JP2000508409A - 安全回路 - Google Patents
安全回路Info
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- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
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-
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、少なくとも二つの異なる移動方向に移動可能で制御スイッチ回路によって任意の移動のために制御可能である駆動部(12)を有する流体駆動装置(10)を制御するための安全回路に関する。絶対的に安全に必要とされる安全機能を保証する安全回路は、動力が発生しなくなった時ですら、少なくとも一つの安全スイッチ回路は、制御スイッチ回路がスイッチを切られた時に駆動部(12)がそれぞれの安全スイッチ回路だけによって制御されることができるように、制御スイッチ回路と流体的に結合されるということが得られる。結果として、緊急において設けられた最も高い優先事項は、例えば、蒸気制御弁を確定された閉弁又は開弁という形態で、安全に行われ、そうでなければ、通常の制御行程は、制御スイッチ回路によって遮断される。
Description
【発明の詳細な説明】
安全回路
本発明は、少なくとも二つの異なる方向の移動において移動できる駆動部を有
する流体駆動装置の制御のための安全回路に関し、この駆動部は、所望の移動の
ために、調整回路によって制御されることができる。
このような流体駆動装置は、例えば、流体的な差動又は同期シリンダから構成
することができる。駆動部として作動するシリンダのピストンは、例えば、蒸気
制御弁を制御又は構成しようとして、調節運動又は制御運動を行う。次いで、液
体又は油が、全体として、圧力貯蔵器から供給され、それにより、安全圧力貯蔵
器の異なる実施態様が、所望の使用に応じて使用のために設計される。通常の作
動において、蒸気弁は、任意の所望の弁の設定がなされることができる。
蒸気制御弁は、急激開弁の優先度又は急激閉弁の優先度を有する遮断弁又は調
整弁として形成されることができる。開弁優先機能及び閉弁優先機能は、特に、
蒸気制御弁が、安全関連領域内、例えば、核技術を用いる設備等において、使用
される時に、役割を果たし、それにより、緊急動作の場合において、蒸気の制御
弁は、可能な限り速く予定可能な確定された目的の設定をするということが保証
されなければならない。公知の安全回路の場合において、安全回路は、独国特許
公開第3631104号に開示されているような、例えば、液圧プレスとして知
られているように、このような安全機能は、通例、監視されて電気回路によって
実施され、それにもかかわらず、電気回路は、故障及び損傷しやすく、その結果
として、絶対
的な安全性を有する要求された切換処理の可能性をもたらさない。
当業界のこの状態から始めて、本発明の目的は、流体駆動装置の制御の安全回
路を開示することであり、本発明の安全回路は、障害を受けやすくない。本発明
の目的は、請求項1に見出される特徴を有する安全回路によって開示される。
請求項1の開示部分によって、少なくとも一つの安全回路が、調整回路に、流
体的に結合され、調整回路の断絶で、駆動部は、相当する安全回路から独占的に
制御されることができるということを考慮にいれると、電流の断絶によって必要
とされる絶対的な保護及び安全を有する安全な機能を実施する安全回路が実現さ
れる。こうして、最も高い優先事項は、例えば、蒸気の制御弁の確定された閉弁
又は開弁の形態で緊急動作の場合において、安全に実施され、その一方で、他の
通常の処理は、調整回路によって、明確に止められる。
本発明による安全回路は、使用において蒸気の制御弁、特に原子力の領域に限
定される必要がなく、むしろ、任意の装置において使用されることができ、この
装置において、明確な流体スイッチ機能が、他の装置の状況又は流体回路及びそ
の制御要素における環境と独立して実施されるということが保証されなければな
らない。公知の電気的な制御の任意の場合において、断絶又は誤った回路の結果
として監視されている誤った機能が、流体継手によって安全に遮断される。
安全回路の他の有利な形態は、従属クレームの安全回路である。
本発明によるスイッチ装置は、回路図に関して以下により詳細に記述され、動
作の表が、図面の左上隅に示される。
安全回路は、流体駆動装置10の制御に供し、この流体駆動装置は、駆動部1
2としての二動作ピストンを有する制御シリンダから
構成され成り、駆動部は、両側において前後に移動でき、特に図面において見ら
れるように、移動できるピストンロッド14に関して上下に交互に移動すること
ができる。蒸気制御弁として構成される流体駆動装置(制御シリンダ)10は、
管の開口部を完全に開ける又は閉めることによって、管の開口部直径(図示せず
)を変更することができ、又は他の制御弁(図示せず)によって前述のピストン
ロッド14を動作させことができる。回路の駆動部(ピストン)12の可能な移
動方向は、「内方向運動」及び「外方向運動」という表示を有する矢印で同様に
示される。制御シリンダ10の位置において、別の流体駆動装置が、例えば、い
くつかの種類の流体モータ(図示せず)などの装置の関連する目的に依存して用
いられることができる。
接続点A及びBを通して、制御弁10は、流体ポンプP’及びタンクT’との
対応流体導き接続ラインを通して接続されることができる。そして、圧力導き接
続点が、接続点A又は接続点Bで流体ポンプP’と係合するかどうかによって、
ピストン12は、図に示されるように、下方又は上方へ二つのピストンロッド1
4と共に移動する。発生運動の制御のために、制御シリンダ10は、流体ポンプ
P’及びタンクT’と同じように全体として16で示される流体制御ブロックへ
取り付けられる。特にタンクに関して、対応接続ラインは、調節可能な抵抗18
を設けられることができる。この装置の改良された部分は、流体導き接続点にお
ける制御ブロック16を通過する全ての流体が、制御ブロックを通過して示され
た管によって示されていないことを示している。他方で、一点鎖線は、流体導き
接続点の可能なラインを表す。
制御シリンダ10の通常の調整機能、換言するとピストン12に関する装置状
態に依存して連続的に起こる開放運動及び閉鎖運動は
、磁石Y3及びY4を用いて4方向弁又は3方向弁(調整スイッチ部)MV3を
通して行われる。本実施態様の場合において、調節は、3点段階の調節器を通し
て行われ、しかし同様に直線的なインパルス制御を通して、又は完全に連続的な
調節を通して実施されることができる。しかしながら、完全に連続的な調節の場
合において、比例弁又はサーボ弁が、示された摺動弁の代わりに使用される。そ
れによって、4方向弁又は3方向弁MV3は、二つの接続点A、Bを有する排出
側において、第一スイッチ弁(カートリッジ弁)LERA及びLERBと接続さ
れる。これらのカートリッジ弁は、次に記述されるスイッチ弁と同様に、カート
リッジ弁に接続されなければならない限りにおいて、流体圧力が関連する制御接
続点Xに依存しない時、基本的に開放し、こうして制御接続点Xが無圧力にされ
る。
第一スイッチ弁LERA及びLERBの二つの制御接続点Xは、4方向弁又は
2方向弁の形態で、切換弁W3に、安全回路の第一安全スイッチ部(電磁弁)の
流体導き排出部Aへ接続される。4方向弁又は2方向弁は、関連する磁石Y1に
おいて励磁されることができる。さらに、接続ラインは、4方向弁又は2方向弁
の形態で、切換弁W3から第二安全回路部(電磁弁)MV2の流体導き排出部B
へ導き、磁石Y2によって制御されることができる。二つの電磁弁MV1及びM
V2は、再び電圧遮断された状態、換言すれば図において無電流設定へ戻される
。磁石Y1が電磁弁MV1を制御すればすぐに、この部材は、励磁され、図に見
られる左のスイッチ設定をする。こうして、フィードラインは、タンクTの切換
弁W3へ接続され、その結果として無圧力で接続され、カートリッジ弁LERA
及びLERBの二つの制御接続点Xは、同様に無圧力で接続され、その結果とし
て前述のカートリッジ弁が開弁する。調整スイッチ部
MV3の磁石Y3又はY4が励磁されるか否かに依存して、制御シリンダ10が
内方向又は外方向に移動する。結果として生じる制御は、図の上部に配置されて
いる監視部から得られる。
確定された又は急激閉弁処理は、制御シリンダ10を用いて、安全機能として
設けられる。最高の優先度で、この機能は、第二スイッチ弁(カートリッジ弁)
LEPA及びLETBにおいて行われる。こうして、LETBは、シリンダの室
Bと制御のタンク接続点Tを接続し、接続点Tで、LEPAは、室Aと制御の圧
力導き接続点Pを接続し、その結果として、ピストン12は完全に追い出される
か又は抜ける。そして、カートリッジ弁は、第一安全スイッチ部MV1において
制御される。示されている電圧遮断された状態において、カートリッジ弁LEP
A及びLETBの二つの接続点Xが無圧力に接続され、それにより、カートリッ
ジ弁LEPA及びLETBは、制御シリンダ10の制御のために開弁することが
できる。それとは反対に、この目的のために、第一スイッチ弁LERA及びLE
RBの両方の接続点Xは、その後、切換弁W3にわたって圧力作動され、その結
果として、第一スイッチ弁LERA及びLERBは閉弁されたままであり、調整
機能が接続される。
結果として生じる閉鎖安全機能は、監視表に示され、それによると、磁石Y1
は無電流のままである。この種類の制御において、他の切換弁W1及びW2は、
さらに動作され、切換弁W1及びW2は、切換弁W3と電磁弁MV1との間の流
体導き接続点において接続され、その結果として、ポンプの圧力が切換弁W1及
び切換弁W2において維持されるので、同様に、後に記述される第三スイッチ弁
(カートリッジ弁)LETA及びLEPBの二つの制御接続点Xは閉鎖されたま
まである。流体的に結合された安全機能は、制御ブロック16の他のスイッチ状
態と独立して、こうして、他の磁石Y2
、Y3及びY4の関連する励磁の状態と独立して制御される。
別の「急激開弁」は、第二安全スイッチ部MV2の制御によって、安全回路に
よって達成可能なスイッチ機能で行われる。この機能は、電磁弁MV1の磁石Y
1の励磁によって開始される。電磁弁MV2の磁石Y2の励磁によって、カート
リッジ弁LETA及びLEPBの関連する制御接続点Xは、開放され、その結果
として無圧力にされる。次いで、カートリッジ弁LETAは、シリンダの室Aと
制御のタンク接続点を接続することができ、その一方で、カートリッジ弁LEP
Bは、制御シリンダ10の室Bと制御の接続点Pを接続する。電磁弁MV2の接
続点Bでもたらされたポンプの圧力は、切換弁W3の閉鎖部を正確な閉弁設定し
、制御接続点X内の流体圧力のために、カートリッジ弁LERA及びLERBは
閉弁される。同様に、励磁状態の電磁弁MV1の排出部Bを通して、カートリッ
ジ弁LEPA及びLETBの接続点Xは、流体圧力の下で、カートリッジ弁LE
PA及びLETBは、閉鎖されたままである。
他方で、切換弁W1及びW2は、電磁弁MV1の接続点Aを通ってタンクT’
へ無圧力であり、それにより、カートリッジ弁LETA及びLEPBの無圧力の
制御接続点Xは、開放が求められ、その結果として、制御シリンダ10の接続点
Bは、流体ポンプP’へ接続され、接続点Aは、タンクT’へ接続される。これ
は、急激の開放又は内方向移動をもたらし、それにより、制御シリンダ10は、
再び図に示されるこの位置を占める。その結果として、急激開放は、磁石Y1、
Y2が励磁されて関連する電磁弁MV1又はMV2が図に見られるように左のス
イッチ設定されるとすぐに、開始されることができる。
開放処理は、誤りのある接続に依存して、安全機能として供するようにされる
。このような場合において、通常の調整機能及び閉鎖
機能は、安全に保護的に最も高い優先機能が追加される。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】1998年2月16日(1998.2.16)
【補正内容】
明細書
安全回路
本発明は、請求項1の開示部分において含まれている特徴を有する安全回路に
関する。
互いに対して反対に二つの異なる移動方向に移動できる駆動部を有する流体駆
動装置は、例えば、流体的な差動又は同期シリンダから形成されることができ、
駆動部として動作している動いているピストンは、蒸気制御弁を制御又は実際に
構成するために、移動を制御する。液体又は油は、一般に圧力貯蔵器を通して提
供され、それにより、特定の要求によって、異なる実施態様の安全圧力貯蔵器が
使用される。通常の調整動作において、蒸気弁は、任意の所望の弁設定がされる
ことができる。
蒸気制御弁は、急激開弁の優先度を有するいわゆる安全弁と同様に、急激開弁
の優先度又は急激閉弁の優先度を有する閉塞又は調整弁として構成されることが
できる。そして、特に、蒸気制御弁が安全関連領域、例えば、原子力技術を使用
する設備等においてにおいて使用される時、開弁又は閉弁の優先度は役割を果た
し、それにより、緊急の場合において、蒸気制御弁が可能な限り迅速に予定可能
な確定された目的設定をとるということが保証されなければならない。ドイツ国
特許公開第3631104号から公知であり、例えば液圧プレスとして知られて
いるような安全回路において、もたらされた安全機能は、通常監視され、電気回
路によって実施される。それにもかかわらず、安全機能は、故障及び損傷を受け
やすく、その結果として、必要とされるスイッチ処理を、絶対的な安全性を有す
る動作としない。
英国特許第2057718号から、互いに異なる移動の二つの方向において移
動可能な駆動部を有する流体駆動装置の制御のための安全回路等が公知であり、
前記部分は、サーボ装置の形態で、調整回路の所望の移動を制御することができ
、それにより、安全回路は、調整回路の断絶において駆動部が関連する安全スイ
ッチ回路によって独占的に制御されることができるように流体的に調整回路に結
合される。このような公知の安全回路は、特に、ヘリコプターのロータの翼の制
御のために、使用される。
しかしながら、安全動作は、安全スイッチ部を通して、調整スイッチ部のスイ
ッチ弁の制御によって確定されない動作とされるが、よりしばしば、スイッチ弁
は、調整スイッチ回路の安全スイッチ回路の流体ポンプを通して、制御される。
次いで、流体駆動装置の圧力導き接続点は、同様にこのスイッチ弁を通して制御
される安全スイッチ部から、同じ流体ポンプによって生じる。調整スイッチ回路
のスイッチ弁に関するいくつかの安全関連動作を共にもたらす結果として、この
解決方法では、絶対的に安全な動作が得られることができない。
当業界のこの状態から始めて、本発明の目的は、障害を受けにくく高い程度の
安全を提供する流体駆動装置の制御のための安全回路を基本的に開示することで
ある。
請求項1の特徴的な部分によれば、安全回路が駆動部によって安全機能を動作
可能なとすることによって実現されるということを考慮して、第一安全スイッチ
部は、圧力導き接続点を遮断するための第一スイッチ弁を制御し、少なくとも一
つの第二スイッチ弁を通して、流体駆動装置への圧力導き接続点が生じる。それ
は、電流が断絶された時に、絶対的な安全で必要とされる安全機能を成し遂げる
。二つのスイッチ弁が、互いに分離して動作して異なる動作で存在
する時に、この二つのスイッチ弁は、第一安全スイッチ部から制御されることが
でき、そして、安全関連動作が互いから外されることができ、その結果として、
保護的に安全に制御可能とすることができる。この装置に基づいて、いかなる環
境においても、確定された流体スイッチ機能は、いかなる流体回路の他の環境及
び個々の制御要素と独立して遂行される。本発明による流体安全回路を用いて、
破損及び誤った切換が、いかなる条件においても安全に避けられる。
安全回路の他の有利な形態は、従属クレームの安全回路である。以下において
、本発明によるスイッチ装置は、回路図に関してより詳細に記述される、動作の
表が図の左上隅に示されている。
安全回路は、流体駆動装置10の制御に役に立ち、流体駆動装置は、駆動部1
2として役に立つ二動作ピストンを有する制御シリンダから形成され、駆動部は
、図に示されるように、特に上下に交互に移動可能であるピストンロッド14に
よって、両側において前後に移動することができる。蒸気制御弁として構成され
る流体駆動装置(制御シリンダ)10は、開放した管の開口部の直径(図示せず
)を修正でき、完全に管の開口部を開放又は閉鎖するか、又は、前述のピストン
ロッド14に作用するか、又は他(図示せず)の制御弁作用することができる。
駆動部(ピストン)12の可能な移動方向が、表示「内方向移動」及び「外方向
移動」と共に、矢印で回路において示される。制御シリンダ10の代わりに、い
くつかの他の流体駆動装置が、関連の使用、例えば、一種の流体モータ(図示せ
ず)の形態に依存して、さらに使用されることができる。
請求の範囲
1.少なくとも二つの互いに異なる移動方向に移動可能な駆動部(12)を有
する流体駆動装置(10)の制御のための安全回路であって、前記駆動部は、調
整スイッチ回路によって所望の移動のために制御可能であり、それにより、少な
くとも一つの安全スイッチ回路(MV1、LEPA、LETB;MV1、LET
A、LEPB)は、前記調整スイッチ回路(MV2、LERA、LERB)に流
体的に結合され、前記調整スイッチ回路は、調整スイッチ部(MV3)を有し、
前記調整スイッチ部の流体導き排出部(A、B)は、第一スイッチ弁(LERA
、LERB)へ接続され、前記駆動部(12)への圧力導き接続点をもたらし又
は遮断し、この目的のために、前記安全スイッチ回路の安全スイッチ部(MV1
)によって制御されることができ、前記安全回路において、安全機能を前記駆動
部(12)によって動作可能とするように、前記第一安全スイッチ部(MV1)
は、前記圧力導き接続点を遮断するために、前記第一スイッチ弁(LERA、L
ERB)を制御し、少なくとも一つの第二スイッチ弁(LEPA、LETB)を
通して、前記流体躯動装置(10)への前記圧力導き接続点(P)をもたらすこ
とを特徴とする安全回路。
2.前記安全スイッチ回路の第二安全スイッチ部(MV2)が存在し、前記第
二安全スイッチ部は、前記第一安全スイッチ部(MV1)と共に、少なくとも一
つの第三スイッチ弁(LETA、LEPB)を制御し、前記第二安全スイッチ部
は、前記圧力導き接続点をもたらして前記第一安全機能と反対に前記駆動部(1
2)を移動させることを特徴とする請求項1に記載の安全回路。
3.前記流体駆動装置(10)が、制御シリンダであり、前記制
御シリンダの二動作ピストンが、前記駆動部を形成し、前記調整スイッチ部(M
V3)が、4方向弁又は3方向弁であるか、又は、インパルス制御器を組み込ん
でいることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の安全回路。
4.各前記安全スイッチ部(MV1、MV2)が、4方向弁又は2方向弁であ
り、前記安全スイッチ部が、励磁されているか又は無電流の状態において、同一
のスイッチ設定を維持することを特徴とする請求項2又は3に記載の安全回路。
5.各前記スイッチ弁(LERA、LERB、LEPA、LETB)が、カー
トリッジ弁から形成され、前記カートリッジ弁の関連する制御接続点が、少なく
とも一つの前記安全スイッチ部(MV1、MV2)の少なくとも一つの排出部(
A、B)と協働することを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の安全回路
。
6.少なくとも部分的な切換弁(W1、W2、W3)が、関連する前記安全ス
イッチ部(MV1、MV2)の関連する前記排出部(A、B)と、関連する前記
カートリッジ弁との間に使用されていることを特徴とする請求項5に記載の安全
回路。
7.急激な遮断処理のために、前記第一安全スイッチ部(MV1)が無電流で
あり、急激な開放処理のために、前記第一安全スイッチ部(MV1)及び前記第
二安全スイッチ部(MV2)が励磁され、前記駆動部(12)を用いて調整され
た開放及び遮断が、任意の移動の設定における調整スイッチ部(MV3)と協働
することを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の安全回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.互いに異なる少なくとも二つの方向に移動する移動可能な駆動部(12) を有する流体駆動装置(10)の制御のための安全回路であって、前記駆動部( 12)は、調整回路によって所望の移動を制御されることができ、前記安全回路 において、少なくとも一つの安全回路(MV1、LEPA、LETB、MV2、 LETA、LEPB)が、前記調整回路の断絶において前記駆動部(12)が相 当する前記安全回路によって独占的に制御されることができるように、前記調整 回路(MV3、LERA、LERB)に流体的に結合されることを特徴とする安 全回路。 2.前記調整回路が、調整スイッチ部(MV3)を有し、前記調整スイッチ部 の流体導き排出部(A、B)は、第一スイッチ弁(LERA、LERB)へ取り 付けられ、前記流体導き排出部は、圧力導き接続点を前記駆動部(12)へもた らし又は遮断し、この目的のために、前記安全回路の第一安全スイッチ部(MV 1)から制御されることを特徴とする請求項1に記載の安全回路。 3.前記駆動部(12)の第一安全機能を作動するために、前記第一安全スイ ッチ部(MV1)が、前記圧力導き接続点の遮断のために前記第一スイッチ弁( LERA、LERB)を制御し、少なくとも一つ以上の第二スイッチ弁(LEP A、LETB)が、前記圧力導き接続点(P)を前記流体駆動装置(10)へも たらすことを特徴とする請求項2に記載の安全回路。 4.前記安全回路の第二安全スイッチ部(MV2)が動作されることができ、 第一安全スイッチ部(MV1)と共に、前記第二安全スイッチ部が、少なくとも 一つの第三スイッチ弁(LETA、LEPB)を制御し、前記第一安全機能と反 対に前記駆動部(12)の 移動のために圧力導き接続点をもたらすことを特徴とする請求項3に記載の安全 回路。 5.前記流体駆動装置(10)は制御シリンダであり、前記流体駆動装置の二 動作ピストンは前記駆動部(12)を形成し、前記調整スイッチ部(MV3)が 、4方向弁又は3方向弁であるか又はインパルス制御器であることを特徴とする 請求項1から4のいずれかに記載の安全回路。 6.各安全スイッチ部(MV1、MV2)が4方向弁又は2方向弁であり、励 磁された状態又は無電流の状態においてスイッチの設定を維持することを特徴と する請求項4又は5のいずれかに記載の安全回路。 7.各スイッチ弁(LERA、LERB、LEPA、LETA、LEPB)が 、カートリッジ弁から構成され、前記スイッチ弁の接続点(X)は、前記安全ス イッチ部(MV1、MV2)の少なくとも一つの少なくとも一つの排出部(A、 B)と協働することを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の安全回路。 8.前記関連する安全スイッチ部(MV1、MV2)の前記関連する排出部( A、B)と、前記関連するカートリッジ弁との間に、少なくとも部分的に切換作 動弁(W1、W2、W3)が配置されることを特徴とする請求項7に記載の安全 回路。 9.急激な遮断処理のために、前記第一安全スイッチ部(MV1)が無電流で あり、急激な開放処理のために、前記第一安全スイッチ部(MV1)及び前記第 二安全スイッチ部(MV2)が励磁され、前記駆動部(12)を用いて調整され た開放及び遮断が、任意の移動の設定における調整スイッチ部(MV3)と協働 することを特徴とする請求項6から8のいずれかに記載の安全回路。
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