EP3665415B1

EP3665415B1 - Sicherheitssystem für einen druckspeicher

Info

Publication number: EP3665415B1
Application number: EP18758832.2A
Authority: EP
Inventors: Thomas Kreutzer; Thomas GÖTZ
Original assignee: Hydac Technology GmbH
Current assignee: Hydac Technology GmbH
Priority date: 2017-08-12
Filing date: 2018-08-09
Publication date: 2022-12-28
Anticipated expiration: 2038-08-09
Also published as: US11112062B2; KR20200038939A; JP2020529553A; US20200149683A1; WO2019034529A1; JP7261180B2; DE102017007628A1; EP3665415A1; KR102608476B1; CN212029152U

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem mit den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein derartiges Sicherheitssystem findet in unterschiedlichen hydraulischen Versorgungssystemen Anwendung und ist beispielsweise aus dem Produktkatalog "Speichertechnik" mit der Nr. D 3.553.4/03.16 der Firma HYDAC INTERNATIONAL bekannt. Die bekannte Lösung dient dem Befüllen und Prüfen von Hydro-Speicheranlagen mit sog. Nachschaltausführung. Hierzu weist der bekannte Ventilblock verschiedene Fluidanschlüsse auf, insbesondere für den Anschluss einer Füll- und Prüfeinrichtung, eines Manometers, von nachgeschalteten Stickstoffflaschen, eines Druckspeichers in Form eines Hydrospeichers sowie mindestens eines Gassicherheitsventils. Im Betrieb des Ventilblocks ist der Hydrospeicher, vorzugsweise in Form eines Kolbenspeichers, mit seiner Gasseite mit dem Gassicherheitsventil permanent verbunden. Die Flüssigkeitsseite des Hydrospeichers, die über ein Trennelement, wie einem in einem Speichergehäuse längsverfahrbar geführten Trennkolben, von der Gasseite separiert ist, ist an ein hydraulisches Versorgungssystem, beispielsweise in Form eines üblichen hydraulischen Arbeitskreises, angeschlossen. Ferner ist in dem Ventilblock ein Absperrventil vorhanden, das in seiner geöffneten Stellung den Fluidweg zwischen den möglicherweise angeschlossenen, nachgeschalteten Stickstoffflaschen und dem Hydrospeicher für eine gasführende Verbindung mit dem Stickstoffgas freigibt und das in seiner geschlossenen Stellung diesen Fluidweg sperrt.
Bei Abnahme des jeweiligen Gassicherheitsventils vom Ventilblock, beispielsweise im Rahmen von Wartungs- oder Reparaturarbeiten, ist dann stets das gesamte, unter einem Betriebsdruck stehende Arbeitsgas aus dem Sicherheitssystem abzulassen, wobei der jeweils angeschlossene Hydrospeicher und/oder die jeweils angeschlossenen Stickstoffflaschen zu schließen sind und zumindest Teile einer angeschlossenen Hydraulikanlage müssen entsprechend drucklos gemacht werden. Bei anschließender Wiederinbetriebnahme des Sicherheitssystems samt jeweils zugehörigem Gassicherheitsventil und entsprechend angeschlossenen Druckspeichern sind die vorstehend angesprochenen Stilllegungsschritte wieder rückgängig zu machen.
Die EP 2 857 727 A1 beschreibt ein Sicherheitssystem mit den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1 mit einem Ventilblock, an den mindestens ein Gassicherheitsventil in abnehmbarer Weise angeschlossen ist, mit mindestens einem ansteuerbaren Ventil im oder am Ventilblock und mit mindestens einem ein gasförmiges Druckmedium aufnehmenden Druckspeicher, der an den Ventilblock in gleichfalls abnehmbarer Weise angeschlossen ist, wobei eine zumindest abschnittsweise innerhalb des Ventilblocks verlaufende gasführende Verbindung zwischen dem jeweils angeschlossenen Druckspeicher und dem jeweils angeschlossenen Gassicherheitsventil mittels des Ventils sperr- oder freigebbar ist.
Weitere Sicherheitssysteme gehen aus der US 4 076 176 und der FR 3 024 204 hervor.
Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Sicherheitssystem mit verbesserter Funktionalität und zur Ressourcenschonung zu schaffen.
Eine dahingehende Aufgabe löst ein Sicherheitssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 ist vorgesehen, dass an den Ventilblock mindestens zwei Gassicherheitsventile angeschlossen sind, und dass mittels einer Sicherheitseinrichtung, die das ansteuerbare Ventil umfasst, gewährleistet ist, dass zum Abnehmen eines Gassicherheitsventils vom Ventilblock die gasführende Verbindung zum jeweils angeschlossenen Druckspeicher unterbrochen ist und die zu mindestens einem anderen Gassicherheitsventil führende Verbindung derart aufrechterhalten bleibt, dass eine permanente gasführende Verbindung zwischen diesem jeweiligen Druckspeicher und diesem jeweils anderen Gassicherheitsventil während des Wechselvorgangs des einen Gassicherheitsventils und dessen erneuter Inbetriebnahme hergestellt ist.
Dergestalt lässt sich der Betrieb einer hydraulischen, zumindest teilweise gasführenden Anlage aufrecht erhalten, auch wenn ein Gassicherheitsventil vom Ventilblock abgenommen ist, da das am Ventilblock sicherheitshalber verbleibende eine Gassicherheitsventil die angesprochenen Sicherheitsfunktionen vollständig übernimmt.
Dadurch, dass eine zumindest abschnittsweise innerhalb des Ventilblocks verlaufende gasführende Verbindung zwischen dem jeweils angeschlossenen Druckspeicher und dem jeweils angeschlossenen Gassicherheitsventil mittels des Ventils sperr- oder freigebbar ist, ist eine besonders hohe Sicherheit erreicht. Das jeweilige Gassicherheitsventil lässt sich im Bedarfsfall vom Ventilblock abnehmen, sofern das zugehörige Ventil im oder am Ventilblock in seine Sperrstellung gebracht und insoweit mit Sicherheit von dem jeweils angeschlossenen Druckspeicher gasseitig entkoppelt ist, der aus einem Hydrospeicher oder einem Gasspeicher, wie einer Stickstoffflasche oder einem sonstigen, zumindest teilweise gasführenden Druckbehälter, wie einem Vorratstank oder dergleichen, gebildet ist.
Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem eröffnet die Möglichkeit, das am Ventilblock des Sicherheitssystems angeschlossene Gassicherheitsventil über ein zugeordnetes, ansteuerbares Ventil abzusperren, ohne dabei wesentliche Gasverluste auf Seiten der jeweiligen am Ventilblock angeschlossenen Druckspeicheranlage zu erleiden und ohne dass hydraulische Anlageteile drucklos zu machen wären.
Die bei Reparatur- und/oder Wartungsarbeiten erforderliche Abnahme eines Gassicherheitsventils vom Ventilblock des Sicherheitssystems lässt sich schnell sowie kostengünstig durchführen und zeitlich aufwändige Entleer- und Befüllvorgänge auf der Gasseite einer insoweit angeschlossenen Anlage mit dem jeweiligen Druckspeicher können entfallen, was insoweit Ressourcen schonend ist. Dies hat so keine Entsprechung im Stand der Technik.
Druckspeicher im Sinne der Erfindung umfassen sämtliche zur Aufnahme eines Fluids, insbesondere eines Gases, geeigneten und eingesetzten Behältnisse, wie Druckbehältnisse, Hydrospeicher, Gasflaschen, insbesondere Stickstoffflaschen, und dergleichen. Es versteht sich, dass der im erfindungsgemäßen Sicherheitssystem eingesetzte Druckspeicher nicht auf die in einzelnen Bereichen üblichen Sprachdefinitionen eingeschränkt ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems ist der jeweilige Druckspeicher ein Druckbehälter, der ausschließlich mit dem gasförmigen Druckmedium befüllt oder befüllbar ist, wie eine Stickstoffflasche oder ein Hydrospeicher, insbesondere in Balg-, Membran-, Speicher- oder Kolbenausführung, dessen in einem Speichergehäuse aufgenommenes Trennglied eine Gasseite von einer Flüssigkeitsseite trennt. Dergestalt lassen sich mit nur einem Sicherheitssystem auch verschiedene Arten von Druckspeichern, die nur an einen Ventilblock angeschlossen sind, sicher beherrschen, was regelmäßig der Fall ist, wenn auf einer Seite des Ventilblocks mindestens ein Hydrospeicher als Druckspeicher an eine hydraulische Anlage angeschlossen ist und auf derselben oder einer anderen Seite des Ventilblocks zusätzliche Stickstoffflaschen als Vorrats- oder Nachschaltflaschen angeschlossen sind, die bei hergestellter Fluidversorgung den Hydrospeicher auf seiner Gasseite auch im Betrieb desselben nachladen oder dessen Vorspannung auf seiner Gasseite im Betrieb erhöhen können.
Mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem ist insbesondere gewährleistet, dass bei einer Inbetriebnahme und beim fortlaufenden Betrieb eines hydraulischen Versorgungssystems in jedem Fall das auf einen maximalen Ansprechdruck eingestellte Gassicherheitsventil permanent mit der Gasseite des von seiner Flüssigkeitsseite her an ein hydraulisches System oder eine Anlage angeschlossenen Druckspeichers beispielsweise in Form eines Hydrospeichers verbunden bleibt. Insbesondere bei mehrfach am Ventilblock eingesetzten Gassicherheitsventilen lässt sich zu Reinigungsund/oder Wartungszwecken eines solchen Gassicherheitsventils dieses vom Ventilblock abnehmen, während das jeweils andere, am Ventilblock verbleibende Gassicherheitsventil die beschriebene Sicherheitsfunktion für das hydraulische Versorgungssystem nebst seinen Anlageteilen weiter wahrnimmt. Regelmäßig sind solche Gassicherheitsventile aus Druckbegrenzungsventilen gebildet, deren zur Umgebung führende Gasaustrittsseite von einem Netzgitter oder einem Sieb abgedeckt ist, um etwaig in der Nähe sich aufhaltende Personen im Sicherheitsfall von dem abströmenden Druckgas hohen Druckes zu schützen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems liegt der Sicherheitseinrichtung ein mechanisches Verriegelungskonzept, ein mechanisches Steuerkonzept, ein elektrisches Überwachungskonzept oder ein chipgesteuertes Betätigungskonzept für das jeweils ansteuerbare Ventil zugrunde. Durch die anforderungsgerechte, an die jeweilige Anwendung angepasste Ausgestaltung der Sicherheitseinrichtung ist im laufenden Betrieb bei geringer Stör- und Fehleranfälligkeit eine sichere Absperrung des Druckspeichers beispielsweise vor Abnahme eines zugehörigen Gassicherheitsventils gewährleistet. Mechanische Konzepte für die Verriegelung oder die Ventilsteuerung bieten den Vorteil einer hohen Robustheit sowie einer geringen Wartungsintensität. Ein elektrisches oder chipgesteuertes Konzept für die Überwachung oder die Betätigung bietet den Vorteil eines geringen Bauraumerfordernisses sowie die Möglichkeit einer Fernüberwachung bei Einsatz einer entsprechenden Datenübertragung.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems sind für die Realisierung des mechanischen Verriegelungskonzepts zwei, vorzugsweise von Hand betätigbare, Kugelhähne vorgesehen, die jeweils an ein zuordenbares Gassicherheitsventil gasführend angeschlossen sind und die Steuerscheiben tragen, die im gegenseitig verriegelten Zustand sicherstellen, dass ein Kugelhahn in seiner geöffneten Stellung das zugehörige Gassicherheitsventil mit dem Druckspeicher über eine Verbindung gasführend verbindet und der andere Kugelhahn in seiner Sperrstellung für ein Entfernen des zugehörigen Gassicherheitsventils, beispielsweise zu Austausch- oder Wartungszwecken, vom Ventilblock eine zugehörige andere Verbindung zum jeweiligen Druckspeicher sperrt.
Die Steuerscheiben sind integraler Bestandteil einer mechanischen Verriegelung der Betätigungselemente der Kugelhähne und vorzugsweise an einer Außenseite des Ventilblocks angeordnet. Sobald ein Kugelhahn gesperrt wird zur Abnahme des zugehörigen Gassicherheitsventils, wird die zugehörige Steuerscheibe derart mit zumindest einer Steuerscheibe eines weiteren Gassicherheitsventils verriegelt, dass das weitere Gassicherheitsventil in der geöffneten, betriebssicheren Stellung blockiert und sicher gehalten ist. Somit ist bei Abnahme und Entfernen eines Gassicherheitsventils mindestens ein funktionstüchtiges weiteres Gassicherheitsventil an den Ventilblock in seiner Offenstellung angeschlossen, das dann ausschließlich die Sicherheitsfunktion wahrnimmt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mittels zweier Handhebel der Kugelhähne, ausgehend von einer gemeinsamen Öffnungsrichtung, je eine der Steuerscheiben in Richtung einer Schließstellung des Kugelhahns betätigbar, die außenumfangsseitig einen Ausschnitt aufweist, der mit einem korrespondierend ausgebildeten Ausschnitt am Außenumfang der anderen Steuerscheibe derart zusammenwirkt, dass eine Drehbewegung des jeweiligen Kugelhahns mittels des zugeordneten Handhebels ermöglicht oder blockiert ist. Besonders bevorzugt weist der jeweilige Ausschnitt eine bogenförmige Kontur mit einer Krümmung vergleichbar dem Außenumfang der Steuerscheibe auf. In einen derart geformten Ausschnitt greift die jeweils andere Steuerscheibe derart ein, dass der zugehörige Handhebel in der gewählten Stellung blockiert und ein unbeabsichtigtes oder gewolltes Ändern dieser Stellung nicht möglich ist.
Die Gassicherheitsventile weisen eine zylindrische Grundform auf und sind an einer Unterseite des Ventilblocks angeordnet. Die Handhebel zur Betätigung der zugehörigen Kugelventile sind vorzugsweise an einer für eine Bedienperson zugänglichen Seite des Ventilblocks angeordnet, wobei in der Regel eine senkrechte Richtung die Öffnungsstellung und eine waagerechte Richtung die Schließstellung des zugehörigen Kugelhahns anzeigt. Besonders bevorzugt sind die Ausschnitte bei benachbarten Handhebeln derart angeordnet, dass in der Öffnungsstellung der beiden Handhebel die Ausschnitte benachbart und gegenüberliegend derart zueinander angeordnet sind, dass bei Bewegung des einen Handhebels in die Schließstellung die zugehörige Steuerscheibe in den Ausschnitt an der anderen Steuerscheibe des anderen Handhebels hinein bewegt wird und dabei deren Bewegung gleichfalls in die Schließstellung blockiert.
Vorzugsweise sind zwei oder mehr Gassicherheitsventile nebeneinander, eine Reihe bildend, am Ventilblock angeordnet. Dementsprechend sind zwei bzw. mehr Handhebel mit zugehörigen Steuerscheiben nebeneinander, eine Reihe bildend, an der Seite des Ventilblocks angeordnet.
Weiter ist vorteilhaft, dass die Steuerscheibe mit einer Anschlagbegrenzung am Ventilblock derart zusammenwirkt, dass der Handhebel aus einer Öffnungsrichtung parallel zu der Längsrichtung des jeweiligen Gassicherheitsventils um 90° in eine Sperrstellung quer zu dieser Längsausrichtung und umgekehrt verschwenkbar ist. Hieraus ergibt sich der Vorteil einer fehlerfreien Bedienung beim Verschwenken des jeweiligen Handhebels in eine seiner Stellungen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems ist für die Realisierung des mechanischen Steuerkonzepts als steuerbares Ventil ein 3-Wege-Kugelhahn eingesetzt, der in seiner einen Schaltstellung ein Gassicherheitsventil über eine Verbindung mit dem Druckspeicher gasführend verbindet und ein anderes Gassicherheitsventil durch Sperren einer zugehörigen anderen Verbindung vom Druckspeicher entkoppelt, wobei in einer weiteren Schaltstellung das andere Gassicherheitsventil über die andere Verbindung mit dem Druckspeicher gasführend verbunden und das eine Gassicherheitsventil durch Sperren der einen Verbindung entkoppelt ist. Durch den Einsatz nur eines 3-Wege-Kugelhahns können zwei separate Kugelhähne für die beiden Gassicherheitsventile entfallen. Unabhängig von der Schaltstellung des 3-Wege-Kugelhahns ist dann aber ein Gassicherheitsventil an den Druckspeicher angeschlossen und ein Gassicherheitsventil hiervon getrennt, so dass zumindest immer ein Gassicherheitsventil die Sicherheitsfunktion für den Druckspeicher übernimmt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems ist für die Realisierung des elektrischen Überwachungskonzepts mittels einer Sensorik die Position des jeweils ansteuerbaren Ventils auf seine Öffnungs- und/oder Schließstellung hin überwacht, und ein Betrieb des hydraulischen Versorgungssystems wird von einer übergeordneten Steuerung erst dann ermöglicht, wenn die Sensorik feststellt und an die Steuerung übermittelt, dass die jeweilige gasführende Verbindung zwischen Gassicherheitsventil und Druckspeicher über das steuerbare Ventil tatsächlich freigegeben ist. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass ein Öffnen oder Sperren der gasführenden Verbindung "automatisch" feststellbar ist. Mittels einer zusätzlichen optischen Anzeige, beispielsweise an einer Außenseite des Ventilblocks angebracht, kann einer Bedienperson die Freigabe zur Abnahme des Gassicherheitsventils angezeigt werden, wenn das andere Gassicherheitsventil die Sicherheitsfunktion wahrnimmt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems ist für die Realisierung des chipgesteuerten Betätigungskonzepts ein Steuerchip vorgesehen, der an der Steuerung des hydraulischen Versorgungssystems eingesetzt deren Betrieb erst ermöglicht, bei dessen Entfernen das Versorgungssystem aber stillsetzt und bei dessen Einsatz am steuerbaren Ventil das jeweils zuordenbare Gassicherheitsventil dann gasseitig vom Druckspeicher durch Sperren der zugehörigen Verbindung entkoppelt. Umgekehrt ist ein Betrieb des hydraulischen Versorgungssystems erst möglich, wenn der Steuerchip nach Entnahme das Gassicherheitsventil wieder in seine Öffnungsstellung freigibt und dieser Chip an der Steuerung erneut eingesetzt den Betrieb der angeschlossenen hydraulischen Anlage wieder ermöglicht.
Weiter ist vorteilhaft, dass der Ventilblock mindestens einen weiteren Versorgungsanschluss aufweist, über den mindestens ein weiterer Druckspeicher, vorzugsweise ein Gasdruckspeicher, anschließbar ist, der über ein innerhalb des Ventilblocks angeordnetes Sperrventil in seiner geöffneten Stellung mit dem jeweiligen Druckspeicher gasführend verbunden, vorzugsweise an die Gasseite eines Hydrospeichers angeschlossen, ist. Über den weiteren Versorgungsanschluss kann dann insbesondere Gas aus dem Gasvorrat der Speicherflasche entnommen und auf die Gasseite des Hydrospeichers geleitet werden, um dergestalt das Arbeitsvermögen dieses Hydrospeichers zu erhöhen.
Weiter ist vorteilhaft, dass der Ventilblock zumindest eine weitere Anschlussstelle aufweist, an die eine Füll- und Prüfeinrichtung anschließbar ist, die über eine Füll- und Prüfverbindung im Ventilblock direkt mit dem Druckspeicher gasführend verbunden, vorzugsweise an die Gasseite eines Hydrospeichers in Form eines Kolbenspeichers angeschlossen, ist, und dass diese Füll- und Prüfverbindung über ein Rückschlagventil, das in Richtung des jeweiligen steuerbaren Ventils öffnet, an eine weitere Verbindung zwischen dem jeweiligen weiteren Druckspeicher und dem Druckspeicher angeschlossen ist. Über die Füll- und Prüfeinrichtung sind Eigenschaften des Gases, wie Temperatur und Druck des Gasvolumens, überwach- und erfassbar.
Ist an den vorstehend bezeichneten Hydrospeicher auf seiner Flüssigkeitsseite in üblicher Weise ein hydraulisches Versorgungssystem angeschlossen, ist mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem gewährleistet, dass im Fall einer Betriebsstörung, wie sie auch durch einen Brand verursacht sein kann, es nicht ungewollt zu einer Druckerhöhung auf der Gasseite des Hydrospeichers kommen kann, da über die geöffnete Ventileinrichtung, respektive den in Öffnungsstellung befindlichen Kugelhahn sichergestellt ist, dass bei Überschreiten eines Maximaldrucks auf den das jeweilige Gassicherheitsventil eingestellt ist, Gas mit höherem Druck auf der Hydrospeicherseite in die Umgebung direkt entweichen kann. Dergestalt wird auch ein zu hoher Druck auf der Flüssigkeitsseite des Hydrospeichers und auf Seiten des Versorgungssystems, der zum Bersten von Anlageteilen führen könnte, unmittelbar abgebaut, so dass eine Gefährdung von Bedienpersonen an den Anlageteilen des Versorgungssystems ausgeschlossen ist. Das Sicherheitssystem gewährleistet dabei weiter, dass manuelle Fehlbedienungen, die zu einer ungewollten Stilllegung der Funktion des Gassicherheitsventils führen könnten, ausgeschlossen sind.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren und der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung. Die vorstehend genannten und die weiter angeführten Merkmale können erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen an einem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem realisiert sein. Die in den Figuren gezeigten Merkmale sind rein schematisch und nicht maßstäblich zu verstehen. Es zeigen:

Fig. 1a bis 1c: jeweils eine Seitenansicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Ventilblocks eines Sicherheitssystems mit unterschiedlichen Betätigungsstellungen von einzelnen Gassicherheitsventilen zugeordneten Handhebeln;
Fig. 2: eine perspektivische Ansicht des Ventilblocks aus Fig. 1b;
Fig. 3a und 3b: jeweils einen Schaltplan für ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems;
Fig. 4: einen Schaltplan für ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems;
Fig. 5: einen Schaltplan für ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems;
Fig. 6: einen Schaltplan für ein Ausführungsbeispiel eines weiteren Sicherheitssystems; und
Fig. 7a und 7b: jeweils eine perspektivische Ansicht eines weiterem Sicherheitssystems.

Die Ausführungsformen der Fig. 6 und 7a dienen lediglich der Erläuterung des Hintergrundes der Erfindung und sind nicht Gegenstand eines Anspruches.
Fig. 1a bis 1c zeigen jeweils in Seitenansicht einen Ventilblock 10, an dessen Unterseite ein erstes Gassicherheitsventil 12 und ein zweites Gassicherheitsventil 14 angeordnet sind. Den Gassicherheitsventilen 12, 14 ist jeweils ein im Gehäuse des Ventilblocks 10 vorhandenes Küken eines Kugelhahns 50, 52 (s. Fig. 3a, b) zugeordnet. Die Küken der Kugelhähne 50, 52 sind über einen ersten Handhebel 16 bzw. einen zweiten Handhebel 18 voneinander getrennt zwischen einer geöffneten Schaltstellung und einer geschlossenen Schaltstellung hin und her schaltbar angeordnet. In der in Fig. 1a gezeigten Schaltstellung der beiden Handhebel 16, 18 sind diese jeweils in senkrechter Richtung, parallel zu den zylinderförmigen Gassicherheitsventilen 12, 14, ausgerichtet und mithin in ihrer geöffneten Schaltstellung dargestellt. In der geschlossenen Schaltstellung ist der zugehörige Handhebel 16 oder 18 waagerecht ausgerichtet, wie in Fig. 1b für den zweiten Handhebel 18 und in Fig. 1c für den ersten Handhebel 16 gezeigt. Während der Handhebel 16 gerade verlaufend ausgeführt ist, weist der andere Handhebel 18 eine Kröpfung auf, so dass er im Bedarfsfall über den Handhebel 16 hinweg geschwenkt werden kann (s. Fig. 2). In der geschlossenen Schalt- oder Schließstellung ist die Verbindung zur Gasseite 45 eines in den Fig. 1a bis 1c nicht gezeigten Druckspeichers 42 (s. Fig. 3a und 3b) über den zugehörigen Kugelhahn 50 oder 52 getrennt und die Abnahme des zugehörigen Gassicherheitsventils 12 bzw. 14 in sicherer Weise möglich, was im Folgenden noch näher erläutert werden wird.
Beabstandet zu den nebeneinander angeordneten Handhebeln 16, 18 ist ein dritter Handhebel 20 an der Außenseite des Ventilblocks 10 angeordnet, über welchen ein einem Versorgungsanschluss 22 zugeordnetes Küken eines weiteren dritten Kugelhahns 54 (s. Fig. 3a, b) betätigbar ist. Der Anschluss 22 ist dabei in Blickrichtung auf die Figuren 1a, b, c und 2 an der Unterseite des quaderförmigen Ventilblocks 10 angeordnet. In einer in den Fig. 1a bis 1c rechts gezeigten Seitenfläche des Ventilblocks 10 ist eine Füll- und Prüfanschlussstelle 24 für eine nicht weiter gezeigte gasseitige Füll- und Prüfeinrichtung ausgebildet, und an der Oberseite des Ventilblocks 10 ist ein Druckanschluss 26 für einen Anschluss des Druckspeichers 42 vorhanden. Weiter ist eine Messeinrichtung 28 in Form eines elektrischen Druckmesswertumformers an der Oberseite des Ventilblocks 10 vorgesehen. An der in den Fig. 1a bis 1c rechts gezeigten Seitenfläche des Ventilblocks 10 ist ein Manometeranschluss 34 für ein Manometer 44 (s. Fig. 3a bis 6) ausgebildet. Der erste und der zweite Handhebel 16, 18 sind jeweils mit einer kreisförmigen Steuerscheibe 30a, 30b verbunden, die jeweils koaxial zur Drehachse des zugehörigen Handhebels 16, 18 auf der vorderen Stirnseite des Ventilblocks 10 angeordnet sind. Der dritte Handhebel 20 weist eine übliche Scheibe 30c zur Drehbegrenzung auf.
Die ringförmig ausgebildeten Steuerscheiben 30a, 30b für die Handhebel 16, 18 weisen jeweils einen segmentweise und konkav geformten Ausschnitt 32a, 32b mit bogenförmiger Kontur auf. In der in Fig. 1a gezeigten geöffneten Schaltstellung der beiden Handhebel 16, 18 sind die beiden Ausschnitte 32a, 32b einander gegenüberliegend angeordnet. Die Ausgestaltung und Anordnung der Ausschnitte 32a, 32b ist derart gewählt, dass bei Bewegen des zweiten Handhebels 18 im Uhrzeigersinn in die geschlossene Schaltstellung, vergleichbar der Darstellung nach der Fig. 1b, die zweite Steuerscheibe 30b außenumfangsseitig mit ihrer insoweit konvexen Außenkontur in die erste, konkave Ausnehmung 32a an der ersten Steuerscheibe 30a des ersten Handhebels 16 zwangsläufig hinein bewegt wird. Hierdurch wird der erste Handhebel 16 in der gezeigten geöffneten, vertikalen Schaltstellung durch die Steuerscheiben 30a, 30b mechanisch verriegelt. In vergleichbarer Weise wird die erste Steuerscheibe 30a mit ihrem konvexen oder bogenförmigen Außenumfang bei Bewegung des ersten Handhebels 16 im Uhrzeigersinn in die geschlossene Schaltstellung, wie in Fig. 1c gezeigt, in den zweiten, konkaven Ausschnitt 32b an der zweiten Steuerscheibe 30b hinein bewegt und dementsprechend der zweite Handhebel 18 in der in Fig. 1c gezeigten geöffneten, vertikalen Schaltstellung sicher verriegelt.
Am Ventilblock 10 sind weiter zwei stiftartig vorstehende Anschlagbegrenzungen 15a, 15b vorgesehen, welche jeweils die Drehbewegung des zugehörigen Handhebels 16, 18 um 90° in die geöffnete und die geschlossene Schaltstellung festlegen und mit benachbart zum Ausschnitt 32a, 32b der jeweiligen Steuerscheibe 30a, 30b ausgebildeten Anschlagnasen zusammenwirken. Die dahingehende Anschlagbegrenzung ist bei Kugelhähnen üblich, sodass hierauf nicht mehr näher eingegangen wird; insbesondere wurden einzelne Details hierzu in den Figuren der besseren Übersichtlichkeit weggelassen. In Fig. 2 ist weiter eine Anschlagbegrenzung 15c für eine an der Steuerscheibe 30c ausgebildete Nase dargestellt, welche die entsprechende Drehbewegung des dritten Handhebels 20 begrenzt.
Fig. 3a zeigt einen hydraulischen Schaltplan für ein erstes Ausführungsbeispiel des Ventilblocks 10 mit einem ersten Ventilanschluss 36 (s. Fig. 1a) für das erste Gassicherheitsventil 12 und einem zweiten Ventilanschluss 38 (s. Fig. 1b) für das zweite Gassicherheitsventil 14. Am Versorgungsanschluss 22 sind beispielhaft zwei weitere Druckspeicher 40a, 40b, ausgebildet als Gasspeicher in Form üblicher Stickstoff-Nachladeflaschen, an den Ventilblock 10 angeschlossen. Weiter sind am Druckanschluss 26 ein Druckspeicher 42, ausgebildet als ausschließlich mit einem gasförmigen Druckmedium befüllter Druckbehälter in Form einer Stickstoffflasche angeschlossen. Am Manometeranschluss 34 ist das Manometer 44 und an einem Messanschluss 48 ist die Messeinrichtung 28 angeschlossen. Das Manometer 44 und die Messeinrichtung 28 üblicher Bauart sind über Schnellschlusskupplungen 46a, 46b mit den zugehörigen Anschlüssen 34 bzw. 48 am Ventilblock 10 fluid- und druckführend verbunden. Mit der Lösung nach der Fig. 3a lässt sich unter anderem der Druckspeicher 42 aus den Nachladeflaschen 40a, 40b mit Stickstoff befüllen. Der befüllte Speicher 42 kann dann vom Ventilblock 10 befüllt entnommen und ein neuer Speicher 42 wiederum befüllt werden. Insoweit könnte auch an die Stelle der einzelnen Speicherflaschen 40a, 40b ein Versorgungsnetz (nicht dargestellt) treten, aus dem sich der Speicher 42 dann befüllen lässt. Anstelle eines exemplarisch dargestellten Druckspeichers 42 in Form einer Gasvorratsflasche lassen sich auch eine Vielzahl solcher gasführenden Speichersysteme an den Anschluss 26 des Ventilblocks 10 anschließen (nicht dargestellt).
Im Ventilblock 10 sind mehrere, miteinander verschaltete Fluidverbindungen zwischen dem ersten Ventilanschluss 36, dem zweiten Ventilanschluss 38, dem Versorgungsanschluss 22, dem Druckanschluss 26, der Füll- und Prüfanschlussstelle 24, dem Messanschluss 48 und dem Manometeranschluss 34 ausgebildet. Typischerweise sind die Verbindungen als Bohrungen in den aus einem Metallwerkstoff gefertigten Ventilblock 10 eingebracht. Vom ersten Ventilanschluss 36 führt ein erster Verbindungsabschnitt 21 zu einem ersten Kreuzungspunkt 23, vom zweiten Ventilanschluss 38 ein zweiter Verbindungsabschnitt 25 zu einem zweiten Kreuzungspunkt 27. Der erste Kreuzungspunkt 23 und der zweite Kreuzungspunkt 27 sind in einem dritten Verbindungsabschnitt 29 angeordnet, welcher vom Messanschluss 48 zu einem dritten Kreuzungspunkt 31 im Inneren des Ventilblocks 10 verläuft.
Ein vierter Verbindungsabschnitt 33 verläuft vom Versorgungsanschluss 22 zum Druckanschluss 26. Im vierten Verbindungsabschnitt 33 sind der dritte Kreuzungspunkt 31 und ein vierter Kreuzungspunkt 35 angeordnet. Der vierte Kreuzungspunkt 35 ist das Ende einer an der Füll- und Prüfanschlussstelle 24 beginnenden Füll- und Prüfverbindung 37. In der Füllund Prüfverbindung 37 ist ein fünfter Kreuzungspunkt 39 angeordnet, welcher das Ende eines am ersten Kreuzungspunkt 23 beginnenden fünften Verbindungsabschnitts 41 darstellt. Im ersten Verbindungsabschnitt 21 ist zwischen dem ersten Ventilanschluss 36 und dem ersten Kreuzungspunkt 22 ein sechster Kreuzungspunkt 43 angeordnet, welcher das Ende eines am Manometeranschluss 34 beginnenden sechsten Verbindungsabschnitts 45 darstellt.
Weiter sind ein erster Leitungsabschnitt 47 zwischen dem ersten Gassicherheitsventil 12 und dem ersten Ventilanschluss 36, ein zweiter Leitungsabschnitt 49 zwischen dem zweiten Gassicherheitsventil 14 und dem zweiten Ventilanschluss 38, dritte Leitungsabschnitte 51, 51a, 51b zwischen den weiteren Druckspeichern 40a, 40b und dem Versorgungsanschluss 22, ein vierter Leitungsabschnitt 53 zwischen dem Druckspeicher oder Gasvorratsflasche 42 und dem Druckanschluss 26, fünfte Leitungsabschnitte 55a, 55b, 55c zwischen der Messeinrichtung 28 und dem Messanschluss 48 sowie von der Messeinrichtung 28 weiterführend und sechste Leitungsabschnitte 57a, 57b zwischen dem Manometer 44 und dem Manometeranschluss 34 vorhanden.
In den von den Gassicherheitsventilen 12, 14 zum Druckspeicher 42 führenden Verbindungen sind im ersten Verbindungsabschnitt 21 der erste Kugelhahn 50 und im zweiten Verbindungsabschnitt 25 der zweite Kugelhahn 52 angeordnet. In dem zum Druckspeicher 42 führenden vierten Verbindungsabschnitt 33 ist der dritte Kugelhahn 54 zwischen drittem 31 und viertem Kreuzungspunkt 35 angeordnet und parallel zu diesem ein Rückschlagventil 56 im fünften Verbindungsabschnitt 41 zwischen erstem 23 und fünftem Kreuzungspunkt 39 geschaltet, das in Richtung des ersten Kreuzungspunktes 23 öffnet. Die einzelnen Kugelhähne 50, 52, 54 werden über die zugehörigen Handhebel 16, 18, 20 einzeln von Hand betätigt. Vom benachbart zum Druckanschluss 26 angeordneten vierten Kreuzungspunkt 35 führt die Füll- und Prüfverbindung 37 direkt zur Füll- und Prüfanschlussstelle 24.
Fig. 3b ist im Wesentlichen identisch mit Fig. 3a und unterscheidet sich von dieser gezeigten Lösung darin, dass anstelle einer als Druckbehälter ausgebildeten Gasvorratsflasche 42 ein als Hydrospeicher in Form eines Kolbenspeichers ausgebildeter Druckspeicher 42 an den Druckanschluss 26 des Ventilblocks 10 angeschlossen ist. An die Hydraulik- oder Flüssigkeitsseite 47 des als Kolbenspeicher ausgebildeten Druckspeichers 42 ist in der Darstellung der Fig. 3b exemplarisch ein hydraulisches Versorgungssystem 43 angeschlossen, regelmäßig aus einem hydraulischen Arbeitskreis bestehend, wie einer Motor-Pumpeneinheit, einem Vorratstank, hydraulischen Verbrauchern, Steuer- und Überwachungseinrichtungen, etc. (nicht dargestellt).
Sobald der Druck auf der Gasseite 45 des Druckspeichers 42 ansteigt, bedingt durch eine unzulässige Druckerhöhung, beispielsweise hervorgerufen durch eine technische Störung im hydraulischen Versorgungssystem 43, wie einen Brand, wird bei Überschreiten eines Maximaldrucks auf der Gasseite 45 des Druckspeichers 42, der von dem Ansprechdruck der Gassicherheitsventile 12, 14 vorgegeben ist, deren Auslösen bewirkt und Gas kann von der Gasseite 45 des Druckspeichers 42 bei geöffneten Ventilen in Form der Kugelhähne 50, 52 über die Gassicherheitsventile 12, 14 solange abströmen, bis deren Ansprechdruck von beispielsweise 330 bar wieder erreicht respektive unterschritten ist. Diese Sicherheitsfunktion ist auch dann verwirklicht, wenn die weiteren Druckspeicher 40a, 40b gasseitig von der Gasseite 45 des Druckspeichers 42 durch Schließen des weiteren dritten Kugelhahns 54 getrennt sind. In diesem Fall erfolgt der Druckausgleich über das Rückschlagventil 56, das in Richtung der beiden Gassicherheitsventile 12, 14 öffnet und insoweit die zugehörigen, Arbeitsgas regelmäßig in Form von Stickstoffgas führenden, Verbindungen im Ventilblock 10 zwecks Druckabbau freigibt. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass der Kolben 49 des als Kolbenspeicher ausgebildeten Druckspeichers 42 die Gasseite 45 von der Flüssigkeitsseite 47, die zum Versorgungssystem 43 führt, voneinander separiert. Bei dem in Fig. 3a, 3b jeweils gezeigten Ausführungsbeispiel des Sicherheitssystems ist durch die separat voneinander bedien- und schaltbaren Kugelhähne 50, 52 gewährleistet, das stets eines der Gassicherheitsventile 12 oder 14 über die zugehörige Verbindung gasführend mit dem Druckspeicher 42 verbunden ist, was wie dargelegt zum erwünschten Sicherheitsgewinn führt.
Der in Fig. 4 gezeigte Schaltplan für ein zweites Ausführungsbeispiel des Sicherheitssystems unterscheidet sich von dem in den Fig. 3a und 3b gezeigten ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass anstelle der beiden Kugelhähne 50, 52 nur ein 3-Wege-Kugelhahn 58 in den Verbindungen von den Gassicherheitsventilen 12, 14 zum jeweiligen Druckspeicher 42 angeordnet ist. Aufgrund der Anordnung des 3-Wege-Kugelhahns 58 ist die Verschaltung der Verbindungen im Ventilblock 10 dahingehend modifiziert, dass der erste Verbindungsabschnitt 21 und der zweite Verbindungsabschnitt 25 jeweils am Kugelhahn 58 enden und von diesem ein gemeinsamer Verbindungsabschnitt 59 zu einem gemeinsamen Kreuzungspunkt 61 im dritten Verbindungsabschnitt 29 führt. Das Manometer 44 ist über den sechsten Verbindungsabschnitt 45 ebenfalls an den dritten Verbindungsabschnitt 29 angeschlossen. Die Verschaltung des vierten Verbindungsabschnitts 33, des fünften Verbindungsabschnitts 41 und der Füll- und Prüfverbindung 37 sind unverändert. Die Druckspeicher 40a, 40b, 42 sind in Fig. 4 der Einfachheit halber nicht mehr dargestellt. Auch brauchen die Flaschen 40a, 40b nicht zwingend am Anschluss 22 angeschlossen sein, der insoweit unbesetzt dann zu verschließen ist. Die Sicherheitsfunktionen mit den beiden Gassicherheitsventilen 12, 14 und den zugehörigen Kugelhähnen 50, 52 ist auch dann reduziert, wenn nur ein entsprechender Druckspeicher 42 am Anschluss 26 des Ventilblocks 10 angeschlossen ist. Bei der 3-Wege-Kugelhahnlösung ist, unabhängig von der Drehstellung des Kükens des Kugelhahns 58, aber immer sichergestellt, dass ein Gassicherheitsventil 12 oder 14 in jedem Fall mit dem Druckspeicher 42 gasführend verbunden ist. Gefährliche Fehlbedienungen sind wie auch bei den vorher beschriebenen Lösungen dergestalt, ausgeschlossen.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Schaltplan in der Art eines hydraulischen Schaltplans für ein drittes Ausführungsbeispiel des Sicherheitssystems sind eine erste Überwachungseinrichtung 60 im ersten Verbindungsabschnitt 21 zur elektrischen oder elektronischen Überwachung der einen Verbindung vom ersten Gassicherheitsventil 12 zum Druckspeicher 42 und eine zweite vergleichbare Überwachungseinrichtung 62 im zweiten Verbindungsabschnitt 25 zur Überwachung der anderen Verbindung vom zweiten Gassicherheitsventil 14 zum Druckspeicher 42 an Anschlüssen 3, 2 des 3-Wege-Kugelhahns 58 ausgebildet. Ansonsten entspricht die Darstellung der Fig. 5 im Wesentlichen der Darstellung nach der Fig. 4.
Bei dem in Fig. 6 gezeigten Schaltplan für ein Ausführungsbeispiel eines Sicherheitssystems, das nicht Teil der Erfindung ist, ist lediglich ein Gassicherheitsventil 12 vorgesehen und nur eine Überwachungseinrichtung 60, wie vorstehend vorgestellt, im ersten Verbindungsabschnitt 21 zur Überwachung der einen Verbindung vom Gassicherheitsventil 12 zum Druckspeicher 42 am zugehörigen Kugelhahn 50 vorhanden. Diese Überwachungseinrichtung 60 kann wahlweise elektrisch oder elektronisch die Öffnungs- und/oder Schließstellung des Kugelhahns 50 überwachen. Die Darstellung der Fig. 6 unterscheidet sich von dem in den Fig. 3a und 3b gezeigten ersten Ausführungsbeispiel insbesondere darin, dass das zweite Gassicherheitsventil 14, der zweite Leitungsabschnitt 49, der zweite Ventilanschluss 38, der zweite Verbindungsabschnitt 25 samt zweitem Kreuzungspunkt 27 und der zweite Kugelhahn 52 entfallen.
Bei den in den Fig. 3a, 3b und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen des Sicherheitssystems ist ein redundantes mechanisches Verriegelungs- bzw. Ventilsteuerkonzept realisiert. Bei dem mechanischen Verriegelungskonzept nach den Fig. 3a und 3b sind über die Steuerscheiben 30a, 30b die beiden zugehörigen 2-Wege-Kugelhähne 50, 52 in Richtung ihrer jeweiligen horizontalen Schließstellung gegenseitig sperrbar, so dass immer nur ein Kugelhahn 50 oder 52 in seine Sperrstellung gelangen kann, was die gasführende Sicherheitsfunktion für immer nur eines der beiden angeschlossenen Gassicherheitsventile 12 oder 14 außer Kraft setzt. Bei dem Ventilsteuerkonzept nach der Fig. 4 ist eine Bedienerführung in dem Sinne erreicht, dass unabhängig von dem Bedienerwillen jedenfalls von der Ventilstellung des Ventils 58 her gesehen in jedem Fall immer ein Gassicherheitsventil 12, 14 in seiner Sicherheitsfunktion gehalten ist.
Bei den in den Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispielen ist ein elektrisches oder elektronisches Überwachungskonzept über mindestens eine Überwachungseinrichtung 60, 62 am 3-Wege-Kugelhahn 58 bzw. an einem Kugelhahn 50 realisiert. Es versteht sich, dass Kombinationen eines solchen Überwachungskonzepts nach den Fig. 5 und 6 mit einem mechanischen Verriegelungs- oder Ventilsteuerkonzept nach den Fig. 3a, 3b und 4 am Ventilblock 10 aus Gründen der Redundanz miteinander kombiniert sein können.
Sobald ein Gassicherheitsventil 12, 14 vom Ventilblock 10 abgenommen werden soll, ist zunächst sicherzustellen, dass die jeweilige gasführende Verbindung vom Gassicherheitsventil 12, 14 über die Ventilanschlüsse 36, 38 und das jeweils zugeordnete Kugelhahn-Ventil 50, 52 oder 58 sowie den Druckanschluss 26 zum Druckspeicher 42 getrennt bzw. abgesperrt ist. Dies wird durch Betätigen des zugehörigen Handhebels 16, 18 und eine zugehörige mechanische Verriegelung der an den Handhebeln 16, 18 ausgebildeten Steuerscheiben 30a, 30b oder über eine entsprechende Einstellung einer der beiden Schaltpositionen des 3-Wege-Kugelhahns 58 erreicht. Bei der Ventillösung mit Kugelhahn 58 wäre auch eine fremdbetätigte Ansteuerung denkbar, bspw. in Form einer elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Motoransteuerung. Alternativ oder zusätzlich kann die Sperrung der Gasverbindung vom Gassicherheitsventil 12, 14 zum jeweiligen Druckspeicher 42 über mindestens eine Überwachungseinrichtung 60, 62 überwacht werden, wobei die Überwachungseinrichtung 60, 62 ein entsprechendes Steuer- und/oder Überwachungssignal für eine übergeordnete Steuerungseinrichtung (nicht dargestellt) generieren kann. In entsprechender Weise kann das aktive Austauschen eines Gassicherheitsventils 12, 14 von Hand am Ventilblock 10 überwacht und die Ventile 50, 52, 58 anforderungsgerecht in die öffnende oder schließende Schaltposition gebracht werden.
Sobald der vierte Verbindungsabschnitt 33 vom Druckspeicher 42 zu den Gassicherheitsventilen 12, 14 über den dritten Kugelhahn 54 abgesperrt ist, ist über eine an die Füll- und Prüfanschlussstelle 24 anzuschließende Füll- und Prüfeinrichtung 28 (nicht dargestellt) die Gasseite 45 des jeweiligen Druckspeichers 42 überprüfbar und gegebenenfalls nachfüllbar. Sollte ein Nachfüllen oder Zuschalten von Arbeitsgas aus dem Gasvorrat der weiteren Druckspeicher 40a, 40b erforderlich sein, wird der dritte Kugelhahn 54 bleibend geöffnet, so dass das Arbeitsgas aus dem Gasvorrat der weiteren Druckspeicher 40a, 40b über die dritten Leitungsabschnitte 51, 51a, 51b bis zum Versorgungsanschluss 22, weiter über den vierten Verbindungsabschnitt 33 bis zum Druckanschluss 26 und weiter über den vierten Leitungsabschnitt 53 zum Druckspeicher 42 im Bedarfsfall strömen kann. Der zugehörige Druckverlauf ist über das am Manometeranschluss 34 angeschlossene Manometer 44 überwachbar.
Des Weiteren lässt sich der Druck im Sicherheitssystem über den Druckmesswertumformer 28 elektrisch überwachen. Sollte der Gasvorrat in dem jeweiligen weiteren Druckspeicher 40a, 40b gleichfalls aufgefüllt werden müssen, unterstellt, die weiteren Druckspeicher 40a, 40b sind über die Anschlussstelle 22 am Ventilblock 10 auch angeschlossen, geschieht dies bei geöffnetem Kugelhahn 54 gleichzeitig zusammen mit der Gasseite 45 des jeweiligen Druckspeichers 42 und ggfs. bei geschlossenem Kugelhahn 54 über das Rückschlagventil 56. Das dahingehende Befüllen über die Anschlussstelle 24 geht dann solange vonstatten, bis durch das sich einstellende Druckgleichgewicht zwischen den weiteren Druckspeichern 40a, 40b, der Nachfülleinrichtung an der Anschlussstelle 24 und dem jeweiligen Druckspeicher 42 das Rückschlagventil 56 zusehends in seine Schließstellung gelangt.
Eine alternative Ausführung des Sicherheitssystems ist in den Fig. 7a und 7b gezeigt, wobei das System gemäß Fig. 7a nicht Teil der Erfindung ist. Der Ventilblock 10 ist im Vergleich zu dem in den Fig. 1a bis 1c gezeigten Ausführungsbeispiel vergleichsweise klein ausgestaltet und umhaust einen in der perspektivischen Darstellung der Fig. 7a und 7b nicht dargestellten 3-Wege-Kugelhahn. Der Kugelhahn ist über einen am Ventilblock 10 drehbar angeordneten Handhebel 16 zwischen seinen Schaltstellungen betätigbar. Der Ventilblock 10 mit den daran angeordneten Komponenten bildet eine separate Baueinheit, welche an einer Stirnseite 64 eines Druckspeichers 42 angeordnet ist. Hierzu ist ein rechtwinklig gebogenes Anschlussstück 66 in eine Durchlassöffnung an der Stirnseite 64 eingesetzt, wobei der Ventilblock 10 mit dem Anschlussstück 66 fest verbunden ist.
In der in Fig. 7a dargestellten ersten Variante des Sicherheitssystems, die nicht Teil der Erfindung ist, sind am Ventilblock 10 ein Gassicherheitsventil 12 sowie eine Berstscheibe 68 angeordnet. Hierbei sind das Gassicherheitsventil 12 und die Berstscheibe 68 horizontal ausgerichtet und auf gegenüberliegenden Seiten am Ventilblock 10 angeordnet. Die Berstscheibe 68 hat die Funktion, dass bei angeschlossenem Gassicherheitsventil 12 dieses bei allzu großen Druckbelastungen durch Reißen der Berstscheibe 68 frei von Beschädigungen gehalten ist. Über den im Ventilblock 10 angeordneten 3-Wege-Kugelhahn ist eine gasführende Verbindung zwischen dem Gassicherheitsventil 12 und dem Druckspeicher 42 sperr- oder freigebbar. Der 3-Wege-Kugelhahn weist eine L- oder T-Bohrung auf, wobei der zentrale Anschluss zum Druckspeicher 42 führt und an den jeweils anderen Anschlüssen sind das Gassicherheitsventil 12 und/oder die Berstscheibe 68 angebracht.
Die in Fig. 7b dargestellte zweite Variante des Sicherheitssystems unterscheidet sich von der in Fig. 7a dargestellten ersten Variante darin, dass anstelle der Berstscheibe 68 ein zweites Gassicherheitsventil 14 am Ventilblock 10 angeordnet ist. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass bei Abnahme eines der beiden Gassicherheitsventile 12, 14 durch das jeweils am Ventilblock 10 verbleibende andere Gassicherheitsventil 14, 12 eine durchgehende Sicherheitsfunktion gewährleistet ist.

Claims

Sicherheitssystem mit einem Ventilblock (10), an den mindestens ein Gassicherheitsventil (12, 14) in abnehmbarer Weise angeschlossen ist, mit mindestens einem ansteuerbaren Ventil (50, 52, 58) im oder am Ventilblock (10) und mit mindestens einem ein gasförmiges Druckmedium aufnehmenden Druckspeicher (42), der an den Ventilblock (10) in gleichfalls abnehmbarer Weise angeschlossen ist, wobei eine zumindest abschnittsweise innerhalb des Ventilblocks (10) verlaufende gasführende Verbindung zwischen dem jeweils angeschlossenen Druckspeicher (42) und dem jeweils angeschlossenen Gassicherheitsventil (12, 14) mittels des Ventils (50, 52, 58) sperr- oder freigebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an den Ventilblock (10) mindestens zwei Gassicherheitsventile (12, 14) angeschlossen sind, und dass mittels einer Sicherheitseinrichtung, die das ansteuerbare Ventil (50, 52, 58) umfasst, gewährleistet ist, dass zum Abnehmen eines Gassicherheitsventils (12, 14) vom Ventilblock (10) die gasführende Verbindung zum jeweils angeschlossenen Druckspeicher (42) unterbrochen ist und die zu mindestens einem anderen Gassicherheitsventil (12, 14) führende Verbindung derart aufrechterhalten bleibt, dass eine permanente gasführende Verbindung zwischen diesem jeweiligen Druckspeicher (42) und diesem jeweils anderen Gassicherheitsventil (12, 14) während des Wechselvorgangs des einen Gassicherheitsventils (12, 14) und dessen erneuter Inbetriebnahme hergestellt ist.
Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Druckspeicher (42) ein Druckbehälter ist, der ausschließlich mit dem gasförmigen Druckmedium befüllt oder befüllbar ist, oder ein Hydrospeicher ist, dessen in einem Speichergehäuse aufgenommenes Trennglied (49) eine Gasseite (45) von einer Flüssigkeitsseite (47) trennt.
Sicherheitssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitseinrichtung
- ein mechanisches Verriegelungskonzept,

- ein mechanisches Steuerkonzept,

- ein elektrisches Überwachungskonzept oder

- ein chipgesteuertes Betätigungskonzept
für das jeweils ansteuerbare Ventil (50, 52, 58) zugrunde liegt.
Sicherheitssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
für die Realisierung des mechanischen Verriegelungskonzepts zwei, vorzugsweise von Hand betätigbare, Kugelhähne (50, 52) vorgesehen sind, die jeweils an ein zuordenbares Gassicherheitsventil (12, 14) gasführend angeschlossen sind und die Steuerscheiben (30a, 30b) tragen, die im gegenseitig verriegelten Zustand sicherstellen, dass ein Kugelhahn (50) in seiner geöffneten Stellung das zugehörige Gassicherheitsventil (12) mit dem Druckspeicher (42) über eine Verbindung gasführend verbindet und der andere Kugelhahn (52) in seiner Sperrstellung für ein Entfernen des zugehörigen Gassicherheitsventils (14) vom Ventilblock (10) eine zugehörige andere Verbindung zum jeweiligen Druckspeicher (40a, 40b, 42) sperrt.
Sicherheitssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zweier Handhebel (16, 18) der Kugelhähne (50, 52), ausgehend von einer gemeinsamen Öffnungsrichtung, je eine der Steuerscheiben (30a, 30b) in Richtung einer Schließstellung des Kugelhahns (50, 52) betätigbar ist, die außenumfangsseitig einen Ausschnitt (32a, 32b) aufweist, der mit einem korrespondierend ausgebildeten Ausschnitt (32a, 32b) am Außenumfang der anderen Steuerscheibe (30a, 30b) derart zusammenwirkt, dass eine Drehbewegung des jeweiligen Kugelhahns (50, 52) mittels des zugeordneten Handhebels (16, 18) ermöglicht oder blockiert ist.
Sicherheitssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Steuerscheibe (30a, 30b) mit einer Anschlagbegrenzung (35a, 35b) am Ventilblock (10) derart zusammenwirkt, dass der Handhebel (16, 18) aus einer Öffnungsrichtung parallel zu der Längsausrichtung des jeweiligen Gassicherheitsventils (12, 14) um 90° in eine Sperrstellung quer zur dieser Längsausrichtung und umgekehrt verschwenkbar ist.
Sicherheitssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
für die Realisierung des mechanischen Steuerkonzepts als steuerbares Ventil ein 3-Wege-Kugelhahn (58) eingesetzt ist, der in seiner einen Schaltstellung ein Gassicherheitsventil (12) über eine Verbindung mit dem Druckspeicher (42) gasführend verbindet und ein anderes Gassicherheitsventil (14) durch Sperren einer zugehörigen anderen Verbindung vom Druckspeicher (42) entkoppelt, und dass in einer weiteren Schaltstellung das andere Gassicherheitsventil (14) über die andere Verbindung mit dem Druckspeicher (42) gasführend verbunden und das eine Gassicherheitsventil (12) durch Sperren der einen Verbindung entkoppelt ist.
Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass für die Realisierung des elektrischen Überwachungskonzepts mittels einer Sensorik (60, 62) die Position des jeweils ansteuerbaren Ventils (50, 58) auf seine Öffnungs- und/ oder Schließstellung hin überwacht ist, und dass ein Betrieb des hydraulischen Versorgungssystems von einer übergeordneten Steuerung erst dann ermöglicht wird, wenn die Sensorik (60, 62) feststellt und an die Steuerung übermittelt, dass die jeweilige gasführende Verbindung zwischen Gassicherheitsventil (12, 14) und Druckspeicher (42) über das steuerbare Ventil (50, 58) freigegeben ist.
Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass für die Realisierung des chipgesteuerten Betätigungskonzepts ein Steuerchip vorgesehen ist, der an der Steuerung des hydraulischen Versorgungssystems eingesetzt deren Betrieb ermöglicht, bei dessen Entfernen das Versorgungssystem stillgesetzt und bei dessen Einsatz am steuerbaren Ventil (50, 52, 58) das jeweils zuordenbare Gassicherheitsventil (12, 14) gasseitig vom Druckspeicher (42) durch Sperren der zugehörigen Verbindung entkoppelt ist.
Sicherheitssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilblock (10) mindestens einen weiteren Versorgungsanschluss (22) aufweist, über den mindestens ein weiterer Druckspeicher (40a, 40b), vorzugsweise ein Gasdruckspeicher, anschließbar ist, der über ein innerhalb des Ventilblocks (10) angeordnetes Sperrventil (54) in seiner geöffneten Stellung mit dem jeweiligen Druckspeicher (42) gasführend verbunden, vorzugsweise an die Gasseite (45) eines Hydrospeichers angeschlossen, ist.
Sicherheitssystem nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilblock (10) zumindest eine weitere Anschlussstelle (24) aufweist, an die eine Füll- und Prüfeinrichtung (28) anschließbar ist, die über eine Füll- und Prüfverbindung im Ventilblock (10) direkt mit dem jeweiligen Druckspeicher (42) gasführend verbunden, und dass diese Füll- und Prüfverbindung über ein Rückschlagventil (56), das in Richtung des jeweiligen steuerbaren Ventils (50, 52, 58) öffnet, an eine weitere Verbindung zwischen dem jeweiligen weiteren Druckspeicher (40a, 40b) und dem jeweiligen Druckspeicher (42) angeschlossen ist.