WO2023208440A1 - Verfahren zum betreiben eines fluidspeichersystems sowie fluidspeichersystem das mit einem derartigen verfahren betreibbar ist - Google Patents

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Bernhard Mueller
Benedikt Klein
Frank Dickgreber
Heiko Hrobarsch
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a fluid storage system and a fluid storage system that can be operated with such a method.
  • Fluid storage systems are known in different embodiments from the prior art.
  • a fluid is stored in a tank and supplied to a consumer via a pipe system.
  • a valve unit is located directly on the fluid tank, through which the fluid in the tank can be forwarded via a distribution unit into which several valve units open to a control unit, from which the fluid can be supplied to a consumer.
  • several filters are provided in the fluid storage system through which particles in the fluid can be filtered out and stored.
  • One object of an exemplary embodiment of the invention is to propose a method for operating a fluid storage system and a fluid storage system that can be operated according to such a method, through which a high level of tightness of a valve unit can be guaranteed for the duration of an operating cycle of the fluid storage system.
  • a method for operating a fluid storage system which has at least one fluid tank in which a fluid is stored under pressure, which has at least one valve unit which is functionally assigned to the fluid tank and which has an open functional position in which fluid flows through the valve unit can be flowed, can be moved into a closed functional position, in which flow through the valve unit is blocked, which comprises at least one sensor means through which an actual pressure of the fluid on the downstream side of the valve unit can be detected, and which comprises at least one control unit, which the at least one sensor means is functionally assigned, in which a TARGET pressure range is stored on the downstream side of the valve unit in the closed functional position, through which at least the valve unit can be controlled for opening and closing and through which at least when detecting an ACTUAL pressure outside of the TARGET pressure range in the closed functional positions of the valve unit, a valve cleaning is carried out, in which the valve unit is transferred from the closed functional position to the open functional position and back again to the closed functional position.
  • control unit detects in conjunction with the sensor means when the ACTUAL pressure of the valve unit in the closed functional position is outside the TARGET pressure range, a leak in the valve unit can be detected by the valve unit. If the ACTUAL pressure of the valve unit in the closed functional position is outside the TARGET pressure range, the control unit can conclude that the valve seat of the valve unit is clogged with particles, which results in the reduced tightness of the valve unit.
  • the TARGET pressure range includes a pressure range that occurs with a completely closed valve unit with unrestricted tightness.
  • valve cleaning is carried out by the control unit in this case, the particles can be loosened and transported away, whereby at least the valve seat of a valve means of the valve unit is cleaned and the tightness of the valve unit is increased again. Because valve cleaning includes opening and closing the valve unit, the valve unit can be flushed without external intervention in the fluid storage system having to be carried out.
  • the valve unit can be a so-called “on tank valve”, i.e. a valve unit that is arranged directly on a fluid tank.
  • the valve unit can comprise one or more valve means.
  • the valve unit can be easily controlled if the at least one valve unit comprises at least one solenoid valve, which can be moved by the control unit from the closed functional position to the open functional position and back again to the closed functional position.
  • valve cleaning exclusively includes opening and closing the valve unit, in particular the solenoid valve, in order to clean the valve unit, in particular the solenoid valve.
  • a cleaning effect can be further increased if the valve cleaning includes increasing and/or lowering the pressure of the fluid flowing through the at least one valve unit using a pressure control element.
  • the fluid tank can be a high-pressure tank. This can be used to store fluids in liquid or gaseous states at 50 bar or more.
  • valve cleaning involves increasing or lowering the pressure
  • the increasing and/or lowering of the pressure of the fluid flowing through the at least one valve unit through the pressure control element creates a pressure difference of at least 5 bar, in particular of at least 10 bar , in particular of at least 20 bar, and / or if a minimum pressure of the fluid is 9 bar and / or a maximum pressure of the fluid is 29 bar during valve cleaning.
  • the valve cleaning includes increasing and/or decreasing the mass flow of the fluid flowing through the at least one valve unit.
  • loosening of stuck particles in the valve unit, in particular in a valve seat of a solenoid valve can be further improved if the pressure and/or the mass flow rate of the fluid flowing through the at least one valve unit is increased and/or reduced once during opening and closing the valve unit, in particular the solenoid valve, or takes place at least twice when opening and closing the valve unit, in particular the solenoid valve.
  • the cleaning process can be carried out in a time-optimized manner. If the time between opening and closing is a maximum of 90 seconds, the cleaning effect can be improved compared to shorter times.
  • the fluid storage system may include a single fluid tank with a single valve unit disposed thereon.
  • embodiments of the fluid storage system are conceivable in which at least two, in particular at least three, fluid tanks are provided, on each of which a valve unit assigned to the respective fluid tank is arranged. Furthermore, it is conceivable that at least two valve units are arranged on a fluid tank.
  • the fluid storage system comprises several valve units, it proves to be advantageous if the fluid storage system comprises at least one distribution unit into which the at least two valve units, in particular at least three valve units, units, open into a distribution section of the distribution unit, through which the flowing fluid can be forwarded to a consumer and in which the sensor means is arranged in the distribution section, the actual pressure of the fluid detected by the sensor means being detected in the distribution section of the distribution unit.
  • fluid from different valve units can be supplied to a single fluid control system.
  • the at least two valve units open into the distribution unit, whereby the fluid flowing there mixes in the distribution unit, in particular in the distribution section.
  • a resulting pressure is established in the distributor section of the distributor unit.
  • the fluid storage system can be designed with reduced components.
  • a statement about the tightness of the at least two valve units can be made using a single sensor means in the distributor section.
  • the control unit cannot immediately conclude which of the at least two valve units have a leak or whether both valve units have a leak .
  • the at least two valve units in particular the at least three valve units, move individually and one after the other from the closed functional position to the open functional position and again be transferred back to the closed functional position.
  • both valve units are cleaned individually and one after the other.
  • valve cleaning can be ended when the ACTUAL pressure recorded by the control unit is within the TARGET pressure range.
  • At least one of the at least one valve unit of the fluid storage system has at least one first filter means arranged between the fluid tank and the solenoid valve and at least one between Second filter means arranged solenoid valve and valve unit output, through which dirt particles can be filtered and stored. Because the valve unit comprises a first filter medium and a second filter medium, particles dissolved in the course of valve cleaning can be filtered and retained in the first filter medium and/or in the second filter medium. This reduces the risk of particles clogging other components.
  • a fluid storage system with at least one fluid tank in which a fluid is stored under pressure, with at least one valve unit which is functionally assigned to the fluid tank and which has an open functional position in which fluid can flow through the valve unit. can be moved into a closed functional position, in which the flow of fluid through the valve unit is blocked, with at least one sensor means through which an actual pressure of the fluid on the downstream side of the valve unit can be detected, and with at least one control unit, wherein the Fluid storage system can be operated with a method with the aforementioned features.
  • the fluid storage system comprises at least three valve units and at least one distribution unit, which comprises a distribution section into which the three distribution units open and in which the sensor means is arranged.
  • At least one of the valve units comprises a solenoid valve which can be moved by the control unit from the closed functional position to the open functional position and back to the closed functional position and/or that at least one of the valve units has at least one first filter means arranged between the fluid tank and the solenoid valve and at least one second filter means arranged between the solenoid valve and the valve unit outlet, through which dirt particles can be filtered and stored.
  • Figure 1 A schematic circuit diagram of a fluid storage system
  • FIG. 2 A schematic detailed view of a valve unit of the fluid storage system according to Figure 1;
  • Figure 3 A sectional view through a valve means of a valve unit in the open functional position
  • Figure 4 A schematic flow diagram of an embodiment of the method according to the invention.
  • Figure 1 shows a fluid storage system according to the invention, provided overall with the reference number 2.
  • This includes three fluid tanks 4, each of which contains fluid under pressure.
  • a valve unit 6 is arranged on the fluid tanks 4, which is functionally assigned to the fluid tank 4 and which can be moved from an open functional position, in which fluid can flow through the valve unit 6, to a closed functional position, in which flow through the valve unit 6 is blocked.
  • the valve unit 6 includes a solenoid valve 8, which can be moved from a closed functional position to an open functional position.
  • a first filter means 10 is arranged between the solenoid valve 8 and the fluid tank 4 and a second filter means 14 is provided between the solenoid valve 8 and the valve unit outlet 12.
  • the fluid storage system 2 includes a distribution unit 16, which includes a distribution section 18.
  • the three valve units 6 open into the distributor section 18.
  • a sensor means 20 is arranged in the distributor section 18, through which an actual pressure of the fluid on the downstream side of the valve unit 6 can be detected.
  • the fluid storage system 2 includes a control unit 22 to which the at least one sensor means 20 is functionally assigned.
  • a TARGET pressure range is set on the downstream side of the valve unit 6. closed functional position.
  • an actual pressure of the fluid in the distribution section 18 is detected by the control unit 22. If the control unit 22 determines that an ACTUAL pressure is outside the TARGET pressure range, the control unit 22 carries out valve cleaning. Looking at Figure 3, it becomes clear that one reason for the existence of a deviation of the ACTUAL pressure from the TARGET pressure range in the closed functional position of the valve unit 6 can be a contamination of a valve seat 24 with particles. The purpose of valve cleaning is to loosen and remove these particles from the valve seat 24 of the solenoid valve 8 of the valve unit 6.
  • a first step 100 the control unit 22, to which the sensor means 20 is functionally assigned, detects an actual pressure of the fluid when the functional position of the valve units 6 is closed on the downstream side of the valve units 6.
  • a TARGET pressure range of the valve units 6 in the closed functional position is stored in the control unit 22. If the control unit 22 detects in step 100 that the detected ACTUAL pressure is outside the TARGET pressure range, the control unit 22 carries out valve cleaning.
  • a first step 101a one of the three valve units 6 is transferred from the closed functional position to the open functional position and then transferred back to the closed functional position.
  • the pressure of the fluid in the open functional position of the respective valve unit 6, can be increased and/or reduced and/or a mass flow rate of the fluid flowing through the valve unit 6 can be increased or reduced once or several times.
  • step 101a After the valve unit 6 has been transferred in step 101a, the actual pressure of the fluid is detected again by the sensor means 20. If it is further outside the TARGET range, in a subsequent step 101b the next valve unit 6 is cleaned by the previously described valve cleaning. Is the valve also cleaning in step 101 b of the further valve unit 6 is completed, the actual pressure of the fluid is again detected by the sensor means 20 and the control unit 22 checks whether the actual pressure is outside the TARGET pressure range. If the ACTUAL pressure is outside the TARGET pressure range, the remaining additional valve unit 6 is cleaned by valve cleaning in a subsequent step 101c.
  • steps 101a to 101c are repeated until the ACTUAL pressure is within the TARGET pressure range. If this is the case, the system returns to step 100, in which the actual pressure is monitored by the control unit 22 and compared with the stored TARGET pressure range.
  • valve unit output 14 second filter medium

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fluidspeichersystems (2), das mindestens einen Fluidtank (4), in dem ein Fluid unter Druck bevorratet ist, das mindestens eine Ventileinheit (6), die dem Fluidtank (4) funktional zugeordnet ist und die von einer geöffneten Funktionsstellung, in der Fluid durch die Ventileinheit (6) strömbar ist, in eine geschlossenen Funktionsstellung überführbar ist, in der ein Durchströmen der Ventileinheit (6) blockiert ist, das mindestens ein Sensormittel (20) umfasst, durch das ein IST-Druck des Fluids auf der stromabwärtigen Seite der Ventileinheit (6) erfassbar ist, und das mindestens eine Steuereinheit (22) umfasst, der das mindestens eine Sensormittel (20) funktional zugeordnet ist, in der ein SOLL-Druck-Bereich auf der stromabwärtigen Seite der Ventileinheit (6) bei geschlossener Funktionsstellung hinterlegt ist, durch die zumindest die Ventileinheit (6) zum Öffnen und Schließen ansteuerbar ist und durch die zumindest bei Erfassen eines IST-Drucks außerhalb des SOLL-Druck-Bereichs in der geschlossenen Funktionsstellungen der Ventileinheit (6) eine Ventilreinigung durchgeführt wird, bei der die Ventileinheit (6) von der geschlossenen Funktionsstellung in die geöffnete Funktionsstellung und wieder zurück in die geschlossenen Funktionsstellung überführt wird.

Description

VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES FLUIDSPEICHERSYSTEMS SOWIE
FLUIDSPEICHERSYSTEM DAS MIT EINEM DERARTIGEN VERFAHREN
BETREIBBAR IST
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fluidspeichersystems sowie ein Fluidspeichersystem das mit einem derartigen Verfahren betreibbar ist.
Fluidspeichersysteme sind in unterschiedlichen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt. Bei diesen wird in einem Tank ein Fluid bevorratet und über ein Leitungssystem einem Verbraucher zugeführt. Bei bekannten Fluidspeichersystemen sitzt unmittelbar am Fluidtank eine Ventileinheit auf, durch die das Fluid des Tanks über eine Verteilereinheit, in die mehrere Ventileinheiten münden, an eine Regeleinheit weiterleitbar ist, von der das Fluid einem Verbraucher zuführbar ist. Um eine lange wartungsfreie Betriebsdauer des Fluidspeichersystems gewährleisten zu können, sind im Fluidspeichersystem mehrere Filter vorgesehen, durch die Partikel im Fluid herausfilterbar und speicherbar sind.
Beim Betrieb des Fluidspeichersystems kann es nie ganz vermieden werden, dass sich Partikel, die mit dem Fluid transportiert werden, in einem Ventilmittel der Ventileinheit absetzen können. Findet ein solches Absetzen oder Zusetzen in der Ventileinheit im Bereich des Ventilsitzes und des Ventilkolbens statt, ist die Gefahr erhöht, dass das Magnetventil in einer geschlossenen Funktionsstellung nicht vollständig schließt.
Eine Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, ein Verfahren zum Betreiben eines Fluidspeichersystems sowie eines Fluidspeichersystems, das nach einem derartigen Verfahren betreibbar ist, vorzuschlagen, durch das für die Dauer eines Betriebszyklus des Fluidspeichersystems eine hohe Dichtigkeit einer Ventileinheit gewährleistbar ist. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Fluidspeichersystems, das mindestens einen Fluidtank, in dem ein Fluid unter Druck bevorratet ist, das mindestens eine Ventileinheit, die dem Fluidtank funktional zugeordnet ist und die von einer geöffneten Funktionsstellung, in der Fluid durch die Ventileinheit strömbar ist, in eine geschlossenen Funktionsstellung überführbar ist, in der ein Durchströmen der Ventileinheit blockiert ist, das mindestens ein Sensormittel umfasst, durch das ein IST-Druck des Fluids auf der stromabwärtigen Seite der Ventileinheit erfassbar ist, und das mindestens eine Steuereinheit umfasst, der das mindestens eine Sensormittel funktional zugeordnet ist, in der ein SOLL-Druck-Bereich auf der stromabwärtigen Seite der Ventileinheit bei geschlossener Funktionsstellung hinterlegt ist, durch die zumindest die Ventileinheit zum Öffnen und Schließen ansteuerbar ist und durch die zumindest bei Erfassen eines IST-Drucks außerhalb des SOLL-Druck-Bereichs in der geschlossenen Funktionsstellungen der Ventileinheit eine Ventilreinigung durchgeführt wird, bei der die Ventileinheit von der geschlossenen Funktionsstellung in die geöffnete Funktionsstellung und wieder zurück in die geschlossene Funktionsstellung überführt wird.
Dadurch, dass durch die Steuereinheit in Verbindung mit dem Sensormittel erfasst wird, wenn der IST-Druck der Ventileinheit in der geschlossenen Funktionsstellung außerhalb des SOLL-Druckbereichs liegt, ist durch die Ventileinheit eine Undichtigkeit der Ventileinheit erfassbar. Wenn der IST-Druck der Ventileinheit in der geschlossenen Funktionsstellung außerhalb des SOLL-Druckbereichs angeordnet ist, kann durch die Steuereinheit rückgeschlossen werden, dass der Ventilsitz der Ventileinheit durch Partikel zugesetzt ist, wodurch die verringerte Dichtigkeit der Ventileinheit herrührt.
Der SOLL-Druckbereich umfasst einen Druckbereich, der sich bei einer vollständig geschlossenen Ventileinheit mit uneingeschränkter Dichtigkeit einstellt.
Dadurch, dass solchenfalls durch die Steuereinheit eine Ventilreinigung durchgeführt wird, können die Partikel gelöst und abtransportiert werden, wodurch zumindest der Ventilsitz eines Ventilmittels der Ventileinheit gereinigt ist und die Dichtigkeit der Ventileinheit wieder erhöht ist. Dadurch, dass die Ventilreinigung ein Öffnen und Schließen der Ventileinheit umfasst, kann die Ventileinheit gespült werden, ohne dass von extern in das Fluidspeichersystem eingegriffen werden muss.
Bei der Ventileinheit kann es sich um ein so genanntes „on Tank valve“ handeln, also um eine Ventileinheit, die unmittelbar an einem Fluidtank angeordnet ist.
Die Ventileinheit kann eines oder mehrere Ventilmittel umfassen. Die Ventileinheit ist einfach ansteuerbar, wenn die mindestens eine Ventileinheit mindestens ein Magnetventil umfasst, das durch die Steuereinheit von der geschlossenen Funktionsstellung in die geöffnete Funktionsstellung und wieder zurück in die geschlossene Funktionsstellung überführbar ist.
Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Ventilreinigung ausschließlich ein Öffnen und wieder Schließen der Ventileinheit, insbesondere des Magnetventils, umfasst, um die Ventileinheit, insbesondere das Magnetventil, zu reinigen. Eine Reinigungswirkung lässt sich weiter erhöhen, wenn die Ventilreinigung ein Erhöhen und/oder ein Senken des Drucks des durch die mindestens eine Ventileinheit fließenden Fluids durch ein Druckregelelement umfasst.
Durch ein Erhöhen und/oder ein Senken des Drucks kann eine sich ablösende Wirkung auf die Partikel, die sich in der Ventileinheit, insbesondere im Magnetventil, abgesetzt haben, verbessern.
Bei dem Fluidtank kann es sich um einen Hochdrucktank handeln. In diesem können Fluide im flüssigen oder gasförmigen Zustand mit 50 bar oder mehr bevorratet werden.
Wenn die Ventilreinigung ein Erhöhen oder Senken des Drucks umfasst, erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Erhöhen und/oder das Senken des Drucks des durch die mindestens eine Ventileinheit fließenden Fluids durch das Druckregelelement einen Druckunterschied von mindestens 5 bar, insbesondere von mindestens 10 bar, insbesondere von mindestens 20 bar umfasst, und/oder wenn ein Minimaldruck des Fluids 9 bar und/oder ein Maximaldruck des Fluids 29 bar bei der Ventilreinigung umfasst. Alternativ oder ergänzend zu einem Erhöhen und/oder einem Senken des Drucks des durch die Ventileinheit fließenden Fluids erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Ventilreinigung ein Erhöhen und/oder ein Senken des Massestroms des durch die mindestens eine Ventileinheit fließenden Fluids umfasst.
Ferner lässt sich ein Lösen von festgesetzten Partikeln in der Ventileinheit, insbesondere in einem Ventilsitz eines Magnetventils, weiter verbessern, wenn das Erhöhen und/oder Senken des Drucks und/oder des Massedurchsatzes des durch die mindestens eine Ventileinheit fließenden Fluids einmalig bei einem Öffnen und Schließen der Ventileinheit, insbesondere des Magnetventils, erfolgt oder mindestens zweimal beim Öffnen und Schließen der Ventileinheit, insbesondere des Magnetventils, erfolgt.
Bei Ausführungsformen des Verfahrens ist vorgesehen, dass zwischen dem Überführen in die geöffnete Funktionsstellung und dem Überführen in die geschlossene Funktionsstellung der mindestens einen Ventileinheit, insbesondere des Magnetventils, eine Zeitspanne von maximal 90 Sekunden, insbesondere maximal 60 Sekunden, insbesondere maximal 30 Sekunden, insbesondere maximal 15 Sekunden, liegt.
Wenn die Zeitspanne zwischen Öffnen und Schließen der mindestens einen Ventileinheit maximal 15 Sekunden umfasst, kann das Reinigungsverfahren zeitoptimiert durchgeführt werden. Wenn die Zeitspanne zwischen Öffnen und Schließen maximal 90 Sekunden umfasst, kann die Reinigungswirkung verbessert sein im Vergleich zu kürzeren Zeitspannen.
Das Fluidspeichersystem kann einen einzigen Fluidtank mit einer einzigen daran angeordneten Ventileinheit umfassen. Darüber hinaus sind Ausführungsformen des Fluidspeichersystems denkbar, bei denen mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, Fluidtanks vorgesehen sind, an denen jeweils eine dem jeweiligen Fluidtank zugeordnete Ventileinheit angeordnet ist. Ferner ist es denkbar, dass an einem Fluidtank mindestens zwei Ventileinheiten angeordnet sind.
Wenn das Fluidspeichersystem mehrere Ventileinheiten umfasst, erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Fluidspeichersystem mindestens eine Verteilereinheit umfasst, in die die mindestens zwei Ventileinheiten, insbesondere mindesten drei Ventilein- heiten, in einem Verteilerabschnitt der Verteilereinheit einmünden, durch die das einmündende Fluid an einen Verbraucher weiterleitbar ist und in der das Sensormittel im Verteilerabschnitt angeordnet ist, wobei der durch das Sensormittel erfasste IST-Druck des Fluids im Verteilerabschnitt der Verteilereinheit erfasst wird.
Durch das Vorsehen einer Verteilereinheit kann Fluid unterschiedlicher Ventileinheiten einem einzigen Fluidleitsystem zugeführt werden. In der Verteilereinheit münden die mindestens zwei Ventileinheiten ein, wodurch sich das dort einmündende Fluid in der Verteilereinheit, insbesondere im Verteilerabschnitt, mischt. Im Verteilerabschnitt der Verteilereinheit stellt sich ein resultierender Druck ein.
Wenn das Sensormittel im Verteilerabschnitt der Verteilereinheit angeordnet ist, kann das Fluidspeichersystem komponentenreduziert ausgebildet sein. Solchenfalls ist durch ein einziges Sensormittel im Verteilerabschnitt eine Aussage über die Dichtigkeit der mindestens zwei Ventileinheiten treffbar.
Wenn das Sensormittel im Verteilerabschnitt der Verteilereinheit angeordnet ist und wenn der erfasste IST-Druck des Fluids außerhalb des SOLL-Druckbereichs angeordnet ist, ist durch die Steuereinheit nicht unmittelbar rückschließbar, welche der mindestens zwei Ventileinheiten eine Undichtigkeit aufweisen oder ob gegebenenfalls beide Ventileinheiten eine Undichtigkeit aufweisen.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens erweist es sich daher als vorteilhaft, wenn bei Erfassen des IST-Drucks außerhalb des SOLL-Druck-Bereichs die mindestens zwei Ventileinheiten, insbesondere die mindestens drei Ventileinheiten, einzeln und nacheinander von der geschlossenen Funktionsstellung in die geöffnete Funktionsstellung und wieder zurück in die geschlossene Funktionsstellung überführt werden.
Solchenfalls wird bei Erfassen, bzw. bei einem Rückschließen auf eine Undichtigkeit, einer der Ventileinheiten oder beider Ventileinheiten, beide Ventileinheiten einzeln und nacheinander gereinigt.
Grundsätzlich ist es denkbar, dass nach Beenden einer Ventilreinigung einer Ventileinheit, also mit dem Erreichen der Ventileinheit in der geschlossenen Funktionsstellung unmittelbar die weitere Ventileinheit in die geöffnete Funktionsstellung überführt wird. Bei Ausführungsformen des Verfahrens ist vorgesehen, dass zwischen dem Überführen in die geschlossene Funktionsstellung einer Ventileinheit, insbesondere des Magnetventils, und dem erneuten Überführen in die geöffnete Funktionsstellung der Ventileinheit, insbesondere des Magnetventils, oder dem Überführen in die geöffnete Funktionsstellung der mindestens einen weiteren Ventileinheit eine Zeitspanne von mindestens fünf Sekunden, insbesondere von mindestens zehn Sekunden, insbesondere mindestens 20 Sekunden, liegt.
Dieses erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn zwischen dem Überführen in die geschlossene Funktionsstellung der Ventileinheit, insbesondere des Magnetventils, und dem erneuten Überführen in die geöffnete Funktionsstellung der Ventileinheit, insbesondere des Magnetventils, oder dem Überführen in die geöffnete Funktionsstellung der mindestens einen weiteren Ventileinheit ein Erfassen des IST-Drucks des Fluids und ein Prüfen ob der erfasste IST-Druck innerhalb oder außerhalb des SOLL-Druck-Bereichs liegt, wobei die Ventilreinigung beendet wird, wenn der IST-Druck im SOLL-Druck-Bereich liegt und wobei die Ventilreinigung fortgesetzt wird, wenn der IST-Druck außerhalb des SOLL-Druck-Bereichs liegt.
Solchenfalls kann das Ventilreinigen beendet werden, wenn der durch die Steuereinheit erfasste IST-Druck innerhalb des SOLL-Druckbereichs liegt.
Insbesondere erweist es sich dann als vorteilhaft, wenn zwischen dem Schließen einer Ventileinheit, also dem Anordnen der einen Ventileinheit in der geschlossenen Funktionsstellung, eine Zeitspanne von mindestens 5 Sekunden, insbesondere von mindestens 10 Sekunden, insbesondere von mindestens 20 Sekunden, liegt, um Strömungseffekte, die beim Schließen der Ventileinheit entstehen, unberücksichtigt zu lassen.
Um eine Gefahr eines Verschmutzens, insbesondere eines Zusetzens eines Ventilsitzes, der Ventileinheit, insbesondere des Magnetventils, zu reduzieren, erweist es sich als vorteilhaft, wenn mindestens eine der mindestens einen Ventileinheit des Fluidspeichersystems mindestens ein zwischen Fluidtank und Magnetventil angeordnetes erstes Filtermittel und mindestens ein zwischen Magnetventil und Ventileinheitsausgang angeordnetes zweites Filtermittel umfasst, durch die Schmutzpartikel filterbar und speicherbar sind. Dadurch, dass die Ventileinheit ein erstes Filtermittel und ein zweites Filtermittel umfasst, können im Zuge der Ventilreinigung gelöste Partikel im ersten Filtermittel und/oder im zweiten Filtermittel gefiltert und gehalten werden. Hierdurch ist die Gefahr eines Zusetzens anderer Komponenten mit Partikeln reduziert.
Darüber hinaus wird die Aufgabe gelöst durch ein Fluidspeichersystem mit mindestens einem Fluidtank, in dem ein Fluid unter Druck bevorratet ist, mit mindestens einer Ventileinheit, die dem Fluidtank funktional zugeordnet ist und die von einer geöffneten Funktionsstellung, in der Fluid durch die Ventileinheit strömbar ist, in eine geschlossenen Funktionsstellung überführbar ist, in der ein Durchströmen von Fluid durch die Ventileinheit blockiert ist, mit mindestens einem Sensormittel umfasst, durch das ein IST-Druck des Fluids auf der stromabwärtigen Seite der Ventileinheit erfassbar ist, und mit mindestens einer Steuereinheit, wobei das Fluidspeichersystem mit einem Verfahren mit den zuvor genannten Merkmalen betreibbar ist.
Bei einer Ausführungsform des Fluidspeichersystems umfasst dieses mindestens drei Ventileinheiten und mindestens eine Verteilereinheit, die einen Verteilerabschnitt umfasst, in dem die drei Verteilereinheiten einmüden und in dem das Sensormittel angeordnet ist.
Schließlich ist bei einer Ausführungsform des Fluidspeichersystems vorgesehen, dass mindestens eine der Ventileinheiten ein Magnetventil umfasst, das durch die Steuereinheit von der der geschlossenen Funktionsstellung in die geöffnete Funktionsstellung und wieder zurück in die geschlossenen Funktionsstellung überführbar ist und/oder dass mindestens eine der Ventileinheiten mindestens ein zwischen Fluidtank und Magnetventil angeordnetes erstes Filtermittel und mindestens ein zwischen Magnetventil und Ventileinheitsausgang angeordnetes zweites Filtermittel umfasst, durch die Schmutzpartikel filterbar und speicherbar sind.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des Fluidspeichersystems und des Verfahrens.
In der Zeichnung zeigt: Figur 1 Ein schematisches Schaltdiagramm eines Fluidspeichersystems;
Figur 2 Eine schematische Detailansicht einer Ventileinheit des Fluidspeichersystems gemäß Figur 1 ;
Figur 3 Eine Schnittansicht durch ein Ventilmittel einer Ventileinheit in der geöffneten Funktionsstellung;
Figur 4 Ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes, insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 versehenes Fluidspeichersystem. Dieses umfasst drei Fluidtanks 4, in denen jeweils Fluid unter Druck bevorratet ist. An den Fluidtanks 4 ist jeweils eine Ventileinheit 6 angeordnet, die dem Fluidtank 4 funktional zugeordnet ist und die jeweils von einer geöffneten Funktionsstellung, in der Fluid durch die Ventileinheit 6 strömbar ist, in einer geschlossenen Funktionsstellung überführbar ist, in der ein Durchströmen der Ventileinheit 6 blockiert ist. Die Ventileinheit 6 umfasst ein Magnetventil 8, das von einer geschlossenen Funktionsstellung in eine geöffnete Funktionsstellung überführbar ist.
Zwischen dem Magnetventil 8 und dem Fluidtank 4 ist ein erstes Filtermittel 10 angeordnet und zwischen Magnetventil 8 und Ventileinheitsausgang 12 ist ein zweites Filtermittel 14 vorgesehen.
Darüber hinaus umfasst das Fluidspeichersystem 2 bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel eine Verteilereinheit 16, die einen Verteilerabschnitt 18 umfasst. In den Verteilerabschnitt 18 münden die drei Ventileinheiten 6.
Darüber hinaus ist im Verteilerabschnitt 18 ein Sensormittel 20 angeordnet, durch das ein IST-Druck des Fluids auf der stromabwärtigen Seite der Ventileinheit 6 erfassbar ist.
Darüber hinaus umfasst das Fluidspeichersystem 2 eine Steuereinheit 22, der das mindestens eine Sensormittel 20 funktional zugeordnet ist. In der Steuereinheit 22 ist ein SOLL-Druckbereich auf der stromabwärtigen Seite der Ventileinheit 6 in ge- schlossener Funktionsstellung hinterlegt. In Verbindung mit dem Sensormittel 20 wird durch die Steuereinheit 22 ein IST-Druck des Fluids im Verteilerabschnitt 18 erfasst. Wird durch die Steuereinheit 22 festgestellt, dass ein IST-Druck außerhalb des SOLL-Druckbereichs angeordnet ist, wird durch die Steuereinheit 22 eine Ventilreinigung durchgeführt. Mit Blick in Figur 3 wird verdeutlicht, dass eine Ursache für das Vorliegen eines Abweichens des IST-Drucks vom SOLL-Druckbereich in der geschlossenen Funktionsstellung der Ventileinheit 6 ein Verschmutzen eines Ventilsitzes 24 mit Partikeln ursächlich sein kann. Durch die Ventilreinigung sollen diese Partikel aus dem Ventilsitz 24 des Magnetventils 8 der Ventileinheit 6 gelöst und abgetragen werden.
Anhand von Figur 4 unter Zuhilfenahme der Figuren 1 bis 3, wird nachfolgend das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben:
In einem ersten Schritt 100 wird durch die Steuereinheit 22, der das Sensormittel 20 funktional zugeordnet ist, ein IST-Druck des Fluids bei geschlossener Funktionsstellung der Ventileinheiten 6 auf der stromabwärtigen Seite der Ventileinheiten 6 erfasst. In der Steuereinheit 22 ist ein SOLL-Druckbereich der Ventileinheiten 6 in der geschlossenen Funktionsstellung hinterlegt. Wird durch die Steuereinheit 22 im Schritt 100 erfasst, dass der erfasste IST-Druck außerhalb des SOLL-Druckbereichs liegt, wird durch die Steuereinheit 22 eine Ventilreinigung durchgeführt.
In einem ersten Schritt 101a wird hierzu eine der drei Ventileinheiten 6 von der geschlossenen Funktionsstellung in die geöffnete Funktionsstellung überführt und hiernach wieder zurück in die geschlossene Funktionsstellung zurücküberführt. Hierbei kann zwischen dem Überführen der Ventileinheit 6 in die geöffnete Funktionsstellung und dem erneuten Überführen in die geschlossene Funktionsstellung eine Zeitspanne von maximal 90 Sekunden liegen. Darüber hinaus können in der geöffneten Funktionsstellung der jeweiligen Ventileinheit 6 der Druck des Fluids erhöht und/oder gesenkt werden und/oder ein Massedurchsatz des durch die Ventileinheit 6 fließenden Fluids einmalig oder mehrmalig erhöht oder reduziert werden.
Nach dem Überführen der Ventileinheit 6 im Schritt 101a, wird erneut durch das Sensormittel 20 der IST-Druck des Fluids erfasst. Befindet er sich weiter außerhalb des SOLL-Bereichs, wird in einem anschließenden Schritt 101b die nächste Ventileinheit 6 durch die zuvor beschriebene Ventilreinigung gereinigt. Ist auch die Ventil- reinigung im Schritt 101 b der weiteren Ventileinheit 6 abgeschlossen, wird erneut durch das Sensormittel 20 der IST-Druck des Fluids erfasst und durch die Steuereinheit 22 geprüft, ob der IST-Druck außerhalb des SOLL-Druckbereichs angeordnet ist. Ist der IST-Druck außerhalb des SOLL-Druckbereichs, wird in einem anschließendem Schritt 101c die verbleibende weitere Ventileinheit 6 durch die Ventilreinigung gereinigt.
Wird hiernach festgestellt, dass der IST-Druck immer noch außerhalb des SOLL- Druckbereichs angeordnet ist, werden die Schritte 101a bis 101c so oft wiederholt, bis der IST-Druck innerhalb des SOLL-Druckbereichs angeordnet ist. Ist dieses der Fall wird zurück zum Schritt 100 gekehrt, bei dem durch die Steuereinheit 22 der IST-Druck überwacht und mit dem hinterlegten SOLL-Druckbereich verglichen wird.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen im Rahmen des Schutzumfangs der nachfolgenden Ansprüche wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
2 Fluidspeichersystem 4 Fluidtank
6 Ventileinheit
8 Magnetventil
10 erstes Filtermittel
12 Ventileinheitsausgang 14 zweites Filtermittel
16 Verteilereinheit
18 Verteilerabschnitt
20 Sensormittel
22 Steuereinheit 24 Ventilsitz
100-101c Verfahrensschritte

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Betreiben eines Fluidspeichersystems (2), das mindestens einen Fluidtank (4), in dem ein Fluid unter Druck bevorratet ist, das mindestens eine Ventileinheit (6), die dem Fluidtank (4) funktional zugeordnet ist und die von einer geöffneten Funktionsstellung, in der Fluid durch die Ventileinheit (6) strömbar ist, in eine geschlossenen Funktionsstellung überführbar ist, in der ein Durchströmen der Ventileinheit (6) blockiert ist, das mindestens ein Sensormittel (20) umfasst, durch das ein IST-Druck des Fluids auf der stromabwärtigen Seite der Ventileinheit (6) erfassbar ist, und das mindestens eine Steuereinheit (22) umfasst, der das mindestens eine Sensormittel (20) funktional zugeordnet ist, in der ein SOLL-Druck-Bereich auf der stromabwärtigen Seite der Ventileinheit (6) bei geschlossener Funktionsstellung hinterlegt ist, durch die zumindest die Ventileinheit (6) zum Öffnen und Schließen ansteuerbar ist und durch die zumindest bei Erfassen eines IST-Drucks außerhalb des SOLL-Druck-Bereichs in der geschlossenen Funktionsstellungen der Ventileinheit (6) eine Ventilreinigung durchgeführt wird, bei der die Ventileinheit (6) von der geschlossenen Funktionsstellung in die geöffnete Funktionsstellung und wieder zurück in die geschlossenen Funktionsstellung überführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ventileinheit (6) mindestens ein Magnetventil (8) umfasst, das durch die Steuereinheit (22) von der geschlossenen Funktionsstellung in die geöffnete Funktionsstellung und wieder zurück in die geschlossenen Funktionsstellung überführbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilreinigung ein Erhöhen und/oder ein Senken des Drucks des durch die mindestens eine Ventileinheit (6) fließenden Fluids durch ein Druckregelelement umfasst.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhöhen und/oder das Senken des Drucks des durch die mindestens eine Ventileinheit (6) fließenden Fluids durch das Druckregelelement einen Druckunterschied von mindestens 5 bar, insbesondere von mindestens 10 bar, insbesondere von mindestens 20 bar umfasst, und/oder dass ein Minimaldruck des Fluids 9 bar und/oder ein Maximaldruck des Fluids 29 bar bei der Ventilreinigung umfasst. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilreinigung ein Erhöhen und/oder ein Senken des Massestroms des durch die mindestens eine Ventileinheit (6) fließenden Fluids umfasst. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhöhen und/oder Senken des Drucks und/oder des Massedurchsatzes des durch die mindestens eine Ventileinheit (6) fließenden Fluids einmalig bei einem Öffnen und Schließen der Ventileinheit (6), insbesondere des Magnetventils (8), erfolgt oder mindestens zweimal beim Öffnen und Schließen der Ventileinheit (6), insbesondere des Magnetventils (8), erfolgt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Überführen in die geöffnete Funktionsstellung und dem Überführen in die geschlossene Funktionsstellung der mindestens einen Ventileinheit (6), insbesondere des Magnetventils (8), eine Zeitspanne von maximal 90 Sekunden, insbesondere maximal 60 Sekunden, insbesondere maximal 30 Sekunden, insbesondere maximal 15 Sekunden, liegt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidspeichersystem (2) mindestens eine Verteilereinheit (16) umfasst, in die die mindestens zwei Ventileinheiten (6), insbesondere mindesten drei Ventileinheiten (6), in einem Verteilerabschnitt (18) der Verteilereinheit (16) einmünden, durch die das einmündende Fluid an einen Verbraucher weiterleitbar ist und in der das Sensormittel (20) im Verteilerabschnitt (18) angeordnet ist, wobei der durch das Sensormittel (20) erfasste IST-Druck des Fluids im Verteilerabschnitt (18) der Verteilereinheit (16) erfasst wird. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfassen des IST-Drucks außerhalb des SOLL-Druck-Bereichs die mindestens zwei Ventileinheiten (6), insbesondere die mindestens drei Ventileinheiten (6), einzeln und nacheinander von der geschlossenen Funktionsstellung in die geöffnete Funktionsstellung und wieder zurück in die geschlossene Funktionsstellung überführt werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Überführen in die geschlossene Funktionsstellung einer Ventileinheit (6), insbesondere des Magnetventils (8), und dem erneuten Über- führen in die geöffnete Funktionsstellung der Ventileinheit (6), insbesondere des Magnetventils (8), oder dem Überführen in die geöffnete Funktionsstellung der mindestens einen weiteren Ventileinheit (6) eine Zeitspanne von mindestens fünf Sekunden, insbesondere von mindestens zehn Sekunden, insbesondere mindestens 20 Sekunden, liegt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Überführen in die geschlossene Funktionsstellung der Ventileinheit (6), insbesondere des Magnetventils (8), und dem erneuten Überführen in die geöffnete Funktionsstellung der Ventileinheit (6), insbesondere des Magnetventils (8), oder dem Überführen in die geöffnete Funktionsstellung der mindestens einen weiteren Ventileinheit (6) ein Erfassen des IST-Drucks des Fluids und ein Prüfen ob der erfasste IST-Druck innerhalb oder außerhalb des SOLL-Druck-Bereichs liegt, wobei die Ventilreinigung beendet wird, wenn der IST-Druck im SOLL-Druck-Bereich liegt und wobei die Ventilreinigung fortgesetzt wird, wenn der IST-Druck außerhalb des SOLL-Druck-Bereichs liegt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der mindestens einen Ventileinheit (6) des Fluidspeichersystems (2) mindestens ein zwischen Fluidtank (4) und Magnetventil (8) angeordnetes erstes Filtermittel (10) und mindestens ein zwischen Magnetventil (8) und Ventileinheitsausgang (12) angeordnetes zweites Filtermittel (14) umfasst, durch die Schmutzpartikel filterbar und speicherbar sind. Fluidspeichersystem (2) mit mindestens einem Fluidtank (4), in dem ein Fluid unter Druck bevorratet ist, mit mindestens einer Ventileinheit (6), die dem Fluidtank (4) funktional zugeordnet ist und die von einer geöffneten Funktionsstellung, in der Fluid durch die Ventileinheit (6) strömbar ist, in eine geschlossenen Funktionsstellung überführbar ist, in der ein Durchströmen von Fluid durch die Ventileinheit (6) blockiert ist, mit mindestens einem Sensormittel (20) umfasst, durch das ein IST-Druck des Fluids auf der stromabwärtigen Seite der Ventileinheit (6) erfassbar ist, und mit mindestens einer Steuereinheit (22), wobei das Fluidspeichersystem (2) mit einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 12 betreibbar ist. Fluidspeichersystem (2) nach Anspruch 13, gekennzeichnet, durch mindestens drei Ventileinheiten (6) und durch mindestens eine Verteilereinheit (16), die ei- nen Verteilerabschnitt (18) umfasst, in den die drei Verteilereinheiten (16) einmünden und in dem das Sensormittel (20) angeordnet ist. Fluidspeichersystem (2) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Ventileinheiten (6) ein Magnetventil (8) umfasst, das durch die Steuereinheit (22) von der der geschlossenen Funktionsstellung in die geöffnete Funktionsstellung und wieder zurück in die geschlossenen Funktionsstellung überführbar ist und/oder dass mindestens eine der Ventileinheiten (6) mindestens ein zwischen Fluidtank (4) und Magnetventil (8) angeordnetes ers- tes Filtermittel (10) und mindestens ein zwischen Magnetventil (8) und Ventileinheitsausgang (12) angeordnetes zweites Filtermittel (14) umfasst, durch die Schmutzpartikel filterbar und speicherbar sind.
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