung der hydraulischen Teile der Öffnungsmechanik zur Folge hat. Eine solche Zusatzeinrichtung eignet sich dann, wenn hinter einer Schnellschlußklappe noch ein Steuerventil angeordnet ist, was bei Dampfturbinen im allgemeinen der Fall ist. Bei geschlossener Schnellschlußklappe wird normalerweise auch das nachgeordnete Steuerventil geschlossen. Dieses Steuerventil hat jedoch einen Leckagedurchfluß, so daß an der Schnellschlußklappe ein großer Differenzdruck ansteht. Durch eine Umgehungsleitung, welche die Schnellschlußklappe überbrückt, kann dieser Differenzdruck ausgeglichen werden. Die Umgehungsleitung muß dabei mindestens ein Absperrorgan aufweisen, damit diese im Schnellschlußfalle ebenfalls abgesperrt werden kann. Aus Sicherheits- bzw. Redundanzgründen werden meist mindestens zwei Absperrorgane hintereinander angeordnet. Durch Öffnen der Absperrorgane in der Umgehungsleitung vor dem Öffnen der Schnellschlußklappe kann ein Druckausgleich vor und hinter der Schnellschlußklappe hergestellt werden. Dadurch läßt sich diese mit wesentlich geringeren Momenten öffnen. Hierzu sollten die Umgehungsleitung und deren Absperrorgane mindestens für einen Dampfdurchfluß ausgelegt sein, der etwas größer als der Leckagedurchfluß des nachgeschalteten Stellventils in geschlossenem Zustand ist.
  • Um einen Verschleiß der Schnellschlußklappe selbst und von deren Dichtung zu vermindern, betrifft eine weitere Ausgestaltung der Erfindung den gedämpften Einlauf des Klappentellers in die Schließendstellung. Durch die vorhandenen zwei getrennten Mittel zum Öffnen bzw. Schließen der Schnellschlußklappe bietet sich die Möglichkeit, die zunächst zum Öffnen vorhandenen hydraulischen Mittel auch dazu einzusetzen, einen gedämpften Einlauf des Klappentellers in die Schließendstellung zu bewirken. Der Schließvorgang wird zunächst dadurch ausgelöst, daß für das in den Hydraulikzylindern vorhandene Hydraulikfluid über Ventile ein Auslaß geöffnet wird. In der ersten Phase des Schließvorganges ist es dabei erwünscht, daß das Hydraulikfluid möglichst schnell aus den Hydraulikzylindern austreten kann. Zur Reduzierung der Schließgeschwindigkeit kurz vor der Schließendstellung kann jedoch im Antrieb ein Gegenmoment dadurch bewirkt werden, daß der aus den Hydraulikzylindern ausgeschobene Hydraulikfluidstrom verringert wird. Diese Verringerung kann vorzugsweise drehwinkelabhängig erfolgen ab einem bestimmten, einstellbaren Drehwinkel der Drehwelle, beispielsweise 79°. Ein Teil des drehwinkelabhängigen Schließmomentes, dem das Dämpfungsmoment entgegenwirken muß, ist das vom Differenzdruck an der Klappe abhängige Strömungsmoment. Je nach Lastzustand der Gesamtanlage, bei dem der Schnellschluß der Klappe erfolgt, ist daher das Schließmoment und damit der Öldruck im Hydraulikzylinder während des Dämpfungsvorganges ein anderer. Deshalb wird in der erfindungsgemäßen Ausführung der Dämpfungseinrichtung vorzugsweise eine Abströmdrossel durch das Vorschalten mindestens einer hydraulischen Druckwaage auf konstantem bzw. drehwinkelabhängigem Differenzdruck gehalten. Wie anhand der Zeichnung näher erläutert wird, kann durch das Zusammenwirken von einer oder zwei Druckwaagen mit einer Abströmdrossel eine belastungsunabhängige Dämpfung der Schnellschlußklappe erreicht werden. Dabei können zur Erzielung einer ganz bestimmten Dämpfungscharakteristik die Federvorspannungen der Druckwaagen beispielsweise über eine auf der Drehwelle des Antriebes befestigte Nockenscheibe drehwinkelabhängig verändert werden. Alternativ kann auch die Abfangdrossel drehwinkelabhängig verstellt werden, wobei die Druckwaagen auf einen fest vorgegebenen Differenzdruck an der Drossel eingestellt werden. So wird ein Schließgeschwindigkeitsverlauf herbeigeführt, der von der maximalen Schließgeschwindigkeit stetig übergeht in eine geringere, für die elastische Dichtung der Schnellschlußklappe noch zulässige Auftreffgeschwindigkeit, und zwar unabhängig vom Schließmoment der Klappe.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen
    • Fig. 1 eine schematisierte Gesamtanordnung von Schnellschlußklappe und zugehöriger hydraulischer Steuerung und
    • Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Schnellschlußklappen-Schaltantrieb.
  • Fig. 1 zeigt eine aus drei Abschnitten 3a, 3b, 3c bestehende Dampfleitung, deren Abschnitte durch eine Schnellschlußklappe 1 und ein nachgeschaltetes Stellventil 2 voneinander getrennt werden können. Eine Umgehungsleitung 4 umgeht die Schnellschlußkappe 1 und verbindet den Leitungsabschnitt 3a mit dem Abschnitt 3b. Die Umgehungsleitung 4 ist aus Redundanzgründen mit zwei Absperrventilen 5a, 5b versehen, welche gleichzeitig mit der Schnellschlußklappe 1 geschlossen werden können. Die Umgehungsleitung 4 und deren Absperrorgane 5a, 5b sind für einen Dampfdurchfluß dimensioniert, der mindestens etwas größer als der Leckagedurchfluß des geschlossenen Stellventils 2 ist. Schnellschlußklappe 1 und die Absperrventile 5a, 5b sind sicherheitsgerichtet federbelastet, so daß sie sich automatisch schließen, wenn es zu Störungen in der Elektronik oder Hydraulik kommt. Die Schnellschlußklappe 1 weist eine Drehwelle 11 auf, welche mindestens an einer Seite durch die Dampfleitung nach außen geführt und mit einem Ritzel 12 an ihrem Ende versehen ist. Mit dem Ritzel 12 stehen zwei Paare von Zahnstangen 13, 14 in Eingriff. Ein Zahnstangenpaar 13 kann dabei von Hydraulik-Öffnungskolben 6, die in Hydraulikzylindern 8 gleiten, betätigt werden und dient zum Öffnen der Schnellschlußklappe 11. Ein weiteres Zahnstangenpaar 14, welches völlig unabhängig von dem ersten ist, steht mit Schließfedern 7 in Verbindung und wirkt in Schließrichtung der Schnellschlußklappe 1. Zwischen den Zahnstangenpaaren 13, 14 und den Hydrauliköffnungskolben 6 bzw. den Schließfedern 7 besteht nur ein Kraftkontakt, so daß die Mittenführung der Hydraulik-Öffnungs kolben 6 bzw. Schließfedern 7 nicht durch einen etwaigen Verschleiß in der Führung der Zahnstangen 13, 14 beeinträchtigt wird.
  • Die bisher beschriebenen Teile sind in der Fig. 1 nur schematisch dargestellt, da diese Figur der Veranschaulichung des zugehörigen hydraulischen Schaltschemas dient. Das zugehörige Hydrauliksystem besteht aus einem Behälter 18 mit Hydraulikflüssigkeit, einer Pumpe 19, welche bei Bedarf über nicht näher beschriebene Rückschlagventile Hydraulikfluid in einen Speicher 20 bzw. über eine Hydraulikfluid-Zuleitung 21 in die Hydraulikzylinder 8 fördert. Auf diese Weise kann die Schnellschlußklappe 1 geöffnet werden und bleibt solange offen, bis dem Hydraulikfluid in den Hydraulikzylindern 8 ein Abflußweg geöffnet wird, was zur Auslösung des Schnellschlusses führt. Ein solcher Abflußweg ist durch die Ablaufleitungen 22, 25, 28 gegeben, wenn die sicherheitsgerichteten Ablaßventile 24a, 24b durch ihre Steuerung 23a, 23b geöffnet werden. Diese Ventile und Steuerungen sind aus Redundanzgründen doppelt vorhanden. Gleichzeitig mit den Ventilen 24a, 24b öffnen auch die Ventile 34a, 34b, welche die Absperrventile 5a, 5b in der Umgehungsleitung 4 schließen. Ein Schnellschluß soll die Dampfleitung 3a, 3b, 3c innerhalb von etwa 100 Millisekunden absperren. Die hierzu notwendige große Geschwindigkeit der Schnellschlußklappe macht es erforderlich, daß das Hydraulikfluid in den Hydraulikzylindern 8 zunächst sehr schnell ausströmen kann. Um jedoch zu vermeiden, daß der Klappenteller der Schnellschlußklappe 1 mit großer Geschwindigkeit in die Schließendstellung fährt und dabei Verschleiß oder ein Schaden entsteht, wird gegen Ende des Schließvorganges der aus den Hydraulikzylindern 8 ausgeschobene Hydraulikfluidstrom verringert. Ein Mindeststrom kann zwar immer durch eine Drosselstelle 30 zur Ablaufleitung 28 fließen, jedoch werden anfangs vorhandene Teilströme durch eine Abfangdrossel 27 und eine Drosselstelle 29 sowie durch Druckwaagen 26a, 26b und damit verbundene regelbare Drosselstellen in Abhängigkeit von der Stellung der Drehwelle 11 verändert. Hierzu können nicht dargestellte Nockenscheiben auf der Drehwelle 11 befestigt werden, welche über mechanische Stößel die Federvorspannungen von Abfangdrossel 27 bzw. Druckwaagen 26a, 26b drehwinkelabhängig verändern. Bei konstanten Bedinungen würde eine verstellbare Abfangdrossel 27, welche beispielsweise ab einem Drehwinkel von 79°, d.h. 11° vor der Schließendstellung, im Querschnitt stark verkleinert würde, zur Dämpfung des Klappentellers ausreichen. Da jedoch je nach der Dampfströmung in der Dampfleitung 3a, 3b, 3c ganz unterschiedliche Schließkräfte auf den Klappenteller wirken können, was unterschiedliche Öldrücke im Hydraulikzylinder während des Dämpfungsvorganges bewirkt, ist es vorteilhaft, wenn der Abströmdrossel 27 eine hydraulische Druckwaage 26a vorgeschaltet wird, welche den Differenzdruck über der Abströmdrossel 27 auf einem konstanten bzw. vorgebbar drehwinkelabhängigen Wert hält. Da die Arbeitsbereiche bei hydraulischen Druckwaagen begrenzt sind, werden vorzugsweise zwei derartige Einrichtungen 26a, 26b parallel geschaltet. So können die beiden Druckwaagen beispielsweise ab einem Drehwinkel von 80° bzw. 85° mit einer anderen Federvorspannung durch eine Nockenscheibe eingestellt werden, um eine gewünschte Dämpfungscharakteristik unabhängig vom Vordruck zu erreichen. Das ausströmende Druckfluid gelangt über die Ablaufleitung 28 wieder in den Behälter 18. Die wesentlich kleineren Absperrventile 5a, 5b mit ihren federbelasteten Antrieben 32a, 32b benötigen im allgemeinen keine gesonderte Dämpfungseinrichtung, so daß diese sich beim Öffnen der Ventil 34a, 34b sofort schließen. Soll die Schnellschlußklappe 1 wieder geöffnet werden, so wird der Schalter 35 geschlossen und die Pumpe 19 beginnt Hydraulikfluid zu fördern. Dadurch werden die Ventile 24a, 24b, 34a, 34b geschlossen und über die Ventilsteuerung 31 zunächst die Absperrventilantriebe 32a, 32b mit Druckfluid beaufschlagt, so daß die Ventile 5a, 5b öffnen. Dadurch entsteht ein Druckausgleich in den Leitungsabschnitten 3a, 3b, so daß die Schnellschlußklappe 1 nunmehr leicht durch Betätigung der Hydraulik-Öffnungskolben 6, die ebenfalls mit Druckfuid beaufschlagt werden, geöffnet werden kann. Dabei werden die Federn 7 wieder gespannt, so daß ein Schnellschluß durch Öffnen des Schalters 35 oder einen Ausfall im Hydrauliksystem ausgelöst werden kann.
  • Der Aufbau des in Fig. 1 nur schematisch dargestellten Schaltantriebes der Schnellschlußklappe 1 ist in Fig. 2 im Längsschnitt zur Veranschaulichung der Platzverhältnisse detaillierter dargestellt. Auf der Drehwelle 11 ist ein Ritzel 12 angeordnet, mit welchem sich die Zahnstangenpaare 13, 14 in Eingriff befinden. Die Zahnstangen 13, 14 werden jeweils in Führungsbuchsen 15 geführt, welche seitlich nur im Bereich des Ritzels 12 offen sind. Die Führungsbuchsen 15 sind in einen Gehäuseblock 16 eingearbeitet. Oberhalb des Gehäuseblocks 16 befindet sich ein Steuerungsraum 17, in welchem die Hydrauliksteuerungen und die übrigen Elemente der hydraulischen Schaltung angeordnet sind. Die Drehwelle 11 ragt in diesen Steuerungsraum 17 hinein und kann ggf. dort Nockenscheiben tragen, die sich im Eingriff mit einzelnen Elementen der hydraulischen Schaltung befinden, sofern diese drehwinkelabhängig verändert werden sollen. Seitlich an dem Gehäuseblock 16 befindet sich ein Behälter 18 mit Hydraulikfluid, in welchem eine Pumpe 19 angeordnet ist. Auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuseblockes 16 sind Druckspeicher 20 angeordnet. Der gesamte Schaltantrieb 10 ist außerhalb der Dampfleitung 3a, 3b, 3c um die aus dieser herausragende Drehwelle 11 angeordnet.
  • Die vorliegende Erfindung eignet sich als Antrieb für Schnellschlußklappen in Dampfleitungen von Dampfturbinenanlagen, insbesondere auch für hohe Drücke und große Nennweiten der Dampfleitungen.

Claims (12)

1. Einrichtung zur Betätigung einer Schnellschlußklappe (1) in einer Dampfleitung (3a, 3b, 3c), wobei die Schnellschlußklappe (1) in der Dampfleitung (3a, 3b, 3c) auf einer Drehwelle (11), vorzugsweise doppelexzentrisch, angeordnet ist, die einen Drehwinkel von etwa 90° hat, und wobei die Drehwelle (11) mindestens an einem Ende durch die Wand der Dampfleitung (3a, 3b, 3c) nach außen geführt ist und mindestens an diesem Ende mechanische Mittel (12, 13, 14) zum Drehen der Drehwelle (11) angreifen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) An dem Ende (12) der Drehwelle (11) greifen mindestens zwei voneinander getrennte, einander entgegenwirkende mechanische Mittel (13, 14) zum Umwandeln einer Linearbewegung in eine Drehbewegung an;
b) die ersten (13) dieser Mittel sind hydraulisch (6) in Öffnungsrichtung wirkende Mittel;
c) die zweiten (14) dieser Mittel sind durch latente Federkräfte (7) in Schließrichtung wirkende Mittel.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Mittel (13, 14) zum Umwandeln einer linearen Bewegung in eine Drehbewegung mindestens ein auf der Drehwelle (11) befestigtes Ritzel (12) und damit zusammenwirkende Zahnstangen (13, 14) sind, insbesondere Paare von auf gegenüberliegenden Seiten des Ritzels (12) angreifenden Zahnstangen (13, 14).
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstangen (13, 14) im Querschnitt etwa zylindrisch sind und in zum Ritzel (12) hin offenen Buchsen (15) geführt sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Öffnungsrichtung wirkenden hydraulischen Mittel (13) Hydraulikzylinder (8) mit Hydraulik-Öffnungskolben (6) sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in Schließrichtung wirkenden mechanischen Mittel durch Federpakete (7), insbesondere bestehend aus Tellerfedern, belastete Zahnstangenpaare (14) sind.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schnellschlußklappe (1) in Reihe mit einem Steuerventil (2) geschaltet ist, welches auf der Seite niedrigeren Dampfdruckes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnellschlußklappe (1) durch eine Umgehungsleitung (4) überbrückt ist, welche vor der Schnellschlußklappe (1) aus der Dampfleitung (3a) abzweigt, zwischen der Schnellschlußklappe (1) und dem Steuerventil (2) wieder in die Dampfleitung (3b) mündet und mindestens ein Absperrorgan (5a, 5b), vorzugsweise ein Schnellschlußventil aufweist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgehungsleitung (4) mindestens zwei hintereinandergeschaltete, durch Federkraft schließbare Absperrorgane (5a, 5b) aufweist.
8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgehungsleitung (4) und die Absperrorgane (5a, 5b) für einen Dampfdurchfluß ausgelegt sind, der mindestens etwas größer als der Leckagedurchfluß des geschlossenen Stellventils (2) ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikzylinder (8) der Hydraulik-Öffnungskolben (6) über Ablaufleitungen (22, 25, 28), Ablaßventile (24a, 24b) und Drosseleinrichtungen (26a, 26b, 27, 29, 30) entleerbar sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtungen mindestens eine Abfangdrossel (27) und mindestens eine Druckwaage (26a, 26b) beinhalten, von welchen mindestens eine abhängig von der Stellung der Drehwelle (11) verstellbar ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallel geschaltete Druckwaagen (26a, 26b) vorhanden sind, welche unterschiedliche Arbeitsbereiche haben.
12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Drehwelle (11) eine oder mehrere Nockenscheiben befestigt ist (bzw. sind), die zur Verstellung der Abfangdrossel (27) und/oder der Druckwaage(n) (26a, 26b) im Eingriff mit dieser (bzw. diesen) ist (bzw. sind).
EP89113594A 1988-08-04 1989-07-24 Einrichtung zur Betätigung einer Schnellschlussklappe Expired - Lifetime EP0353586B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT89113594T ATE68856T1 (de) 1988-08-04 1989-07-24 Einrichtung zur betaetigung einer schnellschlussklappe.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3826592 1988-08-04
DE3826592A DE3826592A1 (de) 1988-08-04 1988-08-04 Einrichtung zur betaetigung einer schnellschlussklappe

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0353586A2 EP0353586A2 (de) 1990-02-07
EP0353586A3 EP0353586A3 (en) 1990-05-30
EP0353586B1 true EP0353586B1 (de) 1991-10-23

Family

ID=6360278

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP89113594A Expired - Lifetime EP0353586B1 (de) 1988-08-04 1989-07-24 Einrichtung zur Betätigung einer Schnellschlussklappe

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0353586B1 (de)
AT (1) ATE68856T1 (de)
DE (2) DE3826592A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10111187C1 (de) * 2001-03-08 2002-07-25 Siemens Ag Dampfleitungsverschlußventil und Dampfturbinenanlage mit Dampfleitungsverschlußventil
CN104197080B (zh) * 2014-06-09 2016-05-25 常州机电职业技术学院 阀门快开快关液压控制系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3621489A1 (de) * 1986-06-27 1988-01-07 Waldorf Veronika Vorrichtung zum umsetzen einer linearbewegung in eine drehbewegung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE362149C (de) * 1920-10-12 1922-10-24 Georg Einhorn Bogen-An- und Auslegevorrichtung fuer Tiegeldruckpressen
US3591127A (en) * 1968-09-30 1971-07-06 Ametak Inc Butterfly valve structure with combined translation and rotary movements
DE2655493C3 (de) * 1976-12-08 1979-05-23 Ing.-Buero Pfannenschmidt Gmbh, 2000 Hamburg Druckmittelbetätigter Drehantrieb für ein Ventil
DE3606102A1 (de) * 1986-02-26 1987-08-27 Amg Antrieb Mechanik Gmbh Schwenkantrieb

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3621489A1 (de) * 1986-06-27 1988-01-07 Waldorf Veronika Vorrichtung zum umsetzen einer linearbewegung in eine drehbewegung

Also Published As

Publication number Publication date
DE58900399D1 (de) 1991-11-28
EP0353586A2 (de) 1990-02-07
DE3826592A1 (de) 1990-02-08
ATE68856T1 (de) 1991-11-15
EP0353586A3 (en) 1990-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1431496A2 (de) Elektrohydraulischer Servotürantrieb zum Antrieb einer Tür, eines Fensters oder dergleichen
EP0126291A2 (de) Druckmediumbetätigtes Ventil
EP0928388B1 (de) Ventil einer turbine
EP0353586B1 (de) Einrichtung zur Betätigung einer Schnellschlussklappe
DE2832898C2 (de) Irreversibler, hydraulischer Stellantrieb
EP1451474A1 (de) Antrieb
DE2423595C2 (de) Hydraulische Schaltungsanordnung
DE1209387B (de) Antriebseinheit von Absperreinrichtungen, insbesondere Schiebern auf Tankschiffen
EP0163861B1 (de) Türbetätigungsanlage
WO1999008029A1 (de) Vorgesteuertes druckbegrenzungsventil
EP0505349B2 (de) Hydraulische Zylinder/Kolben-Anordnung
DE3234615A1 (de) Tuerbetaetigungsvorrichtung
DE3812116C2 (de) Elektrohydraulisches Wegeventil
EP0077984B1 (de) Stellantrieb
DE10261224B3 (de) Elektrohydraulischer Drehflügeltürantrieb
DE2322998C3 (de) Hydraulische Stelleinrichtung, insbesondere für eine Lenkung
DE2928802C2 (de) Druckmittelbetätigter Differenzdruckschalter
DE2450330C3 (de) Doppelhydraulischer Stellantrieb
DE19505333C2 (de) Hydraulikantrieb
DE3041788C2 (de) Antriebsvorrichtung für den Schieberverschluß eines metallurgischen Gefäßes
WO2003074883A1 (de) Ventilanordnung
DE2108545C (de) Doppelhydraulischer Stellantrieb
DE4131821C1 (en) Pressure medium safety circuit for boiler lid handling - has extra safety valve coupled to valve system for switching in dependence on pressure threshold value
DE112004000191B4 (de) Antrieb für ein Turbinenventil
DE2743738A1 (de) Elektrischer stellantrieb fuer ventile o.dgl.

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT CH DE FR GB LI SE

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: KINDERMANN, WOLFGANG

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT CH DE FR GB LI SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19900625

17Q First examination report despatched

Effective date: 19910125

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT CH DE FR GB LI SE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Effective date: 19911023

Ref country code: GB

Effective date: 19911023

Ref country code: FR

Effective date: 19911023

REF Corresponds to:

Ref document number: 68856

Country of ref document: AT

Date of ref document: 19911115

Kind code of ref document: T

REF Corresponds to:

Ref document number: 58900399

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19911128

EN Fr: translation not filed
GBV Gb: ep patent (uk) treated as always having been void in accordance with gb section 77(7)/1977 [no translation filed]
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Effective date: 19920724

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Effective date: 19920731

Ref country code: CH

Effective date: 19920731

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Effective date: 19930401