JP6385160B2 - 非常用機能を有する液圧式の作動装置に用いられる４チャンバ型シリンダおよび４チャンバ型シリンダを備えた液圧式の作動装置 - Google Patents

Description

本発明は、安全性に関して重要となる部材を調整するために働く４チャンバ型シリンダに関する。

さらに、本発明は、前述した４チャンバ型シリンダを備えた液圧式の作動装置であって、該作動装置の供給系統の故障時に非常用機能を可能にする液圧式の作動装置に関する。

独国特許出願公開第１０１５２４１４号明細書および独国特許出願公開第１９７２３６２４号明細書には、弁体を調整するための液圧式の作動装置が示されている。この作動装置は、固い機械式の連結手段をシリンダと弁体との間に備えている。この弁体には、弁の閉鎖方向に非常用ばねによって予荷重が加えられている。この非常用ばねを介して、弁を非常運転中に閉鎖することができる。

このような液圧式の作動装置では、この作動装置による弁体の各調整運動時に非常用ばねが弛緩されるかもしくは緊縮されることが欠点である。

独国特許第１０３０８０１７号明細書には、機械式の連結装置と非常用ばねとを備えた液圧式の作動装置が示されている。この作動装置では、調整運転または正常運転において、非常用ばねが緊縮状態で連結装置と共に運動させられる。非常用閉鎖機能の作動時には、トグル装置が作動させられ、これによって、非常用ばねが弛緩され、その際、機械式の連結装置が拡開されるかもしくは延長される。これによって、弁が閉鎖される。

この作動装置では、正常運転中に非常用ばねと共に運動させられなければならない機械的な作動機能にかかる装置技術的な手間が欠点である。

独国特許出願公開第１０２０１００１１５１６号明細書には、機械式の連結装置を備えた液圧式の作動装置が示してある。この作動装置の場合、正常運転では、非常用ばねが緊縮状態で連結装置と共に運動させられる。非常運転では、非常用ばねを緊縮状態に保っている遮断装置が作動させられ、これによって、非常用ばねが弛緩され、その際、連結装置が拡開されるかもしくは延長される。これによって、弁が閉鎖される。このためには、正常運転中に圧力媒体を介して互いに押圧される２つのピストンを備えた液圧式の遮断装置が提案される。非常運転では、圧力媒体が放圧され、押圧が解消される。

このような液圧式の調整装置では、１つには、位置調整のために必要となる液圧装置にかかる装置技術的な手間が欠点であり、もう１つには、たとえば２つの別個のシリンダに認めることができる、遮断装置のために必要となる液圧装置にかかる装置技術的な手間が欠点である。

独国特許出願公開第１０１５２４１４号明細書 独国特許出願公開第１９７２３６２４号明細書 独国特許第１０３０８０１７号明細書 独国特許出願公開第１０２０１００１１５１６号明細書

したがって、本発明の課題は、液圧式の作動装置と、ほとんど構成スペースを必要とせず、臨機応変に二方向で組み付けることができると共に運転することができ、更には、容積補償されている、前述した液圧式の作動装置のために適した作動シリンダとを提供することである。

この課題を解決するために、本発明に係る４チャンバ型シリンダでは、該４チャンバ型シリンダが、第１のピストンおよび第１のピストンロッドを有する第１のピストン装置と、第２のピストンおよび第２のピストンロッドを有する第２のピストン装置とを備えており、第１のピストンが、第１のチャンバを画定しており、該第１のチャンバを介して、第１のピストン装置が、第２のピストン装置に向かって運動可能であり、第１のピストンが、第１のチャンバと逆に作用する第２のチャンバを画定しており、第２のピストンが、第４のチャンバを画定しており、該第４のチャンバを介して、第２のピストン装置が、第１のピストン装置に向かって運動可能であり、第２のピストンが、第４のチャンバと逆に作用する第３のチャンバを画定しており、第１のピストンロッドと第２のピストンロッドとが、互いに向き合わされており、第１のピストンロッドが、少なくとも部分的に第２のピストンロッドのガイド切欠き内に可動に収容されており、両ピストン装置が、第１のチャンバと第４のチャンバとを介して互いに当付け可能であると共に保持可能であり、これによって、特に圧縮弾性的な非常用エレメントが緊縮可能である。

本発明に係る４チャンバ型シリンダの好ましい態様では、第２のピストンロッドの一方の端面を介して、第２のチャンバと第１のピストンとの間に形成された総受圧面の部分受圧面が覆われるようになっている。

本発明に係る４チャンバ型シリンダの好ましい態様では、部分受圧面は、前記端面が進入可能であるピストン側の凹部内に配置されている。

本発明に係る４チャンバ型シリンダの好ましい態様では、部分受圧面を除いた総受圧面と、第３のチャンバと第２のピストンとの間に形成された第３の受圧面とが、互いに等しいサイズを有している。

本発明に係る４チャンバ型シリンダの好ましい態様では、総受圧面と、第１のチャンバと第１のピストンとの間に形成された第１の受圧面とが、互いに等しいサイズを有している。

本発明に係る４チャンバ型シリンダの好ましい態様では、総受圧面と、第４のチャンバと第２のピストンとの間に形成された第４の受圧面とが、互いに等しいサイズを有している。

本発明に係る４チャンバ型シリンダの好ましい態様では、第１のピストン装置が、外側のピストンロッドを有しており、該外側のピストンロッドが、４チャンバ型シリンダの端面側の第１のカバーを貫通していて、環状室として形成された第１のチャンバを画定しており、第２のピストン装置が、外側のピストンロッドを有しており、該外側のピストンロッドが、４チャンバ型シリンダの端面側の第２のカバーを貫通していて、環状室として形成された第４のチャンバを画定している。

本発明に係る４チャンバ型シリンダの好ましい態様では、第１のピストンロッドと、外側の第１のピストンロッドとが、一体のロッドまたは一体の管として形成されている。

本発明に係る４チャンバ型シリンダの好ましい態様では、第２のピストンロッドと、外側の第２のピストンロッドとが、一体のロッドまたは一体の管として形成されている。

本発明に係る４チャンバ型シリンダの好ましい態様では、外側の両ピストンロッドが、互いに等しい外径を有しており、４チャンバ型シリンダが、第１のチャンバの範囲と第４のチャンバの範囲とに、互いに等しい内径を有しており、両ピストンが、互いに等しい外径を有している。

本発明に係る４チャンバ型シリンダの好ましい態様では、第２のチャンバと第３のチャンバとは、第２のピストンロッドがガイドされている半径方向の狭幅部によって互いに分離されている。

さらに、前述した課題を解決するために、本発明に係る液圧式の作動装置では、第２のチャンバと第３のチャンバとに、各主管路と、両主管路の間に配置された押退け機械とを介して相互に圧力媒体が供給可能である。

本発明に係る作動装置の好ましい態様では、第１のチャンバと第４のチャンバとに、押退け機械によって、第１のチャンバと第４のチャンバとを接続する連結用管路を介して共に圧力媒体が供給可能であると同時に圧力が加えられるようになっている。

本発明に係る作動装置の好ましい態様では、第１のチャンバと第４のチャンバとが、連結用管路を介して互いに接続可能であり、液圧的に連結可能であるかもしくはロック可能である。

本発明に係る作動装置の好ましい態様では、連結用管路内に、第１のチャンバから第４のチャンバに向かって開放する遮断解除可能な逆止弁が設けられており、該逆止弁が、１つまたは２つの３ポート２位置弁を介して開制御可能である。

本発明に係る作動装置の好ましい態様では、第１のチャンバと第２のチャンバとが、非常用閉鎖管路と、該非常用閉鎖管路内に配置された論理弁とを介して互いに接続可能であり、該論理弁が、３ポート２位置弁を介して放圧可能であるかまたは開制御可能である。

本発明に係る作動装置の好ましい態様では、両主管路が、各補充弁を介してアキュムレータに接続されている。

本発明に係る作動装置の好ましい態様では、両主管路内に各遮断弁が設けられており、第２の主管路の第２の遮断弁に対して並列に、第３のチャンバから押退け機械に向かって開放する逆止弁と、押退け機械から第３のチャンバに向かって開放する、ばね予荷重が加えられた逆止弁とを備えた管路が設けられており、ばね予荷重が加えられた逆止弁が、第１の主管路に接続された制御管路を介して開制御可能である。

本発明に係る４チャンバ型シリンダは、２つのピストン装置を有している。両ピストン装置は、それぞれ１つのピストンとピストンロッドとを有している。第１のピストンは第１のチャンバを画定している。この第１のチャンバを介して第１のピストン装置に第２のピストン装置の方向へ押圧力を加えることができる。さらに、第１のピストンは、第１のチャンバと逆に作用する第２のチャンバを画定している。この第２のチャンバを介して第１のピストン装置に第２のピストン装置から離れる方向へ押圧力を加えることができる。相応して、第２のピストンが第４のチャンバを画定している。この第４のチャンバを介して第２のピストン装置に第１のピストン装置の方向へ押圧力を加えることができる。さらに、第２のピストンは、第４のチャンバと逆に作用する第３のチャンバを画定している。この第３のチャンバを介して第２のピストン装置に第１のピストン装置から離れる方向へ押圧力を加えることができる。両ピストンロッドは互いに向き合わされている。第１のピストンロッドは少なくとも部分的に第２のピストンロッドのガイド切欠き（ガイド孔）内にテレスコープ状に進入することができる。このためには、第２のピストンロッドが単純に管として形成されていてよい。両ピストン装置は、第１のチャンバと第４のチャンバとの加圧によって互いに当て付けることができ、その状態に保持することができる。これによって、圧縮弾性的な非常用エレメント（たとえば非常用ばね）が付勢され、保持される。この付勢は、４チャンバ型シリンダへの供給系統の故障時に非常運転において除去することができ、非常運動を発生させることができる。これによって、弁、タービンまたはプロセス制御機器を調整するために働くコンパクトな構造の４チャンバ型シリンダが提供されている。なお、弁、タービンまたはプロセス制御機器には、高められた安全性要求が課せられる。なぜならば、これらの要素は、たとえば発電所で使用されるからである。本発明に係る４チャンバ型シリンダは二方向で組み付けることができると共に運転することができる。すなわち、たとえば弁の閉鎖体を第１のピストン装置または第２のピストン装置に連結することができるかまたは固定することができる。両態様では、大規模な機能（特に機能によって非常用エレメントを緊縮する、調整運転および非常運転）が保証されている。

本発明の別の有利な態様は、従属請求項に記載してある。

本発明に係る４チャンバ型シリンダの両ピストン装置が互いに接触している調整運転では、第２のピストンロッドの一方の端面が、第２のチャンバと第１のピストンとの間に形成された総受圧面の部分受圧面を覆うようになっていて、ひいては、第１のピストンもしくは第１のピストン装置に与えられる第２のチャンバの圧力の影響を「減少」させると特に好適である。この場合、この第２のチャンバの圧力が作用する受圧面は、いわゆる「差受圧面（＝総受圧面−部分受圧面）」に縮小されており、第２のチャンバは、第２のピストンロッドによって縮小されている。これによって、第２のチャンバ内の圧力の作用を装置の運転状態に応じて変更することができる。

覆われるようになっている部分受圧面が、第２のピストンロッドの一方の端区分の端面が進入することができるピストン側の凹部内に配置されていると、部分受圧面は、特に確実に「遮断」される。好ましくは、端区分または凹部がシール部を備えている。

選択的に、本発明に係る４チャンバ型シリンダの受圧面は、部分受圧面の加圧時に機能もしくは運転の変更が行われないように設計されてよい。したがって、部分受圧面の影響が解消される。

調整運転中には、第２のチャンバと第３のチャンバとが、両ロッドシリンダの原理により、連結された両ピストン装置に作用すると有利である。この場合、差受圧面と、第３のチャンバと第２のピストンとの間に形成された第３の受圧面とが、互いに等しいサイズを有していることが望ましい。

総受圧面と、第１のチャンバと第１のピストンとの間に形成された第１の受圧面とが、互いに等しいサイズを有していると、非常運転において、非常用エレメントの力によって圧力媒体を第１のチャンバから第２のチャンバに循環させることができる。なお、その際には、圧力媒体が吸い込まれる必要もなければ、導出される必要もない。

総受圧面と、第４のチャンバと第２のピストンとの間に形成された第４の受圧面とが、互いに等しいサイズを有していると、調整運転において、圧力媒体を押退け機械、特にポンプを介して第１のチャンバから第４のチャンバに圧送することができ、逆に、第４のチャンバから第１のチャンバに圧送することができる。なお、その際には、圧力媒体が吸い込まれる必要もなければ、導出される必要もない。

好ましくは、第１のピストン装置が、外側のピストンロッドを有しており、この外側のピストンロッドが、４チャンバ型シリンダのシリンダ管の端面側の第１のベースプレートを貫通していて、環状室として形成された第１のチャンバを画定しており、第２のピストン装置が、外側のピストンロッドを有しており、この外側のピストンロッドが、４チャンバ型シリンダのシリンダ管の端面側の第２のカバーを貫通していて、環状室として形成された第４のチャンバを画定している。この場合、外側の各ピストンロッドには、シリンダ管を取り囲むことができる圧縮弾性的な非常用エレメントの端区分を連結することができる。

第２のピストンアッセンブリに向かって延びる第１のピストンロッドと、この第１のピストンロッドとは逆に外向きに延びる外側の第１のピストンロッドとは、装置技術的に簡単に一体にロッドまたは一体の管として形成することができる。好ましくは、管が、一様の外径および内径を有している。

第１のピストンアッセンブリに向かって延びる第２のピストンロッドと、この第２のピストンロッドとは逆に外向きに延びる外側の第２のピストンロッドとは、装置技術的に簡単に一体にロッドまたは一体の管として形成することができる。好ましくは、管が、段付けられた外周壁および内周壁を有している。

外側の両ピストンロッドが、互いに等しい外径を有しており、シリンダ管が、第１のチャンバの範囲と第４のチャンバの範囲とに、互いに等しい内径を有していると、互いに等しい外径を有する２つのピストン、特に２つの同一のピストンを組み付けることができる。さらに、両ピストン装置は、その向きをハウジングに対して反転させて配置することができる。したがって、組付け位置を変えずに、非常用エレメントの作用方向が反転させられる。すなわち、両ピストン装置の組付け位置に応じて、非常運転中に非常用エレメントによって進出運動または進入運動を発生させることができる。

好ましくは、第２のチャンバと第３のチャンバとが、シリンダ管の、第２のピストンロッドがガイドされている半径方向の狭幅部によって互いに分離されている。

本発明に係る液圧式の作動装置は、前述した４チャンバ型シリンダを有している。この４チャンバ型シリンダの第２のチャンバと第３のチャンバとには、各主管路と、両主管路の間に配置された押退け機械とを介して相互にかつ二方向で圧力媒体が供給可能である。これによって、調整運転において、互いに連結された両ピストン装置を移動させることができ、その位置を調整することができる。

両ピストン装置の液圧的な連結を形成するためには、第１のチャンバと第４のチャンバとに、押退け機械によって、第１のチャンバと第４のチャンバとを接続する連結用管路を介して共に圧力媒体が供給可能であると同時に圧力が加えられるようになっていると好適である。これによって、押退け機械を介した圧縮弾性的な非常用エレメントの緊縮の形成が可能となる。

両ピストン装置を連結するためには、第１のチャンバと第４のチャンバとが、外部に対して遮断可能な連結用管路を介して互いに接続可能であり、ひいては、液圧的に連結可能であるかもしくはロック可能であると好適である。両チャンバおよび連結用管路には、連結圧もしくは閉鎖圧を保持することができる。この連結圧もしくは閉鎖圧は、両ピストン装置を押し合わせる。また、圧力媒体が第１のチャンバと第４のチャンバとの間で可能な限り少ない抵抗で循環させられる正常運転において、連結圧もしくは閉鎖圧を介して、圧縮弾性的な非常用エレメントの緊縮を保持することができる。

主管路を介した連結圧もしくは閉鎖圧の形成後、調整運転中において、主管路をより低い圧力、特に戻し圧でも運転することができるようにするためには、連結用管路が、主管路から連結用管路に向かって開放する逆止弁を介して主管路に接続されていてよい。

連結用管路では、第１のチャンバから第４のチャンバに向かって開放する遮断解除可能な逆止弁が有利である。この逆止弁は３ポート２位置弁を介して、調整運転中には開制御され、非常運転中には閉鎖される。

弁の急速な運動、たとえば急速閉鎖が達成されなければならない非常運転では、第１のチャンバと第２のチャンバとが、非常用閉鎖管路と、この非常用閉鎖管路内に配置された論理弁とを介して互いに接続されるようになっている。この場合には、この論理弁が、３ポート２位置弁を介して放圧され、ひいては、開放されるようになっている。非常運転中には、第１のピストンアッセンブリが、非常用エネルギアキュムレータの力によって第２のピストンアッセンブリから離れる方向に運動することができ、したがって、急速閉鎖を実現することができる。さらに、この急速閉鎖を減衰するためのノズルが、非常用閉鎖管路内に配置されていてよい。

好ましくは、両主管路が、各補充弁を介してアキュムレータに接続されている。このアキュムレータは比較的小さくてよい。なぜならば、このアキュムレータは、温度差と、それぞれ異なる圧力（圧縮性体積）とに基づく容積差を補償しさえすればよいからである。アキュムレータは、端面側のカバー内に組み込まれたピストンアキュムレータとして形成されていてよい。

両主管路内には、好ましくは、各遮断弁が設けられている。本発明に係る４チャンバ型シリンダの即座の調整準備は、第２の主管路の第２の遮断弁に対して並列に、第３のチャンバから押退け機械に向かって開放する逆止弁と、押退け機械から第３のチャンバに向かって開放する、ばね予荷重が加えられた逆止弁とを備えた管路が設けられている場合に達成される。ばね予荷重が加えられた逆止弁は、第１の主管路に接続された制御管路を介して、押退け機械と第１の遮断弁との間に形成された圧力に関連して開制御することができる。

本発明に係る４チャンバ型シリンダの第１の実施の形態の側方断面図である。 本発明に係る作動装置の第１の実施の形態を第１の運転状態で示す図である。 図２に示した作動装置を第２の運転状態で示す図である。 図２に示した作動装置を第３の運転状態で示す図である。 図２に示した作動装置を第４の運転状態で示す図である。 本発明に係る４チャンバ型シリンダの第２の実施の形態の側方断面図である。 図６に示した４チャンバ型シリンダの第２の実施の形態の斜視図である。 本発明に係る作動装置の第２の実施の形態の液圧回路を示す図である。

以下に、本発明を実施するための形態を図面につき詳しく説明する。

図１には、本発明に係る４チャンバ型シリンダ１の実施の形態の主要な部分が側方断面図で示してある。４チャンバ型シリンダ１はシリンダ管２を有している。このシリンダ管２は、一方では、ベースプレートとして形成された端面側の第１のカバー４によって覆われていて、他方では、端面側の第２のカバー６によって覆われている。シリンダ管２の外周側には、（図１には示していない）非常用ばねが配置されている。この非常用ばねについては、図１に続く図面を参照しながら説明することにする。

４チャンバ型シリンダ１の内部には、第１のピストン８が収容されている。この第１のピストン８は第１のカバー４と共に第１のチャンバ１０を画定している。この第１のチャンバ１０のサイズは、図１では最小である。さらに、４チャンバ型シリンダ１の内部には、第２のピストン１２が収容されている。この第２のピストン１２は第２のカバー６と共に第４のチャンバ１４を画定している。この第４のチャンバ１４は、図１では比較的小さく調整されている。

シリンダ管２内の中間には、半径方向の狭幅部１６もしくは半径方向の段部が設けられている。第１のピストン８と半径方向の狭幅部１６との間には、第２のチャンバ１８が形成されており、第２のピストン１２と半径方向の狭幅部１６との間には、第３のチャンバ２０が形成されている。

第２のピストン１２には、管状の第２のピストンロッド２２が固定されている。この第２のピストンロッド２２は半径方向の狭幅部１６内にガイドされていて、第３のチャンバ２０を内方で画定している。第２のピストンロッド２２は、第２のピストン１２の位置に関連して４チャンバ型シリンダ１の第２のチャンバ１８内に突出している。第１のピストン８には、第１のピストンロッド２４が固定されている。この第１のピストンロッド２４は第２のピストンロッド２２内にガイドされていて、両ピストン８，１２の位置に関連して第２のピストンロッド２２内に突出している。第１のピストンロッド２４は第２のチャンバ１８を内方で画定している。

さらに、両ピストン８，１２には、それぞれ別のピストンロッド２６，２８が固定されている。第１の別のピストンロッド２６は第１のカバー４を貫通していて、ピストン８の位置に関連して４チャンバ型シリンダ１を越えて（図１において右方に）突出している。これに相応して、第２の別のピストンロッド２８は第２のカバー６を貫通していて、第２のピストン１２の位置に関連して４チャンバ型シリンダ１を越えて（図１において左方に）突出している。

第１のピストン８は、第１のチャンバ１０に面した環状の第１の受圧面３０を有しており、第２のピストン１２は、第３のチャンバ２０に面した環状の第３の受圧面３２と、第４のチャンバ１４に面した環状の第４の受圧面３４とを有している。第１のピストン８と第２のチャンバ１８との間には、総受圧面が設けられている。この総受圧面は、内側の環状の部分受圧面３６と、外側の環状の差受圧面３８とに分割されている。部分受圧面３６は、環状の軸方向の凹部４０の底部に設けられている。この凹部４０の外周側には、全周にわたって延びる半径方向のシール部４２が設けられている。このシール部４２の内周面は、第２のピストンロッド２２の、第１のピストン８の側の端区分４４の外周面に対応している。第１のチャンバ１０および／または第４のチャンバ１４の加圧によって、両ピストン８，１２を互いに近づく方向に運動させることができる。この運動の終了時には、第２のピストンロッド２２の端区分４４が第１のピストン８の凹部４０内に進入し、端区分４４の周面がシール部４２によって密封される。これによって、第２のチャンバ１８が縮小されており、第１のピストン８に作用する受圧面が、外側の差受圧面３８に縮小されている。なぜならば、内側の部分受圧面３６が覆われているからである。

図２には、非常用ばね４６の緊締時の図１に示した４チャンバ型シリンダ１を備えた本発明に係る作動装置の実施の形態が示してある。非常用ばね４６は圧縮ばねとして形成されていて、４チャンバ型シリンダ１もしくはシリンダ管２の外周側にほぼ回転対称的に配置されている。非常用ばね４６は、第１のばね受け４８と第２のばね受け５０との間に挟み込まれている。第１のばね受け４８は、外側の第１のピストンロッド２６ひいては第１のピストン８に固定されており、第２のばね受け５０は、外側の第２のピストンロッド２８ひいては第２のピストン１２に固定されている。さらに、外側の第１のピストンロッド２６には、弁体５２が固定されている。この弁体５２を介して、安全性に関して重要となる発電所の主弁５４を開閉制御することができる。

第２のチャンバ１８と第３のチャンバ２０とは、各主管路５６，５８を介して、モータＭにより駆動されるポンプとして運転可能な押退け機械６０の両圧力ポートに接続されているかまたは接続可能である。両主管路５６，５８内には、それぞれ切換弁として形成された遮断弁６２，６４が配置されている。この遮断弁６２，６４は、各ばねにより予荷重が加えられた（図２に示した）基本位置で開放されていて、アクチュエータへの通電によって閉鎖することができる。

第１のチャンバ１０と第４のチャンバ１４とは、連結用管路６６を介して互いに接続されているかまたは接続可能である。この連結用管路６６内には、液圧的に遮断解除可能な逆止弁６８が設けられている。この逆止弁６８の開放方向は第１のチャンバ１０から第４のチャンバ１４に向けられている。連結用管路６６は、逆止弁６８と第４のチャンバ１４との間の範囲内で逆止弁７０ｂを介して第１の主管路５６に接続されていて、逆止弁７０ａを介して第２の主管路５８に接続されている。逆止弁７０ａ，７０ｂの開放方向は、主管路５６，５８から連結用管路６６に向けられている。

第１のチャンバ１０と第２のチャンバ１８とは、非常用閉鎖管路７２を介して互いに接続されているかまたは接続可能である。この非常用閉鎖管路７２内には、絞り７３と論理弁７４とが配置されている。この論理弁７４は、制御圧に関連して、第１のチャンバ１０から非常用閉鎖管路７２を介して第２のチャンバ１８への接続路を開閉することができる。論理弁７４に対する制御圧は、液圧的に遮断解除可能な逆止弁６８に対する制御圧としても作用し、逆止弁６８と第４のチャンバ１４との間の範囲内の連結用管路６６から取り出される。この取り出された制御圧は、アクチュエータへの通電により、切換弁として形成された３ポート２位置弁７６を介して両弁６８，７４に報知、つまり、伝達されるかまたは両弁６８，７４の制御圧は、ばねにより予荷重が加えられた３ポート２位置弁７６の基本位置を介して、比較的小さな低圧アキュムレータ７８に放圧される。

両主管路５６，５８は、各補充弁８０，８２を介して低圧アキュムレータ７８に接続されている。連結用管路６６は、低圧アキュムレータ７８の低圧側に接続された圧力制限弁８４を介して防護されている。

図２に示した運転状態では、調整運転を準備するために、非常用ばね４６が緊縮される。このためには、両遮断弁６２，６４が無通電状態で開放されており、３ポート２位置弁７６がその基本位置に位置しており、これによって、逆止弁６８が閉鎖されているのに対して、論理弁７４は開放されている。押退け機械６０が第２のチャンバ１８から圧力媒体を吸い込み、この圧力媒体を矢印ａにより、開放された逆止弁７０ａまたは矢印ｂにより、開放された逆止弁７０ｂと、連結用管路６６の所定の区分とを介して第４のチャンバ１４内に圧送する。この場合、第２のピストン１２が（図２において右方に）移動させられる。これによって、第３のチャンバ２０から圧力媒体が押し退けられる。この押し退けられた圧力媒体は第２の主管路５８を介して、押退け機械６０により直接圧送される圧力媒体に付加されるかもしくは供給され、ひいては、同じく第４のチャンバ１４内に圧送される。

図３には、図２に示した作動装置が、第２のピストンロッド２２が第１のピストン８に当て付けられ、ひいては、非常用ばね４６が最大限に緊縮された後の状態で示してある。図３に示した運転状態では、第１のチャンバ１０と第４のチャンバ１４とに、非常用ばね４６のばね圧等価を超える圧力が形成されており、これによって、非常用ばね４６が、調整運転中に、付勢された位置に確実に保持される。このためには、両遮断弁６２，６４が閉鎖され、３ポート２位置弁７６が通電され、これによって、連結用管路６６から取り出された制御圧が、遮断解除可能な逆止弁６８と、論理弁７４とに伝達される。これによって、論理弁７４が閉鎖され、逆止弁４８が開放される。したがって、連結用管路６６が第１のチャンバ１０に向かっても開放されており、これにより、押退け機械６０によって引き続き加圧された圧力媒体が、第１のチャンバ１０と第４のチャンバ１４とに均等に圧力を加える。

図４には、図２および図３に示した作動装置の調整準備状態もしくは調整運転状態が示してある。このためには、図３に示した増圧後、両遮断弁６２，６４が、無通電状態で開放された位置に切り換えられており、これによって、第２のチャンバ１８が第１の主管路５６を介して、また、第３のチャンバ２０が第２の主管路５８を介して、それぞれ押退け機械６０に接続されている。モータＭは押退け機械６０を二方向に駆動することができ、これによって、４チャンバ型シリンダ１を介して弁体５２を無段調整することができる。両ピストン８，１２と非常用ばね４６とは、常に一緒に運動させられる。３ポート２位置弁７６は、図３に示した増圧後、通電された位置にとどまっている。したがって、遮断解除可能な逆止弁６８が開放されたままとなる。これにより、弁体５２の各調整運動によって、圧力媒体を第１のチャンバ１０と第４のチャンバ１４との間で連結用管路６６を介して移動させることができる。

図５には、図２〜図４に示した作動装置が、主弁５４の急速閉鎖が実施される非常運転状態で示してある。このためには、両遮断弁６２，６４と３ポート２位置弁７６とが、それぞればねにより予荷重が加えられた無通電状態の基本位置に切り換えられている。モータＭは給電されておらず、押退け機械６０は停止している。論理弁７４の制御ポートは、３ポート２位置弁７６を介して低圧アキュムレータ７８に放圧されており、これによって、第１のチャンバ１０から非常用閉鎖管路７２を介して第２のチャンバ１８への接続路が開放されている。こうして、非常用ばね４６が第１のピストン８を閉鎖方向（図５において右方）に運動させることができる。このとき、非常用ばね４６は、第２の外側のピストンロッド２８と第２のピストン１２とを介して、第４のチャンバ１４内に閉じ込められた圧力媒体に支持されている。この圧力媒体は逃げ出すことができない。なぜならば、逆止弁６８，７０ａ，７０ｂが閉鎖されているからである。

さらに、非常用ばね４６を短時間緊縮しかつロックして、弁体５２の規定された位置を調整して達成する特殊な形態が可能である。

図６には、本発明に係る４チャンバ型シリンダ１０１の第２の実施の形態が側方断面図で示してある。第１の実施の形態との顕著な違いは、第１のピストンロッド１２４が、フランジ８６と反対の側に配置されているのに対して、第２のピストンロッド１２２は、フランジ８６の側に配置されている点に認めることができる。したがって、第１のピストンロッド１２４が（図６において）左方から第２のピストンロッド１２２内に進入している。フランジ８６には、（図６に示していない）弁体５２が固定されている。この逆の組付けによって、非常運転中の非常用ばね４６の作用方向が変更されている。第１の実施の形態では、非常用ばね４６が非常運転中に弁体５２を進出させたのに対して、第２の実施の形態では、非常用ばね４６が弁体５２を引き込む。

フランジ８６は、シリンダ１０２の端面側の第２のカバー１０６を貫いて延びるピン８８を介して第２のばね受け５０に固定されている。端面側の第２のカバー１０６内には、ピストンアキュムレータとして形成された低圧アキュムレータ７８が組み込まれている。

第１のピストンロッド１２４は、外側の第１のピストンロッド１２６と共に連続して延びる管として形成されており、この管に第１のピストン１０８が装着されている。第２のピストンロッド１２２も同じく、外側の第２のピストンロッド１２８と共に連続して延びる管としてとして形成されており、この管の段部に第２のピストン１１２が装着されている。

図７には、図６に示した第２の実施の形態が斜視図で示してある。図６に対して補足的に、位置不変のリング９０が示してある。このリング９０を介して、４チャンバ型シリンダ１０１を主弁５４（図２参照）に固定することができる。さらに、押退け機械６０とモータＭとが図示してある。

図８には、本発明に係る作動装置の第２の実施の形態の液圧回路が示してある。この液圧回路は、前述した図面の両４チャンバ型シリンダ１；１０１に圧力媒体を供給するために働き、このために、両主管路５６，５８と連結用管路６６とを介して４チャンバ型シリンダ１；１０１に接続されている。図２〜図５に示した第１の実施の形態の液圧回路に対して補足的に、第２の３ポート２位置弁７６ａと第２の論理弁７４ａとが設けられている。この第２の論理弁７４ａを介して、第１の論理弁７４に対して並列にもしくは択一的に非常用閉鎖管路７２を開放することができる。

本発明に係る４チャンバ型シリンダの即座の調整準備状態は、第２の実施の形態では、第２の主管路５８の第２の遮断弁６４に対して並列に、第３のチャンバ２０から押退け機械６０に向かって開放する逆止弁９４と、押退け機械６０から第３のチャンバ２０に向かって開放する、ばね予荷重が加えられた逆止弁９６とを内部に備えた管路９２が設けられていることによって達成される。ばね予荷重が加えられた逆止弁９６は、第１の主管路５６に接続された制御管路９８を介して、押退け機械６０と第１の遮断弁６２との間に形成された圧力に関連して開制御することができる。

非常用閉鎖機能を有する４チャンバ型シリンダが開示されている。この４チャンバ型シリンダは、２つのピストン装置を有している。両ピストン装置は、それぞれ１つのピストンとピストンロッドとを有している。各ピストンは、互いに逆に作用する２つのチャンバを画定している。両チャンバのうち、調整運転中には、一方のチャンバが、一方のピストン装置を他方のピストン装置に押し付けるために働くのに対して、それぞれ他方のチャンバは、互いに接触したピストン装置を両作動方向のうちの一方に移動させるために働く。両ピストンロッドは互いに向き合わされている。一方のピストンロッドは他方のピストンロッドのガイド切欠き（もしくはガイド孔）内にテレスコープ状に進入することができる。４チャンバ型シリンダの調整運転中には、両ピストン装置が互いに押し合わされることにより、非常用ばねが付勢された状態で保持される。これによって、高められた安全性要求が課せられる弁、タービンまたはプロセス制御機器を調整するために働くコンパクトな４チャンバ型シリンダが提供されている。供給系統の故障時でも、本発明に係る４チャンバ型シリンダによって、非常用ばねを介して調整運動が可能となる。４チャンバ型シリンダは二方向で組み付けることができると共に運転することができる。

１；１０１ ４チャンバ型シリンダ
２；１０２ シリンダ管
４；１０４ 端面側の第１のカバー
６；１０６ 端面側の第２のカバー
８；１０８ 第１のピストン
１０ 第１のチャンバ
１２；１１２ 第２のピストン
１４ 第４のチャンバ
１６；１１６ 半径方向の狭幅部
１８ 第２のチャンバ
２０ 第３のチャンバ
２２；１２２ 第２のピストンロッド
２４；１２４ 第１のピストンロッド
２６；１２６ 外側の第１のピストンロッド
２８；１２８ 外側の第２のピストンロッド
３０ 第１の受圧面
３２ 第３の受圧面
３４ 第４の受圧面
３６ 部分受圧面
３８ 差受圧面
４０ 凹部
４２ シール部
４４ 端区分
４６ 非常用ばね
４８ 第１のばね受け
５０ 第２のばね受け
５２ 弁体
５４ 主弁
５６ 第１の主管路
５８ 第２の主管路
６０ 押退け機械
６２ 第１の遮断弁
６４ 第２の遮断弁
６６ 連結用管路
６８ 遮断解除可能な逆止弁
７０ａ，７０ｂ 逆止弁
７２ 非常用閉鎖管路
７３ 絞り
７４；７４ａ 論理弁
７６；７６ａ ３ポート２位置弁
７８ 低圧アキュムレータ
８０ 第１の補充弁
８２ 第２の補充弁
８４ 圧力制限弁
８６ フランジ
８８ ピン
９０ リング
９２ 管路
９４ 逆止弁
９６ ばね予荷重が加えられた逆止弁
９８ 制御管路
Ｍ モータ

Claims (18)

1. ４チャンバ型シリンダ（１；１０１）において、
   該４チャンバ型シリンダ（１；１０１）が、第１のピストン（８；１０８）および第１のピストンロッド（２４；１２４）を有する第１のピストン装置と、第２のピストン（１２；１１２）および第２のピストンロッド（２２；１２２）を有する第２のピストン装置とを備えており、
   第１のピストン（８；１０８）が、第１のチャンバ（１０）を画定しており、該第１のチャンバ（１０）を介して、第１のピストン装置が、第２のピストン装置に向かって運動可能であり、第１のピストン（８；１０８）が、第１のチャンバ（１０）と逆に作用する第２のチャンバ（１８）を画定しており、
   第２のピストン（１２；１１２）が、第４のチャンバ（１４）を画定しており、該第４のチャンバ（１４）を介して、第２のピストン装置が、第１のピストン装置に向かって運動可能であり、第２のピストン（１２；１１２）が、第４のチャンバ（１４）と逆に作用する第３のチャンバ（２０）を画定しており、
   第１のピストンロッド（２４；１２４）と第２のピストンロッド（２２；１２２）とが、互いに向き合わされており、第１のピストンロッド（２４；１２４）が、少なくとも部分的に第２のピストンロッド（２２；１２２）のガイド孔内に可動に収容されており、
   両ピストン装置が、第１のチャンバ（１０）と第４のチャンバ（１４）とを介して互いに当付け可能であると共に保持可能であり、これによって、特に圧縮弾性的な非常用エレメント（４６）が緊縮可能であることを特徴とする、４チャンバ型シリンダ。
2. 第２のピストンロッド（２２；１２２）の一方の端面を介して、第２のチャンバ（１８）と第１のピストン（８；１０８）との間に形成された総受圧面の部分受圧面（３６）が覆われるようになっている、請求項１記載の４チャンバ型シリンダ。
3. 部分受圧面（３６）は、前記端面が進入可能であるピストン側の凹部（４０）内に配置されている、請求項２記載の４チャンバ型シリンダ。
4. 部分受圧面（３６）を除いた総受圧面と、第３のチャンバ（２０）と第２のピストン（１２；１１２）との間に形成された第３の受圧面（３２）とが、互いに等しいサイズを有している、請求項２または３記載の４チャンバ型シリンダ。
5. 総受圧面と、第１のチャンバ（１０）と第１のピストン（８；１０８）との間に形成された第１の受圧面（３０）とが、互いに等しいサイズを有している、請求項２から４までのいずれか１項記載の４チャンバ型シリンダ。
6. 総受圧面と、第４のチャンバ（１４）と第２のピストン（１２；１１２）との間に形成された第４の受圧面（３４）とが、互いに等しいサイズを有している、請求項２から５までのいずれか１項記載の４チャンバ型シリンダ。
7. 第１のピストン装置が、外側のピストンロッド（２６；１２６）を有しており、該外側のピストンロッド（２６；１２６）が、４チャンバ型シリンダ（１；１０１）の端面側の第１のカバー（４；１０４）を貫通していて、環状室として形成された第１のチャンバ（１０）を画定しており、第２のピストン装置が、外側のピストンロッド（２８；１２８）を有しており、該外側のピストンロッド（２８；１２８）が、４チャンバ型シリンダ（１；１０１）の端面側の第２のカバー（６；１０６）を貫通していて、環状室として形成された第４のチャンバ（１４）を画定している、請求項１から６までのいずれか１項記載の４チャンバ型シリンダ。
8. 第１のピストンロッド（１２４）と、外側の第１のピストンロッド（１２６）とが、一体のロッドまたは一体の管として形成されている、請求項７記載の４チャンバ型シリンダ。
9. 第２のピストンロッド（１２２）と、外側の第２のピストンロッド（１２８）とが、一体のロッドまたは一体の管として形成されている、請求項７または８記載の４チャンバ型シリンダ。
10. 外側の両ピストンロッド（２６，２８；１２６，１２８）が、互いに等しい外径を有しており、４チャンバ型シリンダ（１；１０１）が、第１のチャンバ（１０）の範囲と第４のチャンバ（１４）の範囲とに、互いに等しい内径を有しており、両ピストン（８，１２；１０８，１１２）が、互いに等しい外径を有している、請求項７から９までのいずれか１項記載の４チャンバ型シリンダ。
11. 第２のチャンバ（１８）と第３のチャンバ（２０）とは、第２のピストンロッド（２２；１２２）がガイドされている半径方向の狭幅部（１６；１１６）によって互いに分離されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の４チャンバ型シリンダ。
12. 請求項１から１１までのいずれか１項記載の４チャンバ型シリンダ（１）を備えた液圧式の作動装置において、第２のチャンバ（１８）と第３のチャンバ（２０）とに、各主管路（５６，５８）と、両主管路（５６，５８）の間に配置された押退け機械（６０）とを介して相互に圧力媒体が供給可能であることを特徴とする、液圧式の作動装置。
13. 第１のチャンバ（１０）と第４のチャンバ（１４）とに、押退け機械（６０）によって、第１のチャンバ（１０）と第４のチャンバ（１４）とを接続する連結用管路（６６）を介して共に圧力媒体が供給可能であると同時に圧力が加えられるようになっている、請求項１２記載の作動装置。
14. 第１のチャンバ（１０）と第４のチャンバ（１４）とが、連結用管路（６６）を介して互いに接続可能であり、液圧的に連結可能であるかもしくはロック可能である、請求項１３記載の作動装置。
15. 連結用管路（６６）内に、第１のチャンバ（１０）から第４のチャンバ（１４）に向かって開放する遮断解除可能な逆止弁（６８）が設けられており、該逆止弁（６８）が、１つまたは２つの３ポート２位置弁（７６；７６ａ）を介して開制御可能である、請求項１３または１４記載の作動装置。
16. 第１のチャンバ（１０）と第２のチャンバ（１８）とが、非常用閉鎖管路（７２）と、該非常用閉鎖管路（７２）内に配置された論理弁（７４；７４ａ）とを介して互いに接続可能であり、該論理弁（７４；７４ａ）が、３ポート２位置弁（７６；７６ａ）を介して放圧可能であるかまたは開制御可能である、請求項１５記載の作動装置。
17. 両主管路（５６，５８）が、各補充弁（８０，８２）を介してアキュムレータ（７８）に接続されている、請求項１２から１６までのいずれか１項記載の作動装置。
18. 両主管路（５６，５８）内に各遮断弁（６２，６４）が設けられており、第２の主管路（５８）の第２の遮断弁（６４）に対して並列に、第３のチャンバ（２０）から押退け機械（６０）に向かって開放する逆止弁（９４）と、押退け機械（６０）から第３のチャンバ（２０）に向かって開放する、ばね予荷重が加えられた逆止弁（９６）とを備えた管路（９２）が設けられており、ばね予荷重が加えられた逆止弁（９６）が、第１の主管路（５６）に接続された制御管路（９８）を介して開制御可能である、請求項１２から１７までのいずれか１項記載の作動装置。