EP1757817B1 - Valve arrangement for controlling a quick-acting valve of a gas or vapour turbine - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a valve arrangement for controlling a component with three input switching valves, through which a pressurized medium can be conducted, which are connected to the inflow side with supply lines to a pressure supply and which are arranged fluidically parallel to each other, and with a connecting element for the device, which Connecting element is connected by pressure lines with drain sides of all input switching valves.
- Valve arrangements of this type are well known.
- such valve arrangements are referred to as trip blocks with a 2 of 3 interconnection, and are known, for example, for the quick release of a quick-closing valve, in particular of gas or steam turbines.
- the designation 2 of 3 states that of three available signal channels, at least 2 must be actuated in order to trigger the fast-closing signal.
- arrangements have prevailed on a hydraulic basis, that is, the control medium for triggering the high-speed signal is usually a hydraulic oil.
- a valve assembly according to the preamble of claim 11 or claim 1 is made EP 0 540 963 A1 known.
- valve arrangement for driving a component with the features specified in claim 1 and with the features specified in claim 11.
- valve arrangement according to the invention for controlling a component of the type mentioned in that a connected to the medium control line is connected to the pressure supply that three control valve groups are controlled with the control line that each switching valve group are assigned two switching valves and one of the input switching valves, that between a switching valve group and the control line in each case a control valve is interposed, with which control valve the switching operations of the switching valves and the input valve of the corresponding switching valve group allows that between a drainage point for the medium and the connecting element three flow-parallel discharge lines are arranged for the medium, that in each of the drain lines two switching valves are arranged in series, and that the switching valves of each drain line of different Ansteu erventilen are actuated.
- control valve is designed as a solenoid valve.
- each solenoid valve is a channel of a drive signal, which is separately controllable.
- the generally known fail-safe principle can be carried out with the valve assembly according to the invention by, for example, the switching valves, the input valves and / or the control valves have a return element, in particular a return spring, which the valve in the idle state in a predetermined valve position , holds or brings, namely the fail-safe-proper position.
- the "closed position” is the position in the idle state.
- the "open position” is the position in the idle state and for the solenoid valves, the electric actuator operates against the return element, so that in the current-free state, the return element of the valve this also in the position of inoperative condition transferred.
- valves namely the input valves, the switching valve and the control valves are arranged in a common housing.
- pressure signals are provided in particular at different points of the valve arrangement according to the invention.
- throttle bodies such as orifices, Verstellblenden or valves and the like are provided, so that the valve arrangement according to the invention is adjustable in a particularly simple manner.
- Fig.1 shows a triggering device 10 in a schematic representation, in the present example, three signal channels are available, with two of these channels must trigger to actuate the triggering device 10.
- the valves, sensors and piping shown are essentially realized in a single device, so that the triggering device 10 is designed to be particularly compact and thus space-saving.
- the triggering device 10 is prepared with a first flange 12 to be connected to a pressure supply, not shown in this figure.
- the embodiment of the invention shown in the figure is realized by a hydraulic system, so that the pressure supply is ensured for example by a pump for hydraulic oil.
- the hydraulic oil will supply the triggering device 10 with hydraulic oil through the connection point on the first flange 12 into a first pipeline 14.
- a first 16, a second 18, and a third input switching valve 20 are fluidly connected in parallel to the first pipe 14.
- the input switching valves 16, 18, 20 essentially have two switching positions, wherein a first switching position is shown in this figure and should be referred to as "open", so that the hydraulic oil flows through the input switching valves 16, 18, 20.
- a second switching position may be adjusted by the input switching valves 16, 18, 20 by actuating a hydraulic cylinder 22 provided on each input switching valve 16, 18, 20 and correspondingly changing the valve position.
- the hydraulic cylinder 22 operates against a spring, not shown in this figure, the failure of the hydraulic system, in particular in a pressure drop at the hydraulic cylinder 22, the input switching valves 16, 18, 20 in the predetermined first position "open" spends.
- the hydraulic oil now flows from the first flange 12 through the first pipe 14 to and through the first input switching valve 16, which is connected on the output side to a first side of a second pipe 24, while a second side of the second pipe 24, the hydraulic oil into a manifold 26 leads.
- a first check valve 30 with tubing fittings is disposed between the first manifold and the manifold 26. Branches or junctions of lines are highlighted in the figure with black dots.
- the first spring-loaded check valve 30 ensures that only from a set minimum pressure hydraulic oil into the manifold 26 passes at corresponding pressure conditions in the pipes a return flow of oil against the planned pressure gradient back into the second pipe 24 is prevented. In this way, a pressure relief of the system is realized.
- a first adjustable orifice 32 is arranged as a throttle member. With the first orifice 32, a predeterminable pressure in the second pipe 24 is adjusted, and thus also the flow rate. Downstream of the first orifice 32, a first pressure sensor 34 is arranged, which measures the pressure downstream of the first orifice 32.
- the manifold 26 also has a second pressure sensor 36 which measures the resulting pressure of all three supply systems from the pressure supply via the input switching valve 16, 18, 20.
- the manifold 26 still has a connection point 38 with a connecting element, not shown, on which quite generally a component can be shot.
- the component is a quick-acting valve, for example for a gas turbine or a steam turbine, which ultimately receives a control signal via which the connecting element.
- the quick-closing valve As long as a certain pressure prevails in the manifold 26 and thus at the junction, the quick-closing valve remains open. In the other case, if there is a pressure drop in the manifold 26 below the certain, predetermined, value, the quick-closing valve will close, in particular by a certain biasing force, moved to its "closed" position.
- the quick-closing valve can accordingly be used as a safety valve.
- the first pipe 14 also branches at a second pipe branch 40 on the one hand to a pressure relief valve 42 and on the other hand in a control line 44.
- the control line 44 passes the hydraulic oil, which is now used as control oil, to a first 46, a second 48 and a third control valve 50.
- These control valves 46, 48, 50 are designed so that they are electromagnetically are controlled, which is symbolized by a corresponding symbol 52 in the figure.
- the drive operates in each case against a spring 54, which ensures in the case of failure of the drive that the control valves 46, 48, 50 are spent in a design-related situation and held there.
- first control valve 46 This is designed so that it simultaneously switches two hydraulic lines with a switching movement.
- first control valve 46 This is designed so that it simultaneously switches two hydraulic lines with a switching movement.
- first supply line 56 which ensures that the pressure, by means of hydraulic oil, to a first control cylinder 58 of a first switching valve 60 and a second control cylinder 62 of a second switching valve 64 is supplied.
- each of the switching valves 60,64 operates against a spring, so that the switching position of the switching valves 60, 64 is only achieved as long as a pressure in front of the control cylinders 58, 62 is present. Should a pressure drop in this system be caused for any reason, the relevant switching valve 60,64 is automatically transferred by the error in its second switching position, which releases the hydraulic path through the valve.
- a second pressure relief valve between the first switching valve 60 and the first control valve 46 is interposed in the first supply line 56. In particular, it fulfills a safety function.
- the hydraulic cylinder 22 of the first input switching valve 16 is connected via the second supply line 57 and the first control valve 46 with a drainage pipe 68, which ultimately leads to a substantially unpressurized outflow point 70, which returns the incoming there hydraulic oil in an oil system.
- This is usually in turn connected to the pressure supply, so that overall results in a non-illustrated closed circuit for the hydraulic oil.
- the second supply line 57 is also ensured that in the illustrated first switching position of the first control valve 46 whose hydraulic cylinder 22 is not driven and accordingly, the return spring, not shown, the first input switching valve 16 has spent in the switching position shown.
- the manifold 26 is connected by a first 72, a second 74 and a third drainage line 76 to the drainage pipe 68.
- the second switching valve 64 and a further switching valve which is switched by the second control valve 48, installed in the pipeline in series.
- the flow of hydraulic oil from the manifold 26 can flow at a relatively high pressure level in the drainage pipe 68 with a comparatively low pressure level. Only when both switching valves are depressurized on their control cylinder and thus open, the drainage of the hydraulic oil through the first drainage pipe 72 is ensured.
- two switching valves are also arranged in the second drainage line 74, of which a first via the second control valve 48 and a second via the third control valve 50 is driven.
- the corresponding two switching valves in the third drainage line 76 are actuated by the third control valve 50 or by the first control valve 46.
- each different drainage line 72, 74, 76 are installed in each different drainage line 72, 74, 76, so that a pressure drop, for example in the first supply line 56 only causes the first switching valve 60 in the third drainage line 76 is switched to passage, and the second switching valve 64 in the first drainage line 72 is switched to passage.
- both drainage line 72, 76 there are but still another switching valve that ensures that the drainage line 72, 76 remain closed and no pressure drop in the manifold 26 is effected. In this way, a mechanical interconnection of the two of three principle is ensured according to the invention.
- the first pipe 14 is also still connected by means of a first 78, a second 80 and a third bypass line 82 to the drainage pipe 68.
- throttle bodies 84 for example throttle orifices, are installed in the bypass lines 78, 80, 82 at points marked "D".
- the pressure conditions upstream of these throttle bodies can thereby be adjusted in a particularly simple manner.
- the first bypass line 78 is connected to the first drainage line 72 and in the pipe section between the two switching valves, wherein the two throttle bodies "D", which are installed in the first bypass line 78, upstream and downstream of the connection point are arranged.
- a third pressure sensor 86 is also arranged, which measures according to the pressure between the two throttle points and also on the principle of the connected tubes and the pressure between the two switching valves of the first drainage line 72. It can be determined via the pressure level which is established there, whether one of the two switching valves is open and from this the inference to appropriate errors or damages in the system or the switching valves or also the control valves to draw.
- the necessary evaluation devices for the measurements and possibly further measuring and control technology are not shown in the figure.
- the second bypass line 80 is connected to the second drainage line 74 and the third bypass line 82 to the third drainage line 76.
- the corresponding reference numerals are not included for reasons of simplicity.
- FIG. 2 shows the triggering device 10 in which by appropriate control of the control valves 46, 48, 50, the system has been depressurized at the junction to reach, so that a quick-acting valve connected thereto exerts its quick-closing function. Since this figure is the same triggering device 10 as in FIG. 1 The previously used reference numerals, the same components, are also used in this figure. However, only those components are provided with reference numerals to explain this figure or the deviations from FIG. 1 necessary.
- control valves 46, 48, 50 are deliberately de-energized, so that the corresponding return springs on these valves spend them in a predefined end position, the second position, and hold there.
- the internal interconnection of the control valves 46, 48, 50 is designed such that the pressure prevailing in the control line 44 passes via the first control valve 46 to the second supply line 57 and thus supplies the hydraulic cylinder 22 with pressure, and thus the first input switching valve 16 in a Position is spent, in which the flow of hydraulic oil through the first pipe 14 to the second pipe 24 is interrupted. Since all input switching valves 16, 18, 20 close the first pipe 14, the pressure supply of the manifold 26 is prevented altogether.
- first supply line 56 is now connected to the drainage pipe 68 by the described valve position of the first control valve 46.
- the valves allow passage of hydraulic oil from the manifold 26 to the drainage pipe 68. Since there are two switching valves in each drainage line 72, 74, 76, both switching valves are switched to passage to allow the hydraulic oil from the manifold 26 to enter the drainage pipe 68 can. This is inventively achieved in that all three control valves 46, 48, 50 are connected without power, so that all existing switching valves are spent in their second position and are also held there.
Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Ansteuerung eines Bauelements mit drei Eingangsschaltventilen, durch die ein druckbeaufschlagtes Medium leitbar ist, die auf deren Zulaufseite mit Zulaufleitungen mit einer Druckversorgung verbunden sind und die strömungstechnisch parallel zu einander angeordnet sind, und mit einem Verbindungselement für das Bauelement, welches Verbindungselement durch Druckleitungen mit Ablaufseiten aller Eingangsschaltventile verbunden ist.The invention relates to a valve arrangement for controlling a component with three input switching valves, through which a pressurized medium can be conducted, which are connected to the inflow side with supply lines to a pressure supply and which are arranged fluidically parallel to each other, and with a connecting element for the device, which Connecting element is connected by pressure lines with drain sides of all input switching valves.
Ventilanordnungen dieser Art sind allgemein bekannt. Zum Beispiel werden solche Ventilanordnungen als Trippblöcke mit einer 2 von 3 Verschaltung bezeichnet, und sind zum Beispiel zur Schnellschlussauslösung eines Schnellschlussventils, insbesondere von Gas- oder Dampfturbinen, bekannt. Die Bezeichnung 2 von 3 sagt dabei aus, dass von drei vorhandenen Signalkanälen wenigsten 2 betätigt sein müssen, um das Schnellschlusssignal auszulösen. Dabei haben sich insbesondere Anordnungen auf hydraulischer Basis durchgesetzt, dass heißt, das Steuermedium zur Auslösung des Schnellschlusssignals ist in der Regel ein Hydrauliköl.Valve arrangements of this type are well known. For example, such valve arrangements are referred to as trip blocks with a 2 of 3 interconnection, and are known, for example, for the quick release of a quick-closing valve, in particular of gas or steam turbines. The designation 2 of 3 states that of three available signal channels, at least 2 must be actuated in order to trigger the fast-closing signal. In particular, arrangements have prevailed on a hydraulic basis, that is, the control medium for triggering the high-speed signal is usually a hydraulic oil.
Bei den bekannten Ventilanordnungen, ist es konstruktionsbedingt unmöglich, im Bedarfsfall an jeder Stelle der Anordnung die Bedingungen oder den Betriebszustand zu erfassen oder zu überwachen.In the known valve arrangements, it is structurally impossible, if necessary, to detect or monitor the conditions or the operating state at each point of the arrangement.
Eine Ventilanordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 11 bzw. Anspruch 1 ist aus
Ausgehend von diesem Stand der Technik, ist es Aufgabe der Erfindung, eine Ventilanordnung zur Ansteuerung eines Bauelements anzugeben, die eine Überwachungsmöglichkeit für jede einzelne Komponente der Anordnung bietet.Based on this prior art, it is an object of the invention to provide a valve assembly for driving a device, which provides a monitoring option for each component of the arrangement.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Ventilanordnung zur Ansteuerung eines Bauelements mit den in Anspruch 1 sowie mit den in Anspruch 11 angegebenen Merkmalen.This object is achieved by a valve arrangement for driving a component with the features specified in claim 1 and with the features specified in claim 11.
Demgemäß kennzeichnet sich die erfindungsgemäße Ventilanordnung zur Ansteuerung eines Bauelements der eingangs genannten Art dadurch, dass eine mit dem Medium beaufschlagte Steuerleitung an die Druckversorgung angeschlossen ist, dass mit der Steuerleitung drei Schaltventilgruppen ansteuerbar sind, dass jeder Schaltventilgruppe zwei Schaltventile und eines der Eingangsschaltventile zugeordnet sind, dass zwischen einer Schaltventilgruppe und der Steuerleitung jeweils ein Ansteuerventil zwischengeschaltet ist, mit welchem Ansteuerventil die Schalthandlungen der Schaltventile und des Eingangsventils der entsprechenden Schaltventilgruppe ermöglicht sind, dass zwischen einer Ablaufstelle für das Medium und dem Verbindungselement drei strömungstechnisch parallel geschaltete Ablaufleitungen für das Medium angeordnet sind, dass in jeder der Ablaufleitungen zwei Schaltventile in Serienschaltung angeordnet sind, und dass die Schaltventile einer jeden Ablaufleitung von verschiedenen Ansteuerventilen betätigt sind.Accordingly, the valve arrangement according to the invention for controlling a component of the type mentioned in that a connected to the medium control line is connected to the pressure supply that three control valve groups are controlled with the control line that each switching valve group are assigned two switching valves and one of the input switching valves, that between a switching valve group and the control line in each case a control valve is interposed, with which control valve the switching operations of the switching valves and the input valve of the corresponding switching valve group allows that between a drainage point for the medium and the connecting element three flow-parallel discharge lines are arranged for the medium, that in each of the drain lines two switching valves are arranged in series, and that the switching valves of each drain line of different Ansteu erventilen are actuated.
Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das 2 von 3 Prinzip durch eine mechanische Anordnung verschiedener Ventile in der Anordnung realisiert ist, so dass erfindungsgemäß die Möglichkeit besteht, sowohl die Zustände der Ventile und deren physikalischen Bedingungen; aber auch alle gewünschten Zustände des Druckmediums zwischen den Ventilen oder den verbundenen Leitungen zu erfassen oder zu überwachen. Somit ist auch sichergestellt, dass jede denkbare oder gewünschte Größe überwachbar ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Ansteuerventil als Magnetventil ausgeführt.In this way it is ensured that the 2 of 3 principle is realized by a mechanical arrangement of different valves in the arrangement, so that according to the invention there is the possibility of both the states of the valves and their physical conditions; but also to detect or monitor all desired conditions of the pressure medium between the valves or the connected lines. Thus, it is also ensured that any conceivable or desired size can be monitored. In an advantageous embodiment, the control valve is designed as a solenoid valve.
Auf diese Weise ist eine zudem besonders einfache Ansteuerung der Ventilanordnung ermöglicht. Dabei stellt jedes Magnetventil einen Kanal eines Ansteuerungssignals dar, das separat ansteuerbar ist. Im vorliegenden Fall sind drei Kanäle, also drei Ansteuerungsmöglichkeiten vorhanden. Fällt nur einer dieser Kanäle aus, ist nach dem 2 aus 3 Prinzip gewährleistet, dass die erfindungsgemäße Ventilanordnung immer noch im betriebsbereiten Zustand ist. Dabei ist es nur von nachrangiger Bedeutung, ob dieser Kanal wegen eines elektrischen oder eines hydraulischen Fehlers ausgefallen ist.In this way, a particularly simple control of the valve arrangement is made possible. In this case, each solenoid valve is a channel of a drive signal, which is separately controllable. In the present case, there are three channels, three Control options available. If only one of these channels fails, it is ensured according to the 2 of 3 principle that the valve arrangement according to the invention is still in the ready state. It is only of secondary importance, whether this channel has failed because of an electrical or a hydraulic error.
In vorteilhafter Weise lässt sich mit der erfindungsgemäßen Ventilanordnung das allgemein bekannte Fail-Safe-Prinzip ausführen, indem zum Beispiel die Schaltventile, die Eingangsventile und/oder die Ansteuerventile ein Rückstellelement aufweisen, insbesondere eine Rückstellfeder, welches das Ventil im betriebsfreien Zustand in eine vorgegebene Ventilstellung, hält oder bringt, nämlich der Fail-Safe-gemäße-Stellung.Advantageously, the generally known fail-safe principle can be carried out with the valve assembly according to the invention by, for example, the switching valves, the input valves and / or the control valves have a return element, in particular a return spring, which the valve in the idle state in a predetermined valve position , holds or brings, namely the fail-safe-proper position.
Im Falle der Eingangsschaltventile, die bevorzugt als hydraulische Ventile ausgeführt sind, ist die "Geschlossenstellung" die Stellung im betriebsfreien Zustand. Für die Schaltventile, die üblicherweise ebenfalls hydraulisch angetriebene Ventile sind, ist die "Geöffnetstellung" die Stellung im betriebsfreien Zustand und für die Magnetventile arbeitet die elektrische Stellkraft jeweils gegen das Rückstellelement, so dass im stromfreien Zustand das Rückstellelement des Ventils dieses ebenfalls in die Stellung des betriebsfreien Zustandes überführt.In the case of the input switching valves, which are preferably designed as hydraulic valves, the "closed position" is the position in the idle state. For the switching valves, which are also usually hydraulically driven valves, the "open position" is the position in the idle state and for the solenoid valves, the electric actuator operates against the return element, so that in the current-free state, the return element of the valve this also in the position of inoperative condition transferred.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile, nämlich die Eingangsventile, die Schaltventils und die Ansteuerventile in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.An advantageous development of the subject invention is characterized in that the valves, namely the input valves, the switching valve and the control valves are arranged in a common housing.
Auf diese Weise ist erfindungsgemäß eine besonders raumsparende Anordnung erreicht. Die Montage ist vereinfacht und mögliche Montagefehler auf ein Minimum reduziert.In this way, a particularly space-saving arrangement is achieved according to the invention. The assembly is simplified and possible assembly errors are reduced to a minimum.
Für eine Zustandsbewertung der Ventilanordnung und eine ständige Zustandsüberwachung sind insbesondere Drucksignale an verschiedenen Stellen der erfindungsgemäßen Ventilanordnung vorgesehen.For a status evaluation of the valve arrangement and a continuous condition monitoring, pressure signals are provided in particular at different points of the valve arrangement according to the invention.
Zur Einstellung bestimmter Ströme und Drücke innerhalb der Ventilanordnung beziehungsweise in den entsprechenden Verbindungsleitungen der Ventilanordnung sind zudem Drosselorgane, wie beispielsweise Drosselblenden, Verstellblenden oder auch Ventile und Ähnliches, vorgesehen, so dass die erfindungsgemäße Ventilanordnung in besonders einfacher Weise einstellbar ist.For adjusting certain currents and pressures within the valve assembly or in the corresponding connecting lines of the valve assembly also throttle bodies, such as orifices, Verstellblenden or valves and the like are provided, so that the valve arrangement according to the invention is adjustable in a particularly simple manner.
Zudem wird die Aufgabe gelöst durch eine Ventilanordnung zur Ansteuerung eines Bauelements mit den in Patentanspruch 11 angegebenen Merkmalen.In addition, the object is achieved by a valve arrangement for driving a component having the features specified in patent claim 11.
Dabei stellen die im vorgenannten Patentanspruch angegebenen Merkmale die Möglichkeit dar, eine erfindungsgemäße Ventilanordnung zu schaffen, die als Sicherheitsprinzip ein 2 aus 4, 2 aus 5, 3 aus 4, 3 aus 5, 3 aus 6, usw. Prinzip verfolge, also eine beliebige nach den Wünschen einer Sicherheitsvorgabe zu gestaltende Kanal-Verschaltungsmöglichkeit bietet. Auch mit einer derartigen Ventilanordnung sind erfindungsgemäße Vorteile zu erzielen.The features specified in the aforementioned claim are the possibility to create a valve assembly according to the invention, as a safety principle a 2 out of 4, 2 out of 5, 3 out of 4, 3 out of 5, 3 out of 6, etc. principle, so any according to the wishes of a security default to be designed channel-Verschaltungsmöglichkeit. Even with such a valve arrangement advantages of the invention can be achieved.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stoppvorrichtung sind den weiteren abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiment of the stop device according to the invention can be found in the further dependent claims.
Anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltung, Verbesserung der Erfindung sowie besondere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.Reference to an embodiment shown in the drawings, the invention, advantageous embodiment, improvement of the invention and particular advantages to be explained and described in detail.
Es zeigen:
- Fig.1
- Eine Prinzipsskizze einer Auslösevorrichtung in Betriebszustand und
- Fig.2
- die Prinzipsskizze der Auslösevorrichtung in ausgelösten Zustand.
- Fig.1
- A schematic diagram of a tripping device in the operating state and
- Fig.2
- the schematic diagram of the triggering device in tripped state.
Die Auslösevorrichtung 10 ist mit einem ersten Flansch 12 dafür vorbereitet, mit einer Druckversorgung, die in dieser Figur nicht dargestellt ist, verbunden zu werden. Die in der Figur gezeigte Ausführungsform der Erfindung ist durch ein hydraulisches System realisiert, so dass die Druckversorgung beispielsweise durch eine Pumpe für Hydrauliköl sichergestellt ist. Das Hydrauliköl wird durch den Anschlusspunkt am ersten Flansch 12 in eine erste Rohrleitung 14 die Auslösevorrichtung 10 mit Hydrauliköl versorgen. Dabei sind ein erstes 16, ein zweites 18, sowie ein drittes Eingangsschaltventil 20 strömungstechnisch parallel an die erste Rohrleitung 14 angeschlossen. Die Eingangsschaltventile 16, 18, 20 weisen dabei im Wesentlichen zwei Schaltstellungen auf, wobei eine erste Schaltstellung in dieser Figur gezeigt ist und als "geöffnet" bezeichnet werden soll, so dass das Hydrauliköl die Eingangsschaltventile 16, 18, 20 durchfließt. Eine zweite Schaltstellung, die als "geschlossen" bezeichnet wird, kann durch die Eingangsschaltventile 16, 18, 20 dadurch eingestellt werden, dass ein an jedem Eingangsschaltventil 16, 18, 20 vorhandener Hydraulikzylinder 22 betätigt wird und die Ventilstellung entsprechend ändert. Dabei arbeitet der Hydraulikzylinder 22 gegen eine in dieser Figur nicht dargestellten Feder, die bei Ausfall der Hydraulik, insbesondere bei einem Druckverlust am Hydraulikzylinder 22 die Eingangsschaltventile 16, 18, 20 in die vorgegebene erste Stellung "geöffnet" verbringt.The triggering
Das Hydrauliköl fließt nun vom ersten Flansch 12 durch die erste Rohrleitung 14 zum und durch das erste Eingangsschaltventil 16, welches ausgangsseitig mit einer ersten Seite einer zweiten Rohrleitung 24 verbunden ist, während eine zweite Seite der zweiten Rohrleitung 24 das Hydrauliköl in ein Sammelrohr 26 führt. An einer ersten Rohrleitungsverzweigung 28 ist ein erstes Rückschlagventil 30 mit Rohrleitungsverbindungsstücken zwischen der ersten Rohrleitungsverzweigung und dem Sammelrohr 26 angeordnet. Verzweigungen oder Verbindungsstellen von Leitungen sind in der Figur mit schwarzen Punkten hervorgehoben.The hydraulic oil now flows from the
Dabei stellt das erste federbelastete Rückschlagventil 30 sicher, dass erst ab einem eingestellten Minimaldruck Hydrauliköl ins Sammelrohr 26 gelangt bei entsprechenden Druckverhältnissen in den Rohrleitungen ein Rückfluss von Öl entgegen dem geplanten Druckgefälle zurück in die zweite Rohrleitung 24 verhindert ist. Auf diese Weise ist eine Drucksicherung des Systems verwirklicht.In this case, the first spring-loaded
Zwischen der ersten Rohrleitungsverzweigung 28 und dem ersten Eingangsschaltventil 16 ist eine erste einstellbare Blende 32 als Drosselorgan angeordnet. Mit der ersten Blende 32 wird ein vorgebbarer Druck in der zweiten Rohrleitung 24 eingestellt und somit auch die Durchflussmenge. Stromabwärts der ersten Blende 32 ist ein erster Drucksensor 34 angeordnet, der den Druck stromabwärts der ersten Blende 32 misst.Between the
In vergleichbarer Weise sind auch weitere Rohrleitungen, Blenden und Drucksensoren dem zweiten 18. und dem dritten Eingangsschaltventil 20 nachgeschaltet, die allesamt Hydrauliköl in das Sammelrohr 26 leiten. Um die Übersichtlichkeit in der Figur zu wahren, wurden die entsprechenden Bezugszeichen hier jedoch weggelassen. Das Sammelrohr 26 weist zudem einen zweiten Drucksensor 36 auf, der den resultierenden Druck aller drei Zuleitungssysteme von der Druckversorgung über die Eingangsschaltventil 16, 18, 20 misst. Außerdem weist das Sammelrohr 26 noch eine Verbindungsstelle 38 mit einem nicht weiter dargestellten Verbindungselement auf, an dem ganz allgemein gesprochen ein Bauelement angeschossen werden kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Bauelement ein Schnellschlussventil, beispielsweise für eine Gas- oder eine Dampfturbine, welches über die das Verbindungselement letztlich ein Regelsignal erhält. Solange ein bestimmter Druck im Sammelrohr 26 und damit an der Verbindungsstelle herrscht, bleibt das Schnellschlussventil geöffnet. Im anderen Falle, wenn ein Druckabfall im Sammelrohr 26 unterhalb des bestimmten, zuvor festgelegten, Wertes herrscht, wird sich das Schnellschlussventil schließen, insbesondere durch eine bestimmte Vorspannkraft, in seine "geschlossene" Stellung zu gefahren. Das Schnellschlussventil ist demgemäß als Sicherheitsventil einsetzbar.In a similar manner, further pipelines, orifices and pressure sensors are connected downstream of the second 18 and the third
Die erste Rohrleitung 14 verzweigt zudem noch an einer zweiten Rohrleitungsverzweigung 40 einerseits zu einem Überdruckventil 42 und andererseits in eine Steuerleitung 44. Die Steuerleitung 44 leitet das Hydrauliköl, das jetzt als Steueröl verwendet wird, zu einem ersten 46, zu einem zweiten 48 sowie zu einem dritten Ansteuerventil 50. Diese Ansteuerventile 46, 48, 50 sind dabei so konzipiert, dass sie elektromagnetisch angesteuert sind, was durch ein entsprechendes Symbol 52 in der Figur symbolisiert ist. Der Antrieb arbeitet dabei jeweils gegen eine Feder 54, die im Falle des Ausfalls des Antriebes sicherstellt, dass die Ansteuerventile 46, 48, 50 in eine konstruktionsbedingte Lage verbracht und dort gehalten werden.The
Die Wirkung der Ansteuerventile 46, 48, 50, soll nun am ersten Ansteuerventil 46 näher erläutert werden: Dieses ist so konzipiert, dass es zwei Hydraulikleitungen mit einer Schaltbewegung gleichzeitig schaltet. Im dargestellten Beispiel dieser Figur für die erste Schaltstellung wird dabei das Hydrauliköl von der Steuerleitung 44 zu einer ersten Zuleitung 56 geleitet, die sicherstellt, dass der Druck, mittels dem Hydrauliköl, zu einem ersten Steuerzylinder 58 eines ersten Schaltventils 60 sowie einem zweiten Steuerzylinder 62 eines zweiten Schaltventils 64 zugeleitet wird.The action of the
Der vor dem ersten 60 sowie zweiten Schaltventil 64 anstehende Druck bewirkt, dass die entsprechenden Steuerzylinder 60, 62 die Schaltventile 68, 64 in die erste Schaltstellung, verbringt. Dabei arbeitet auch jedes der Schaltventile 60,64 gegen eine Feder, so dass die Schaltstellung der Schaltventile 60, 64 nur erreicht wird, solange ein Druck vor den Steuerzylindern 58, 62 ansteht. Sollte aus irgendeinem Grund ein Druckabfall in diesem System bewirkt werden, wird das betreffende Schaltventil 60,64 automatisch durch die Fehler in seine zweite Schaltstellung überführt, die den hydraulischen Weg durch das Ventil freigibt. Zudem ist in die erste Zuleitung 56 ein zweites Überdruckventil zwischen dem ersten Schaltventil 60 und dem ersten Ansteuerventil 46 zwischengeschaltet. Es erfüllt insbesondere eine Sicherheitsfunktion.The pending before the first 60 and second switching
Außerdem ist der Hydraulikzylinder 22 des ersten Eingangsschaltventils 16 über die zweite Zuleitung 57 und dem ersten Ansteuerventil 46 mit einem Drainagerohr 68 verbunden, dass letztlich bis zu einem im Wesentlichen drucklosen Abflusspunkt 70 führt, welches das dort ankommende Hydrauliköl in ein Ölsystem rückführt. Das ist in der Regel wiederum mit der Druckversorgung verbunden, so dass sich insgesamt ein nicht näher dargestellter geschlossener Kreislauf für das Hydrauliköl ergibt. Durch die zweite Zuleitung 57 ist zudem sichergestellt, dass in der dargestellten ersten Schaltstellung des ersten Ansteuerventils 46 dessen Hydraulikzylinder 22 nicht angesteuert ist und demgemäß die nicht dargestellte Rückstellfeder das erste Eingangsschaltventil 16 in die gezeigt Schaltstellung verbracht hat.In addition, the
Das Sammelrohr 26 ist durch eine erste 72, eine zweite 74 sowie eine dritte Drainageleitung 76 mit dem Drainagerohr 68 verbunden. Dabei sind in der ersten Drainageleitung 72 das zweite Schaltventil 64 sowie ein weiteres Schaltventil, welches von dem zweiten Ansteuerventil 48 geschaltet wird, in die Rohrleitung in Serie eingebaut. Damit ist erfindungsgemäß erreicht, dass in der erste Drainageleitung 72 durch die vorstehend genannten Schaltventile an zwei Stellen der Durchfluss des Hydrauliköls von dem Sammelrohr 26 auf einem vergleichsweise hohem Druckniveau in die Drainagerohr 68 mit einem vergleichsweise geringen Druckniveau abfließen kann. Nur wenn beide Schaltventile an ihrem Steuerzylinder drucklos geschaltet sind und damit offen, ist der Abfluss des Hydrauliköls durch das erste Drainagerohr 72 gewährleistet.The manifold 26 is connected by a first 72, a second 74 and a
Entsprechend sind in der zweiten Drainageleitung 74 ebenfalls zwei Schaltventile angeordnet, von denen ein Erstes über das zweite Ansteuerventil 48 und ein Zweites über das dritte Ansteuerventil 50 angesteuert wird. Zudem werden die entsprechenden zwei Schaltventile in der dritten Drainageleitung 76 durch das dritte Ansteuerventil 50 beziehungsweise durch das erste Ansteuerventil 46 angesteuert.Accordingly, two switching valves are also arranged in the
Durch diese Verschaltung ist sichergestellt und ersichtlich, dass die jeweils zwei Anschaltventile in jeder Drehnageleitung 72, 74, 76 von verschiedenen Kombinationen von zwei der drei Ansteuerventile 46, 48, 50 angesteuert werden. Für die Verschaltung bedeutet dies, selbst wenn eines der Schaltventile ausfallen sollte, und durch die Rückstellfeder in seine Fail-Safe-Position verbracht wird und damit den Weg für das Hydrauliköl durch das betreffende Schaltventil freigibt, ist noch ein zweites Schaltventil in jeder Drainageleitung 72,74,76 vorhanden, das den Durchfluss des Hydrauliköls immer noch blockiert. Zudem ist sichergestellt, dass auf einen Ausfall eines der Ansteuerventile 46, 48, 50 nicht den Druckabfall im Sammelrohr 26 bewirkt. Denn jedes der Ansteuerventile 46, 48, 50 steuert insgesamt zwei der Schaltventile an. Diese sind jedoch in jeweils unterschiedlichen Drainageleitung 72, 74, 76 eingebaut, so dass ein Druckabfall, beispielsweise in der ersten Zuleitung 56 lediglich bewirkt, dass das erste Schaltventil 60 in der dritten Drainageleitung 76 auf Durchgang geschaltet wird, sowie das zweite Schaltventil 64 in der ersten Drainageleitung 72 auf Durchgang geschaltet wird. In beiden Drainageleitung 72, 76 gibt es jedoch noch ein weiteres Schaltventil, dass sicherstellt, dass die Drainageleitung 72, 76 geschlossen bleiben und kein Druckabfall im Sammelrohr 26 bewirkt ist. Auf diese Weise ist erfindungsgemäß eine mechanische Verschaltung des zwei aus drei Prinzips gewährleistet.By means of this interconnection, it is ensured and apparent that the respective two connection valves in each
Die erste Rohrleitung 14 ist zudem noch mittels einer ersten 78, einer zweiten 80 sowie einer dritten Beipassleitung 82 mit dem Drainagerohr 68 verbunden. Diese dienen insbesondere zur komfortablen Einstellung der Druckverhältnisse im System. Dazu sind an den mit "D" gekennzeichneten Stellen Drosselorgane 84, beispielsweise Drosselblenden, in die Beipassleitungen 78, 80, 82 eingebaut. Die Druckverhältnisse stromaufwärts dieser Drosselorgane können hierdurch auf besonders einfacher Weise eingestellt werden. Dabei ist die erste Beipassleitung 78 mit der ersten Drainageleitung 72 und zwar in dem Rohrleitungsabschnitt zwischen den beiden Schaltventilen, verbunden, wobei die beiden Drosselorgane "D", die in der ersten Beipassleitung 78 eingebaut sind, stromaufwärts und -abwärts der Verbindungsstelle angeordnet sind. Zwischen den beiden eingebauten Drosselorganen ist zudem noch ein dritter Drucksensor 86 angeordnet, der dem entsprechend den Druck zwischen den beiden Drosselstellen und zudem über das Prinzip der verbunden Röhren auch den Druck zwischen den beiden Schaltventilen der ersten Drainageleitung 72 misst. Über das sich dort einstellende Druckniveau kann festgestellt werden, ob eines der beiden Schaltventile geöffnet ist und hieraus der Rückschluss auf entsprechende Fehler oder Schäden im System oder den Schaltventilen oder auch der Ansteuerventile zu ziehen. Die hierfür erforderlichen Auswertegeräte für die Messungen und gegebenenfalls weiteren Mess- und Leittechnik sind in der Figur jedoch nicht gezeigt.The
Entsprechend ist die zweite Beipassleitung 80 mit der zweiten Drainageleitung 74 sowie die dritte Beipassleitung 82 mit der dritten Drainageleitung 76 verbunden. In der Figur sind die entsprechenden Bezugszeichen jedoch aus Vereinfachungsgründen nicht eingefügt.Accordingly, the
Im vorliegenden Fall sind die Ansteuerventile 46, 48, 50 bewusst stromlos geschaltet, so dass die entsprechenden Rückstellfedern an diesen Ventilen diese in einer vordefinierte Endlage, die zweite Stellung, verbringen und dort halten. Die interne Verschaltung der Ansteuerungsventile 46, 48, 50 ist dabei so ausgestaltet, dass der in der Steuerleitung 44 herrschende Druck über das erste Ansteuerventil 46 zur zweiten Zuleitung 57 gelangt und somit den Hydraulikzylinder 22 mit Druck versorgt, und somit das erste Eingangsschaltventil 16 in eine Stellung verbracht wird, in der der Fluss von Hydrauliköl durch die erste Rohrleitung 14 zur zweiten Rohrleitung 24 unterbrochen ist. Da alle Eingangsschaltventile 16, 18, 20 die erste Rohrleitung 14 verschließen, ist die Druckversorgung des Sammelrohrs 26 insgesamt verhindert.In the present case, the
Zudem ist durch die beschriebene Ventilstellung des ersten Ansteuerventils 46 die erste Zuleitung 56 nunmehr mit dem Drainagerohr 68 verbunden. Hierdurch ist sichergestellt, dass das erste Schaltventil 60 sowie das zweite Schaltventil 64 beziehungsweise deren Steuerzylinder 58, 62 drucklos sind, so dass auch die dort vorhandenen Rückstellfedern diese Schaltventile 60, 64 in die zweite Stellung verbringen und dort halten. In dieser Stellung gewähren die Ventile Durchlass von Hydrauliköl von dem Sammelrohr 26 zum Drainagerohr 68. Da in jeder Drainageleitung 72, 74, 76 jeweils zwei Schaltventile vorhanden sind, sind beide Schaltventile auf Durchgang zugeschaltet, damit das Hydrauliköl vom Sammelrohr 26 in das Drainagerohr 68 gelangen kann. Dies ist erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass alle drei Ansteuerventile 46, 48, 50stromlos geschaltet sind, so dass alle vorhandenen Schaltventile in ihre zweite Stellung verbracht werden und dort auch gehalten sind.In addition, the
- 1010
- Auslösevorrichtungtriggering device
- 1212
- erster Flanschfirst flange
- 1414
- erste Rohrleitungfirst pipeline
- 1616
- erstes Eingangsschaltventilfirst input switching valve
- 1818
- zweites Eingangsschaltventilsecond input switching valve
- 2020
- drittes Eingangsschaltventilthird input switching valve
- 2222
- Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
- 2424
- zweite Rohrleitungsecond pipeline
- 2626
- Sammelrohrmanifold
- 2828
- erste Rohrleitungsverzweigungfirst pipeline branching
- 3030
- erstes Rückschlagventilfirst check valve
- 3232
- erste Blendefirst aperture
- 3434
- erster Drucksensorfirst pressure sensor
- 3636
- zweiter Drucksensorsecond pressure sensor
- 3838
- Verbindungsstellejunction
- 4040
- zweite Rohrleitungsverzweigungsecond pipeline branch
- 4242
- ÜberdruckventilPressure relief valve
- 4444
- Steuerleitungcontrol line
- 4646
- erstes Ansteuerventilfirst control valve
- 4848
- zweites Ansteuerventilsecond control valve
- 5050
- drittes Ansteuerventilthird control valve
- 5252
- Symbolsymbol
- 5454
- Federfeather
- 5656
- erste Zuleitungfirst supply line
- 5757
- zweite Zuleitungsecond supply line
- 5858
- erster Steuerzylinderfirst control cylinder
- 6060
- erstes Schaltventilfirst switching valve
- 6262
- zweiter Steuerzylindersecond control cylinder
- 6464
- zweites Schaltventilsecond switching valve
- 6666
- zweites Überdruckventilsecond pressure relief valve
- 6868
- Drainagerohrdrainage pipe
- 7070
- Abflusspunktdrainage point
- 7272
- erste Drainageleitungfirst drainage line
- 7474
- zweite Drainageleitungsecond drainage line
- 7676
- dritte Drainageleitungthird drainage line
- 7878
- erste Beipassleitungfirst bypass cable
- 8080
- zweite Beipassleitungsecond bypass line
- 8282
- dritte Beipassleitungthird bypass line
- 8484
- Drosselorganthrottle member
- 8686
- dritter Drucksensorthird pressure sensor
Claims (11)
- Valve arrangement for the activation of a structural element comprising three inlet switching valves (16, 18, 20), inflow lines (14), pressure lines (24, 26) and a connection element (38) for connection of the structural element to the valve arrangement, wherein• a pressure-loaded medium can be conducted through the inlet switching valves (16, 18, 20),• the inlet switching valves (16, 18, 20) can be connected on their inflow side to a pressure supply by means of the inflow lines (14),• the inlet switching valves (16, 18, 20) are arranged parallel to one another in flow terms, and• the connection element (38) is connected to outflow sides of all the inlet switching valves (16, 18, 20) by means of the pressure lines (24, 26),characterized in that
the valve arrangement furthermore comprises a control line (44), three switching-valve groups, activation valves (46, 48, 50) and three outflow lines (72, 74, 76) for the medium, wherein• the control line (44) is acted upon by the medium and can be connected to the pressure supply,• the three switching-valve groups can be activated by means of the control line (44),• each switching-valve group comprises two switching valves (60, 64) and one of the inlet switching valves (16, 18, 20),• one of the activation valves (46, 48, 50) is interposed in each case between a switching-valve group and the control line (44), by means of which activation valve (46, 48, 50) the switching actions of the switching valves (60, 64) and of the inlet switching valve (16, 18, 20) of the corresponding switching-valve group are made possible,• the outflow lines (72, 74, 76) are connected in parallel in flow terms and are arranged between an outflow location (70) for the medium and the connection element (38),• two switching valves (60, 64) are arranged in a series connection in each of the outflow lines (72, 74, 76), and• the switching valves of each outflow line (72, 74, 76) are actuated by different activation valves (46, 48, 50). - Valve arrangement according to Claim 1, characterized in that the medium is a gas or a liquid, in particular an oil.
- Valve arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the structural element is a quick-acting shut-off valve or a safety device.
- Valve arrangement according to one of the abovementioned claims, characterized in that the activation valve (46, 48, 50) is a solenoid valve.
- Valve arrangement according to one of the abovementioned claims, characterized in that the switching valves (60, 64), the inlet switching valves (16, 18, 20) and/or the activation valves (46, 48, 50) have a return element, in particular a return spring, which, when the valve is in the inoperative state, keeps the latter in or brings the latter into a predetermined valve position.
- Valve arrangement according to one of the abovementioned claims, characterized in that the switching valves (60, 64), the inlet switching valves (16, 18, 20) and the activation valves (46, 48, 50) or the valves of a switching-valve group are arranged in a common housing belonging to the valve arrangement.
- Valve arrangement according to one of the abovementioned claims, characterized in that a pressure sensor (34, 36, 86) is arranged in each pressure line connected to an inlet switching valve (16, 18, 20).
- Valve arrangement according to one of the abovementioned claims, characterized in that a pressure sensor (34, 36, 86) is arranged in each outflow line in the line portion between the two switching valves (60, 64) arranged in the respective outflow line.
- Valve arrangement according to one of the abovementioned claims, characterized in that three bypass lines (78, 80, 82) belonging to the valve arrangement, with at least one throttle member (54) in each bypass line (78, 80, 82), are arranged between the inflow lines and the outflow lines of the valve arrangement, and in that the bypass lines (78, 80, 82) are connected to the outflow lines in the region between the switching valves (60, 64) and the outflow location of the bypass lines (78, 80, 82).
- Valve arrangement according to one of the abovementioned claims, characterized in that in each case one bypass line (78, 80, 82) belonging to the valve arrangement is connected to an outflow line, and in that the connection point is arranged between the two switching valves (60, 64) of the respective outflow line.
- Valve arrangement for the activation of a structural element comprising three inlet switching valves (16, 18, 20), inflow lines (14), pressure lines (24, 26) and a connection element (38) for connection of the structural element to the valve arrangement, wherein• a pressure-loaded medium can be conducted through the inlet switching valves (16, 18, 20),• the inlet switching valves (16, 18, 20) can be connected on their inflow side to a pressure supply by means of the inflow lines,• the inlet switching valves (16, 18, 20) are arranged parallel to one another in flow terms, and• the connection element is connected to outflow sides of all the inlet switching valves (16, 18, 20) by means of the pressure lines,characterized in that
the valve arrangement furthermore comprises a control line (44), a first number of switching-valve groups, activation valves (46, 48, 50) and the first number of outflow lines (72, 74, 76) for the medium, wherein• the control line (44) is acted upon by the medium and can be connected to the pressure supply,• the first number of switching-valve groups can be activated by means of the control line,• the first number of switching-valve groups corresponds to the number of inlet switching valves present,• a second number of switching valves (60, 64) and one of the inlet switching valves (16, 18, 20) are assigned to each switching-valve group,• the second number of switching valves (60, 64) is obtained from the first number of switching valve groups minus a whole number, insofar as the result is the number two or a greater number,• one of the activation valves (46, 48, 50) is interposed in each case between a switching-valve group and the control line, by means of which activation valve (46, 48, 50) the switching actions of the switching valves (60, 64) and of the inlet switching valve (16, 18, 20) of the corresponding switching-valve group are made possible,• the outflow lines (72, 74, 76) are connected in parallel in flow terms and are arranged between an outflow location for the medium and the connection element,• a second number of switching valves (60, 64) is arranged in a series connection in each of the outflow lines, and• the switching valves (60, 64) of each outflow line are actuated by different activation valves (46, 48, 50).
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