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JP5710015B2 - 制御弁または切換弁を備えた制御機器を操作するハイドロリック式またはニューマチック式の駆動装置 - Google Patents

制御弁または切換弁を備えた制御機器を操作するハイドロリック式またはニューマチック式の駆動装置 Download PDF

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Description

本発明は、切換弁または制御弁を有する制御機器(Armaturen)を操作するために設けられたハイドロリック式またはニューマチック式の(流体式の)駆動装置であって、当該駆動装置は、作動シリンダと安全回路とを有し、該安全回路は、前記作動シリンダのシリンダチャンバが接続されている管路内に、互いに直列に接続された2つの遮断弁を有する、ハイドロリック式またはニューマチック式の駆動装置に関する。
制御機器は、たとえば発電所、化学または石油化学工業、オイル圧送およびガス圧送等において使用されている。「制御機器」とは、たとえば補助制御された安全弁、急速作動閉鎖弁、急速作動開放弁、コントロール制御機器、急速作動閉鎖フラップ、パイロット弁、発電所における自己媒体制御式の隔離弁(Eigenmedium gesteuerte Isolierventile)、同一の物質または別種類の物質を混合するための弁等である。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第2025836号明細書に基づき、2つの圧力チャンバを備えた複動式のハイドロシリンダに用いられるハイドロリック式の安全回路が公知である。この安全回路では、急速遮断の場合に、両圧力チャンバが、互いに並列接続されたパイロット制御される複数の座弁を介して互いに接続される。パイロット制御部には、圧力媒体が、逆止弁を介して、ハイドロシリンダに設けられた、圧力下にあるチャンバから供給されるか、または逆止弁を介して外部圧力源から供給される。この安全回路では、並列接続された座弁のうちの1つが急速遮断時に故障しても、許容され得る。
米国特許第5133189号明細書に基づき、安全性理由から互いに平行に延びる2つの流体路に、互いに直列に位置するそれぞれ2つの安全弁を配置することが知られている。平行な2つの流路は、蒸気弁の急速遮断時における冗長性のために設けられている。2つの安全弁を直列接続することにより、運転中にこれらの安全弁の機能性を検査することが可能になる。
ドイツ連邦共和国特許第102004042891号明細書に基づき公知の安全回路では、上記米国特許第5133189号明細書に記載の基本原理に従って、4つのロジック弁が配置されている。非常時では、互いに平行に延びる2つの放圧管路を介して、作業シリンダの圧力室を放圧することができる。各放圧管路には、互いに直列に配置された2つのロジック弁が設けられており、両ロジック弁のうち一方のロジック弁はアクティブロジック弁であり、他方のロジック弁はパッシブロジック弁である。
このような安全回路において不都合となるのは、各パッシブロジック弁が、平行な管路のアクティブロジック弁と一緒にしか検査され得ないことである。このためには、平行な両管路の間に、絞りを備えた接続管路が設けられている。
上記公知先行技術に対して、本発明の根底を成す課題は、請求項1の上位概念部に記載の特徴を有する、切換弁または制御弁を備えた制御機器を操作するためのハイドロリック式またはニューマチック式の(流体式の)駆動装置を改良して、安全回路または制御弁もしくは切換弁またはシステムを運転停止させる必要なしに、遮断弁の、安全性にとって重要な機能をいつでも個々に検査することのできるような駆動装置を提供することである。
この課題は、請求項1の特徴を有するハイドロリック式(液圧式)またはニューマチック式(空圧式)の駆動装置または一般に流体式の駆動装置により解決される。
本発明による流体式の駆動装置は、特に、たとえば発電所における制御機器の制御弁または切換弁を操作するために使用され得る。この駆動装置は、作動シリンダを有していて、この作動シリンダは少なくとも1つのシリンダチャンバを有する。このシリンダチャンバはハイドロリック式またはニューマチック式の管路に接続されている。この管路には安全回路が設けられており、この安全回路は、互いに直列に接続された2つの遮断弁を有する。両遮断弁は、第1の2ポート2位置組込み弁(ロジック弁)と、第2の2ポート2位置組込み弁(ロジック弁)であり、両2ポート2位置組込み弁は、それぞれ1つの主制御ピストンを備えており、主制御ピストンを介して1つの組込み弁の2つの各作業接続部の間の流体接続が制御可能である。両2ポート2位置組込み弁は、それぞれ1つのパイロット制御弁を有している。第2の2ポート2位置組込み弁は、流体的に見て第1の2ポート2位置組込み弁よりも前記シリンダチャンバの近くに配置されている。少なくともこの第1の2ポート2位置組込み弁はアクティブロジック弁であり、このアクティブロジック弁は、開放方向でアクティブな面を有しており、この面は、対応するパイロット制御弁を介して、前記作業接続部のうちの一方の作業接続部に圧力が生ぜしめられているのかどうかとは無関係に別個に圧力で負荷されるようになっている。
このような流体式の駆動装置では、互いに対して直列に配置された両2ポート2位置組込み弁が順次にかつ互いに別個に独立して検査され得ることが確保されている。前記両2ポート2位置組込み弁のうちの一方の2ポート2位置組込み弁は、アクティブな面を有しないパッシブロジック弁として形成されていてよい。なぜならば、その作業接続部のうちの1つにおいて、作動シリンダまたは外部圧力源から、圧力が形成され、この圧力が、対応するパイロット制御弁による組込み弁のばね室の放圧後にこの組込み弁を開放するからである。その作業接続部によって一方の組込み弁に対して直列に配置された他方の組込み弁は、アクティブロジック弁である。両2ポート2位置組込み弁のパイロット制御弁は、その圧力媒体源と圧力媒体溜めとに接続された接続部によって互いに並列に配置されており、すなわち互いに別個に独立して各主段を制御することができる。
開放方向でアクティブな面を備えたアクティブロジック弁は、その作業接続部に標準運転時に圧力が形成されない2ポート2位置組込み弁であると有利である。したがって、この組込み弁は検査のために、アクティブな面を介して切り換えられ、特に開放され得る。両2ポート2位置組込み弁がアクティブロジック弁であると有利である。このことには、組込み弁が特に迅速に開くという利点がある。
別の利点は、ロジック弁を有する弁ブロックが、その作動シリンダに接続されるべき作業接続部に関して、作動シリンダに対して置き換えられて配置されていてもよいことにある。たとえば2つの逆止弁または1つのシャトル弁の形の選択弁装置により、パイロット制御弁にそれぞれ圧力負荷されたシリンダチャンバから圧力媒体が供給され、そしてパイロット制御弁が、そのタンク接続部によってその都度、低い圧力を有する方のシリンダチャンバに接続されることが配慮されると、組付けに関する付加的な安全性が与えられている。
本発明によるハイドロリック式の駆動装置の特に有利な改良形では、作動シリンダが、第2のシリンダチャンバを備えた両ロッドシリンダ、すなわちピストンの両側にピストンロッドを備えたシリンダである。両シリンダチャンバは、管路と両2ポート2位置組込み弁とを介して互いに接続可能である。その場合、圧力負荷された方のシリンダチャンバから圧力媒体が他方のシリンダチャンバ内へ押しのけられ得るので、制御機器は該制御機器における圧力比の影響を受けて、確実な位置へ到達することができる。
別の特に有利な改良形では、作動シリンダが同じく第2のシリンダチャンバを有していて、したがって複動式にも作用する。作動シリンダはこの場合、両ロッドシリンダであってもよい。両ロッドシリンダとは、両シリンダチャンバに等しい大きさの有効ピストン面が対応しているシリンダである。第2のシリンダチャンバには、第2のハイドロリック的な管路が接続されている。この管路には第2の安全回路が設けられている。この第2の安全回路は第1の安全回路と同様に形成されており、これに相応して第3の2ポート2位置組込み弁と、この第3の2ポート2位置組込み弁に対して直列に接続された第4の2ポート2位置組込み弁とを有する。第3第4の2ポート2位置組込み弁はそれぞれ1つの主制御ピストンを有していて、この主制御ピストンによって各2つの作業接続部の間の流体接続が制御可能となる。第3第4の2ポート2位置組込み弁はさらにパイロット制御弁を有する。第2の安全回路の少なくとも一方の2ポート2位置組込み弁、有利には両2ポート2位置組込み弁は、アクティブロジック弁であり、アクティブロジック弁は開放方向でアクティブな面を有しており、この面は、対応するパイロット制御弁を介して作業接続部とは無関係に別個に圧力で負荷されるようになっている。この場合、一方の管路の組込み弁の検査が、他方の管路の組込み弁とは無関係に別個に、かつ第3の2ポート2位置組込み弁および/または第4の2ポート2位置組込み弁の作業接続部に圧力が形成されているかどうかとは無関係に可能となる。
開放方向でアクティブな面を備えたアクティブロジック弁は、2ポート2位置組込み弁であると有利である。この2ポート2位置組込み弁の作業接続部には、標準運転中には圧力が形成されない。したがって、この組込み弁は検査のためにアクティブな面を介して切り換えられ、特に開放され得る。
この場合、両組込み弁の間の第1の管路および第2の管路には、別の2ポート2位置組込み弁を備えたそれぞれ1つの分岐管路が接続されていてよい。これらの組込み弁も、それぞれ1つの主制御ピストンを有していて、この主制御ピストンによって2つの各作業接続部の間の流体接続が制御可能となる。これらの組込み弁はそれぞれ1つのパイロット制御弁を有している。このようなハイドロリック式の駆動装置を用いると、作動シリンダは非常運転時に必要に応じて第1の方向または第2の方向へ調節され得る。
主制御ピストンが位置監視されていると、2ポート2位置組込み弁の機能化は簡単に検査され得る。有利には、2ポート2位置組込み弁の閉じられた位置と、開放された位置とが監視される。位置監視のために、主制御ピストンの各位置が検出可能となる位置信号発生器、たとえばアナログ信号発生器が使用される場合、たとえばストッパディスクによって、リミットスイッチを新たに調節する必要なしに主制御ピストンの種々異なって調節された開放行程を検出することができる。位置信号発生器の別の信号だけを、電子的に決定的であるとみなすだけでよい。
有利にはパイロット制御弁も位置監視された弁体を有している。
両事例において、位置監視をリミットスイッチによって行うことができる。
制御オイルの漏れを最小限に抑えるためには、主制御ピストンがシール部材を有していると有利である。アクティブロジック弁の場合、これらのシール部材は特にばね室とアクティブな面との間に配置されていてよい。
パイロット制御弁は4ポート2位置座弁であると有利である。4ポート2位置座弁を介して、対応する組込み弁のばね室を、閉鎖方向に作用する制御圧で負荷し、このときにアクティブな面を放圧することができる。非常運転時では、4ポート2位置座弁を介して(逆に)ばね室を放圧し、アクティブな面を、開放方向に作用する制御圧で負荷することができる。この場合、最初に挙げた流体接続が、4ポート2位置座弁の通電された切換位置で行われ、2番目に挙げた流体接続が、4ポート2位置座弁の無電流の基本位置で行われると有利になる。
本発明によるハイドロリック式の駆動装置の有利な改良形では、全ての2ポート2位置組込み弁が、アクティブロジック弁であり、これらのアクティブロジック弁は、開放方向でアクティブな面を有していて、該面が、対応するパイロット制御弁を介して、前記作業接続部とは無関係に別個に圧力で負荷されるようになっている。これによって、その作業接続部のうちの1つに圧力が形成されることなしに、各組込み弁を検査することができる。これによって、安全回路の自在性は高められ、組付け時における組込み弁の誤った対応関係の作用は減じられている。付加的に開放方向で有効となるアクティブロジック弁の圧力負荷に基づき、アクティブロジック弁は特に迅速に開く。
有利な改良形では、作動シリンダのピストンまたはピストンロッドに位置信号発生器が配置されている。
標準の運転時では、作動シリンダが、2ポート2位置組込み弁とは無関係に別個に、比例制御される方向切換弁または黒/白制御(schwarz/weiss gesteuert.)される方向切換弁、すなわちオンオフ制御される方向切換弁を介して操作される。付加的に安全弁として座弁(ブロック弁;Blockierventil)が設けられており、この座弁によって作動シリンダ、ひいては制御機器は、規定された位置において漏れなしに保持され得る。制御機器の新しい位置へ到達するためには、方向切換弁とブロック弁とが制御され、作動シリンダが、圧力接続部とタンク接続部とを介して供給されて、移動させられる。2ポート2位置組込み弁の検査の場合、特にブロック弁、あるいはまた方向切換弁、すなわち固有の制御弁を、無電流状態に切り換えることができる。2ポート2位置組込み弁が操作され、特に複数回操作されると、このことは制御オイルの消費に基づいて、圧力負荷されたシリンダチャンバ内のオイル損失を招き、ひいては作動シリンダにおける圧縮の減少をもたらし、最終的には、シリンダチャンバから制御オイルが取り出されることが配慮されると、制御機器の位置の変化を招く。既に小さな変化が生じただけでも、この変化は作動シリンダに設けられた位置信号発生器により検出される。この位置変化の検出および電子制御装置へのフィードバックによって、この過程が検出される。制御機器スピンドルにおける変化は、制御機器、あるいはまたオイル路全体が、申し分なく機能していることの一義的な証拠となる。検査によって全てのエレメント(弁、リミットスイッチ、制御機器位置の位置信号発生器、開始された行程、潜伏時間)の機械的な寸法や機能も考慮されるので、このシステムは機能自体を検査するだけではなく、長い時間にわたって緩慢に生ぜしめられる変化をも検知する(コンディションモニタリング)。比例弁の監視またはオンオフ制御される方向切換弁の監視ならびにブロックエレメントの監視により、固有の作業エレメントも一緒に検査に組み込まれる。
検査が完了していると、比例弁またはオンオフ制御される方向切換弁のための制御路は、再び上位の制御部に引き渡される。制御機器機能の検査および制御機器機能に関与する全てのエレメントおよび信号の検査は、完全に記録されかつアーカイビング(保存)される。
作動シリンダにおける実運動は、事情によっては、可能となる全作業行程に関してパーミル範囲においてしか実行されない。このときに、制御機器スピンドルの変化が生じても、運動が、プリロード(予荷重)をかけられた制御機器スピンドルのフックの直線(Hook'sch. Gerade)内で実行される場合には、制御機器の弁座における実運動は生ぜしめられない。
互いに並列に複数の安全ブロックが配置されていると、1つの安全ブロックの検査時に、別の安全ブロックは、安全性を保証するために機能したままとなる。
本発明による安全回路の第1の変化形では、作動シリンダが設けられていて、この作動シリンダを介して主弁が非常時(しかし場合によっては非常時に限らない)にハイドロリック式またはニューマチック式に放圧され得る。この場合、特にこのために、作動シリンダは第1のシリンダチャンバと第2のシリンダチャンバとを有していて、両シリンダチャンバは1つの作業管路を介して互いに接続可能である。作業管路には、直列接続された第1および第2の遮断弁が設けられている。作動シリンダは、たとえば差動シリンダまたは両ロッドシリンダであってよい。
本発明による安全回路の第2の変化形では、差動シリンダが設けられていて、この差動シリンダを介して主弁が非常時(しかし場合によっては非常時に限らない)にハイドロリック式またはニューマチック式に操作され得る。この場合、作動シリンダは第1のシリンダチャンバを有していて、この第1のシリンダチャンバには第1の圧力媒体流路、特に第1の作業管路を介して、圧力媒体が供給可能である。第1の圧力媒体流路、特に第1の作業管路には、直列接続された第1および第2の遮断弁が設けられている。作動シリンダは、たとえば2つのシリンダチャンバを備えた差動シリンダまたは両ロッドシリンダであってよい。
本発明による安全回路の両変化形では、両遮断弁のうちの一方の遮断弁が検査され得るのに対して、他方の遮断弁は閉じられたままとなる。この場合、弁もシステムも、作動停止される必要はない。
非常時における両変化形のうちの一方の変化形における本発明による安全回路を切り換える方法は:
第1および第2の遮断弁を開放するステップと、
主弁を開放するステップと
を有する。
第2の変化形の有利な改良形では、作動シリンダが第2のシリンダチャンバを有していて、この第2のシリンダチャンバは、第2の作業管路を介して放圧可能となる。この場合、第2の作業管路には、直列接続された第1および第2の遮断弁が設けられている。
第2の変化形の別の有利な改良形では、作動シリンダが第2のシリンダチャンバを有していて、この第2のシリンダチャンバには、相応して、第2の圧力媒体流路を介して圧力媒体が供給可能となる。この場合、第1のシリンダチャンバと第2のシリンダチャンバとは、各圧力媒体流路を介して択一的に放圧可能であり、特にタンクへ放圧可能である。第2の圧力媒体流路にも、直列接続された第1および第2の遮断弁が設けられている。これにより、作動シリンダの調節方向の選択可能性、ひいては非常時における弁の調節方向の選択可能性が与えられている。
非常時におけるこの改良形を切り換える方法は:
両作業管路の各第1の遮断弁および各第2の遮断弁を開放するステップと、
主弁を開放するステップと
を有する。
この場合、合計6つの遮断弁が設けられていてよい。これらの遮断弁のうち2つの遮断弁は作業遮断弁であって、両作業遮断弁は直接に両シリンダチャンバに接続されており、別の2つの遮断弁はP遮断弁であって、両P遮断弁は直接に安全回路の1つの圧力接続部に接続されており、さらに別の2つの遮断弁はT遮断弁であって、両T遮断弁は直接に安全回路の1つのタンク接続部に接続されている。
非常時におけるこの改良形を切り換える方法は:
両作業遮断弁と、両P遮断弁のうちの一方のP遮断弁と、両T遮断弁のうちの一方のT遮断弁とを開放するステップと、
主弁を開放するステップと
を有する。
直列接続された遮断弁がそれぞれ、閉鎖方向で有効な閉鎖面と、開放方向で有効な環状面とを有する弁体を備えたロジック弁または2ポート2位置座弁により形成されていると有利になる。この場合、閉鎖面と環状面とは、両者共に択一的に、特にタンクへ放圧可能であるか、または圧力媒体で負荷されるようになっている。
ロジック弁または2ポート2位置座弁が、それぞれ4ポート2位置弁、特に座構造の4ポート2位置弁により前制御もしくはパイロット制御されていると、さらに有利になる。
4ポート2位置弁が弁体を有していて、この弁体の、ばねによりプリロードをかけられた非常位置において、閉鎖方向で有効な閉鎖面は、特にタンクに向かって放圧されており、開放方向で有効な環状面は圧力媒体で負荷されていると、安全回路の非常運転における無電流の切換え、すなわち主弁の開放が行われ得る。
直列接続された遮断弁および/またはパイロット制御式の4ポート2位置弁が、特に弁体に取り付けられたセンサによって、電子式に監視されていると有利である。
本発明による安全回路の特に有利な使用事例では、主弁が、蒸気圧下にあるシステムの遮断弁または安全弁である。
このような安全回路を保守または整備する本発明による方法は:
第2の遮断弁が閉鎖されている状態で第1の遮断弁を開放するステップと、
第1の遮断弁が閉鎖されている状態で第2の遮断弁を開放するステップと、
を有する。これによって、作動シリンダ、ひいては主弁が調節される必要なしに、つまり開放される必要なしに、各遮断弁は、いつでも機能し得る状態(gangbar)に保持され得る。
以下に、本発明の種々の実施形態を図面につき詳しく説明する。
制御弁または切換弁を有する制御機器に用いられるハイドロリック式の駆動装置の弁装置の回路図であって、この場合、この回路図に、以下の図面に示した安全回路が接続されている。 本発明による安全回路の第1実施形態を示す回路図である。 第1実施形態および別の実施形態によるパイロット制御弁を備えたアクティブロジック弁を示す回路図である。 本発明による安全回路の第2実施形態を示す回路図である。 本発明による安全回路の第3実施形態の差動シリンダを備えた安全弁もしくは制御弁を示す概略図である。 本発明による安全回路の第4実施形態の差動シリンダを備えた安全弁もしくは制御弁を示す概略図である。 本発明による安全回路の第5実施形態示す回路図である。 本発明による安全回路の第6実施形態示す回路図である。
図1には、液圧式、すなわちハイドロリック式の駆動装置の弁装置の回路図が示されている。このハイドロリック式の駆動装置の、「A1」および「B1」で示した接続部(ポート)には、複動式の作動シリンダ2;202(図2および図4〜図8に示す)のそれぞれ1つの作業チャンバ4;204もしくは6;206が直接に接続されている。作動シリンダ2;202は、1つの制御機器の各安全弁もしくは各制御弁1;101;401を調節するために働く。このような制御弁1;101;401は、たとえば蒸気弁である。蒸気弁は標準運転中に、蒸気流を制御するために中間位置をとることができる。制御機器は切換弁であってもよく、切換弁は標準運転中に閉鎖されているか、または開放されていて、特定の状況においては第2の位置をとることが望まれる。しかし、蒸気以外に、同様にして搬送されるか、またはそのパラメータの点で(たとえば混合によって)変えられる別の媒体の流れを制御することも考えられる。
標準運転において制御弁1;101;401を調節するためには、ハイドロリック式の駆動装置の図1に示した弁装置が、接続部A1,B1のうちの一方の接続部に、ポンプ接続部Pに提供されている圧力流体(オイル、空気、ガスまたはガス混合物)を供給すると同時に、両接続部A1,B1のうちの他方の接続部をタンク接続部Tに接続する。このためには、ハイドロリック式の駆動装置の図示の弁装置の以下のコンポーネントが使用される:接続部P,Tと接続部A1,B1との間に、比例的に(定比)調節可能な4ポート3位置弁26が配置されている。この4ポート3位置弁26を介して、接続部A1,B1の圧力負荷、ひいては制御弁1;101;401の位置決めが行われる。このときに、比例弁26はポンプ管路28を介してポンプ接続部Pに、タンク管路30を介してタンク接続部Tにそれぞれ接続されている。比例弁26の弁スプールの位置は、ストロークセンサ31によって検出され得る。
比例弁26の出口は、作業管路32を介して接続部A1に接続されており、比例弁26の第2の接続部は第2の作業管路34を介して接続部B1に接続されている。
両作業管路32,34には、1つの座弁36が配置されている。この座弁36を介して、両作業管路32,34を遮断することができる。座弁36は、電気系統の故障時や、制御弁1;101;401のそれぞれ任意の位置における安全性チェックの際に作動シリンダ2;202を、規定の位置に漏れオイルなしに保持するために働く。新しい位置へ到達するためには、主方向弁として働く比例弁26と、安全ブロックエレメントとして働く座弁36とが制御され、作動シリンダ2;202が移動させられる。択一的に、図1に示した切換弁を介しても、作動シリンダの制御を行うことができる。
図2には、本発明による安全回路の第1実施形態の回路図が示されている。この安全回路は安全弁もしくは制御弁1を有している。この安全弁もしくは制御弁1は非常時に、蒸気圧下にあるシステム(図示しない)を放圧するために働く。安全弁もしくは制御弁1は弁体を有し、この弁体はシステムの標準運転時では蒸気圧に抗して弁座に保持され、非常時では図示の位置(図2)へ引き離される。このときに、蒸気の圧力がアシスト作用を発揮する。制御弁1を操作するためには、両ロッドシリンダ(ピストンの両側にピストンロッドを備えたシリンダ)2が設けられている。両ロッドシリンダ2は、自由な横断面で等大の2つのシリンダチャンバ4,6を備えている。この場合、制御弁1は、一方のシリンダチャンバ6内に圧力流体を供給すると同時に他方のシリンダチャンバ4から圧力流体を押しのけることによって閉鎖位置へ操作され、一方のシリンダチャンバ6からの圧力流体の流出を許すことによって開放方向へ操作される。シリンダチャンバ6内の圧力はこの場合、シリンダチャンバ4内の圧力と、蒸気により制御弁1の開放方向でこの制御弁1に加えられる力とにより生ぜしめられる。シリンダチャンバ6内でこの圧力よりも上にある圧力を維持しながら、制御弁1を閉鎖された状態に保持することもできる。制御弁1を迅速に完全に開放するためには、両ロッドシリンダ2のシリンダ室もしくはシリンダチャンバ4,6が、複数の作業管路区分8a,8b,8c,8d,8e,8fから成る作業管路を介して接続可能となる。
作動シリンダ2のピストンロッドには、位置信号発生器21が配置されている。
両作業管路区分8c,8dの間には、第1のロジック弁12が設けられており、両作業管路区分8d,8eの間には、第2のロジック弁14が設けられている。本発明において直列接続された両ロジック弁12,14は、2ポート2位置座弁であり、図2には標準位置もしくは基本位置で示されている。両ロジック弁12,14は作業管路8a〜8fを遮断し、これにより安全弁もしくは制御弁1は単独で図1に示した弁装置を介して制御可能となる。両ロジック弁12,14を標準運転と非常運転との間で切り換えるためには、前制御部もしくはパイロット制御部として、第1の4ポート2位置弁16と第2の4ポート2位置弁18とが働く。両ロジック弁12,14および両4ポート2位置弁16,18は一緒になって1つの制御プレート20に配置されている。制御プレート20はポンプ接続部Pとタンク接続部Tとを有する。
両4ポート2位置弁16,18は、ばねによってプリロードもしくは予荷重をかけられた基本位置もしくは非常位置で示されている。これにより、ロジック弁12,14の弁体もしくは主制御ピストンの、閉鎖方向で有効となる各閉鎖面22,24が、放圧管路を介してタンク接続部Tに接続されていて、ひいては放圧されている。択一的に、放圧は、特にタンク接続部が設けられていない場合、またはタンク接続部は設けられているが、使用されておらず、栓体によって閉鎖されている場合には、両シリンダ室4,6のうちのどちらのシリンダ室内に、より低い圧力が形成されているのかに応じて、逆止弁21aを介してシリンダ室4へ向かって行われるか、または逆止弁21bを介してシリンダ室6へ向かっても行なわれ得る。図2に示した実施形態において、より低い圧力が形成されているのは、シリンダ室4である。ロジック弁12,14の、それぞれ開放方向で有効となる環状面A4は、択一的にポンプ接続部Pから第2の逆止弁23aを介して、またはシリンダチャンバ6から第2の逆止弁23bを介して、またはシリンダチャンバ4から第3の逆止弁23cを介して、圧力で負荷される。これによって、両ロジック弁12,14の弁体もしくは主制御ピストンは持ち上げられ、作業管路8a〜8fが開放される。これによって、両ロッドシリンダ2の両シリンダチャンバ4,6が接続され、安全弁もしくは制御弁1の弁体は、図2に示した位置へ開放され得る。パイロット制御弁16,18の他方の位置では、閉鎖面22が圧力で負荷されており、環状面A4は放圧されている。図面には、ロジック弁がそのパイロット制御部を含めて休止位置で示されている。この休止位置は、システム内に圧力が存在しない場合にロジック弁によりとられる。すなわち、パイロット制御弁16,18は、主段とは異なり、その圧力接続部およびそのタンク接続部に関して互いに並列に配置されており、それゆえに互いに別個に独立してその主段を制御することができる。
4ポート2位置弁16,18は4ポート2位置座弁として形成されていてもよい。その場合、パイロット制御部を介した漏れオイル流は存在しないか、または極めて小さい。このような4ポート2位置座弁は、たとえばボッシュ・レックスロス社(Bosch Rexroth AG)のデータシートRD22058/07.09、第5/14頁から知られている。
既に述べたように、図2に示した実施形態に対する1変化形では、タンク接続部Tも不要にされているか、または使用されずに塞がれていてもよい。また、圧力接続部Pも逆止弁25aと共に不要にされ得るか、または逆止弁の設置を断念して塞がれていてもよい。
図2に示した実施形態では、それぞれシリンダ室6が圧力で負荷されている。シリンダ室4内の圧力はシリンダ室6内よりも低い。それゆえに、原理的には、逆止弁25b、25cならびに逆止弁21a,21bは必要とならない。両パイロット制御弁16,18の各圧力接続部は、直接にシリンダ室6にしか接続されていなくてよく、各放圧接続部は直接にシリンダ室4にしか接続されていなくてよい。このことは、図2に示したように、タンク接続部Tと逆止弁25aを備えた圧力接続部Pとが設けられている場合にも考えられる。その場合、シリンダ室4内には、タンク接続部Tにおける圧力と同じ圧力が生ぜしめられる。圧力接続部Pにおける圧力は通常、シリンダ室6内よりも低いので、逆止弁25aは閉じられている。しかし、図2に示したように、逆止弁21a,21b,25b,25cが存在していると、制御プレート20の、作動シリンダ2のシリンダチャンバに接続された作業接続部に関して入れ換えられた制御プレートの配置も可能である。圧力接続部Pおよびタンク接続部Tは、もちろんシステムの別のコンポーネントに正しく接続されなければならない。入換えが可能であることは、自在性を高めると共に、高められた組付け・機能確実性を意味する。
図3には、図2に示したパイロット制御弁16/18を備えたロジック弁12/14が、拡大図でかつ付加的な細部と共に図示されている。このような配置は、以下の実施形態においても度々形成されている。
ロジック弁12/14はアクティブロジック弁12/14である。アクティブロジック弁12/14の主制御ピストンは、開放方向で有効となりかつ両接続部A,Bのうちの一方の接続部における圧力とは無関係に圧力で負荷可能である環状面もしくはアクティブな面A4と、閉鎖方向で有効となる閉鎖面22/24とを有する。主制御ピストンの、これらの面の間に配置されたつばには、シール部材38が配置されており、これにより、標準運転においても非常運転においても種々異なる圧力が生ぜしめられる、隣接した両室が互いに対して仕切られる。
ロジック弁12のアクティブな面A4は、非常運転を導入するためにも有利である。なぜならば、ロジック弁12の開放行程はロジック弁14の開放行程と同時に開始するものであって、作業管路区分8d内の圧力形成をもたらすロジック弁14の小さな開放行程のあとではじめて開始するものではないからである。
パイロット制御弁16/18の弁体と、アクティブロジック弁12/14の主制御ピストンとは、各リミットスイッチ40;42を介して位置監視されている。リミットスイッチ40は、パイロット制御弁の弁体が、その切り換えられた位置へ到達したかどうかを検出する。リミットスイッチ42は、ロジック弁の主段のピストンが、その開放された位置へ到達したかどうかを検出する。また、それぞれ両終端位置を検出するために、それぞれ1つの第2のリミットスイッチが設けられていてもよい。図3には、このような第2のリミットスイッチ43が描き込まれている。この第2のリミットスイッチ43によって、ロジック弁の主段の閉鎖された位置が監視される。主段のピストンのためには、連続的なストローク検出が設定されていてもよいので、種々異なる開放された終端位置が、リミットスイッチの機械的な位置調整なしに検出され得る。
図4には、本発明による安全回路の第2実施形態の回路図が示されている。両ロッドシリンダ2を介して、標準運転時には、安全弁もしくは制御弁101の弁体が閉鎖された状態に保持される。この場合、この実施形態では、システム(詳しくは図示しない)の蒸気圧が閉鎖方向においてアシスト作用を発揮する。すなわち、図2に示した実施形態に比べて、制御機器を通る蒸気の流れ方向が逆にされている。
両ロッドシリンダ2の第1のシリンダチャンバ4は、第1の作業管路を介して制御プレート120の圧力接続部Pに接続可能である。この場合、第1の作業管路は、作業管路区分108a,108b,108c,108d,108e,108fに分割されている。両区分108e,108dの間には、第1のロジック弁12が配置されており、両区分108d,108cの間には第2のロジック弁14が配置されている。
両ロッドシリンダ2の第2のシリンダチャンバ6は第2の作業管路を介して制御プレート120のタンク接続部Tに接続されている。第2の作業管路は作業管路区分110a,110b,110c,110d,110e,110fに分割されている。両区分110c,110dの間には第3のロジック弁15が配置されており、両区分110d,110eの間には第4のロジック弁13が配置されている。全てのロジック弁は、図3に「A4」で示した、ピストンに設けられた、圧力負荷時に開放方向に作用する環状面を備えたアクティブロジック弁である。
第1のロジック弁12は、4ポート2位置弁16により、第2のロジック弁14は4ポート2位置弁18により、第3のロジック弁15は4ポート2位置弁19により、第4のロジック弁13は4ポート2位置弁17により、それぞれパイロット制御される。ロジック弁12,13,14,15および4ポート2位置弁16,17,18,19は、図2に示した第1実施形態において存在するロジック弁およびパイロット制御弁と同一に形成されていて、同様に機能する。
ロジック弁12,13,14,15はその閉鎖された位置で示されている。この場合、パイロット制御弁である4ポート2位置弁16,17,18,19の電磁石が通電されていて、パイロット制御弁が、図4に示した状態とは異なり、その切り換えられた位置をとり、この位置で閉鎖面22/24(図3参照)が圧力で負荷されていて、環状面A4(図3参照)が放圧されているものと想像されるにちがいない。制御機器101は、図4に示した閉鎖された標準位置をとる。安全回路の非常運転において、4つの4ポート2位置弁16〜19は、電磁石の遮断後に各ばねによって、図4に示した基本位置もしくは非常位置へ切り換えられる。これにより、ロジック弁の弁体はその弁座から持ち上げられる。これにより、第1の作業管路108a〜108fおよび第2の作業管路110a〜110fは開放される。したがって、圧力媒体貯え量は、規定の圧力下に保持された圧力アキュムレータ126から圧力接続部Pと第1の作業管路108a〜108fとを介して第1のシリンダチャンバ4に流入することができる。それに対して、第2のシリンダチャンバ6からは、相応する圧力媒体量が、第2の作業管路110a〜110fとタンク接続部Tとを介してタンク(図示しない)へ流出する。作動シリンダ2のピストンおよびピストンロッドは、第1のシリンダチャンバ4を増大させかつ第2のシリンダチャンバ6を減少させる方向に運動されて、安全弁もしくは切換弁101の弁体をその弁座から持ち上げる。蒸気は2つの矢印で示したように、蒸気案内システム(図示しない)から逃出することができる。
すなわち、第1の作業管路108a〜108fは、非常運転時には供給管路として働き、第2の作業管路110a〜110fは戻し管路として働く。第1のシリンダチャンバ4には非常運転時に第1の作業管路108a〜108fを介して圧力アキュムレータ126から圧力媒体が供給可能となる。圧力アキュムレータ126は、安全回路の標準運転時に規定の圧力にまでチャージされている。
また、図4に示した制御機器101が、標準運転時に、図1に示した制御部を介して調節可能である開放された位置に位置することも考えられる。その場合、非常運転時では、制御機器が迅速に完全に開放されなければならない。このことは、ロジック弁12〜15を用いて行われる。この場合、比例弁26または図1に示した切換弁が、非常時位置への制御機器の移動を阻止する信号を受け取った場合でも、非常時のために規定された位置への制御機器の迅速な運動が保証されている。なぜならば、ロジック弁の流通横断面が、弁26における流通横断面に比べて大きいので、ロジック弁が比例弁26を過制御するからである。
図5には、本発明による安全回路の第3実施形態の一部が示されている。安全弁もしくは制御弁1は、第1実施態様(図2参照)と同様に示されていて、この場合、安全弁もしくは制御弁1は、蒸気圧に抗して閉鎖方向に操作されかつ非常運転時に蒸気アシストによって開放される。
このためには、差動シリンダ(ディファレンシャルシリンダ)202が働く。この差動シリンダ202の第1のシリンダチャンバ204はピストンロッド側のシリンダ室であり、第2のシリンダチャンバ206は底部側のシリンダ室である。
差動シリンダ202のピストンは、ピストンの各位置を検出する位置信号発生器21に作用接続されている。
さらに、本発明による安全回路の第3実施形態は、管路、弁を備えた制御プレートおよび圧力アキュムレータに関して、図4に示した第2実施形態に相当している。これに相応して、第1のシリンダチャンバ204は第1の作業管路108a〜108fを介して制御プレート120の圧力接続部Pに接続されており、第2のシリンダチャンバ206は第2の作業管路110a〜110fを介して制御プレート120のタンク接続部Tに接続されている。これら両作業管路については、それぞれ第1の区分108a;110aの一部しか図示されていない。
図6には、第2実施形態(図4参照)による流通部を備えた安全弁もしくは制御弁101が示されている。この場合、この安全弁もしくは制御弁101の調節のためには、第3実施形態(図5参照)による差動シリンダ202が使用されている。
さらに、図6に示した本発明による安全回路の第4実施形態は、管路、弁を備えた制御プレートおよび圧力アキュムレータに関して、図4に示した第2実施形態に相当している。これに相応して、第1のシリンダチャンバ204は第1の作業管路108a〜108fを介して制御プレート120の圧力接続部Pに接続されており、第2のシリンダチャンバ206は第2の作業管路110a〜110fを介して制御プレート120のタンク接続部Tに接続されている。これら両作業管路については、それぞれ第1の区分108a;110aの一部しか図示されていない。
図6に示したように、安全弁もしくは制御弁101は第2実施形態(図4参照)と同様に、蒸気によって流通され、この場合、安全弁もしくは制御弁101は蒸気圧に抗して開放方向に操作されかつ非常運転時には蒸気アシストによって閉鎖される。
非常運転時では、第1のシリンダチャンバ204に、第1の作業管路108a〜108fを介して圧力媒体が、たとえば圧力アキュムレータ126から供給される。これによって、安全弁もしくは制御弁101は蒸気圧に抗して開弁する。第2のシリンダチャンバ206からは圧力媒体が押しのけられる。
図7には、本発明による安全回路の第5実施形態の回路図が示されている。安全弁もしくは制御弁401の弁体は、標準運転によりその基本位置で示されている。この基本位置において安全弁もしくは制御弁401はシステム(図示しない)の蒸気を遮断する。図示の位置を起点として、非常運転時に両ロッドシリンダ2を介して第1のシリンダチャンバ4の圧力負荷によって、図7で見て両ロッドシリンダ2の上に矢印で示したように、弁体を右側へ向かって移動させることができる。このためには、制御プレート420の第1の作業管路が働く。この第1の作業管路は圧力接続部Pを、本発明により直列接続された2つのロジック弁12,14を介して第1のシリンダチャンバ4に接続することができる。このときに第2のシリンダチャンバ6から押しのけられた圧力媒体は、第2の作業管路を介して、制御プレート420のタンク接続部Tに流れる。この場合、第2の作業管路にも、本発明により互いに直列接続された2つのロジック弁15,13が配置されている。この場合、第1の作業管路は管路区分408a,408b,408c,408d,408e,408f,408g,408h,408iから構成されている。第2の作業管路は管路区分410a,410b,410c,410d,410e,410f,410gから構成されている。第1の作業管路では、管路区分408eと管路区分408fとの間に第1のロジック弁12が配置されており、管路区分408bと管路区分408cとの間に、第2のロジック弁14が配置されている。第2の作業管路では、管路区分410eと管路区分410fとの間に第1のロジック弁13が配置されており、管路区分410bと管路区分410cとの間に第2のロジック弁15が配置されている。さらに、制御プレート420は2つの別のロジック弁512,513を有しており、これらのロジック弁512,513は図7に示した第5実施形態では必要とされない。全てのロジック弁はアクティブロジック弁である。
両第1のロジック弁12,13および両第2のロジック弁14,15および第5実施形態では必要とされない両ロジック弁512,513は、実施形態1および2から既知である態様でパイロット制御されている。
図8には、本発明による安全回路の第6実施形態の回路図が示されている。各構成部分、すなわち管路および弁に関しては、図7に示した第5実施形態からの配置が使用される。機能に関して、本実施形態では、安全弁もしくは制御弁401の弁体が、非常運転時では図8に示した標準位置から、図7に示した第5実施形態とは異なり、図面で見て左側から右側へ向かって調節されるのではなく、両ロッドシリンダ2の上の矢印で示したように右側から左側へ向かって調節される。このためには、両ロッドシリンダ2の第2のシリンダチャンバ6が、第5実施形態に対して変えられた第2の作業管路を介して制御プレート420の圧力接続部Pに接続され、両ロッドシリンダ2の第1のシリンダチャンバ4は、第5実施形態に対して変えられた第1の作業管路を介してタンク接続部Tに向かって放圧される。第1の作業管路としては、管路区分408a,408b,408c,408d,508e,508f,508gが働き、第2の作業管路としては、管路区分410a,410b,410c,410d,510e,510f,510gが働く。
本発明によれば、第1の作業管路に、互いに直列に接続された2つのロジック弁512,14が配置されている。この場合、第1のロジック弁512は管路区分508eと管路区分508fとの間に配置されており、第2のロジック弁14は管路区分408bと管路区分408cとの間に配置されている。第2の作業管路では、第1のロジック弁513が管路区分510eと管路区分510fとの間に配置されており、この第1のロジック弁513に対して本発明によれば直列接続された第2のロジック弁15は管路区分410bと管路区分410cとの間に配置されている。
図7に示した第5実施形態において両第1のロジック弁12,13として使用されている両ロジック弁は、図8に示した第6実施形態では使用もしくは利用されていない。
したがって、第5実施形態および第6実施形態による制御プレート420は、合計6つのパイロット制御されたロジック弁12,13,14,15,512,513と共に、安全弁もしくは制御弁401の標準運転および非常運転のために、この弁が非常運転時に第5実施形態によるセンタ位置から一方の方向へ調節されるべき場合にも、この弁401が第6実施形態により逆方向へ調節される場合にも働く。もちろん、所望の運動方向に応じて、制御プレート420の圧力接続部Pとタンク接続部Tとの間に短絡が生ぜしめられないようにするために両弁12,512;13,513のうちの一方は、非常時に少なくとも、制御機器401の弁体が蒸気流を解放するまで、閉鎖されたままとなる。
相応して、両ロジック弁12,512ならびに両ロジック弁13,513は、そのパイロット制御部に関して区別される。標準運転時では、ロジック弁12,13,14,15のパイロット制御弁は通電されており、そしてロジック弁12〜15は閉鎖されている。パイロット制御弁が無電流状態である場合に、ロジック弁12〜15は開いている。ロジック弁512,513のために同じパイロット制御弁が使用されると、これらのパイロット制御弁は図7に示した機能形式では非常時において通電されたままとならなければならず、図8に示した機能形式では、ロジック弁12,13のパイロット制御弁が非常時に通電されたままとならなければならない。ロジック弁512,513のパイロット制御弁において休止位置と切換位置とが、パイロット制御弁16,17に対して入れ換えられていると(図7および図8に図示されている)、標準運転時にロジック弁512,513のパイロット制御弁は通電されていない。その場合、非常時では、図7に示した機能形式では、ロジック弁512,513のパイロット制御弁が無電流状態を維持されなければならず、図8に示した機能形式では、ロジック弁512,513のパイロット制御弁が通電され、ロジック弁12,13のパイロット制御弁は通電されたままにされなければならない。
図示の全ての実施形態においては、検査目的のために、またはロジック弁12,13,14,15,512,513の弁体もしくは主制御ピストンを、いつでも機能し得る状態に保持するために、直列接続された2つのロジック弁12,13,14,15,512,513のうちの一方のロジック弁が開放され得るようになっており、他方のロジック弁12,13,14,15,512,513は閉鎖されたままとなる。この場合、安全弁もしくは制御弁1;101;401を備えたシステムは標準運転のままとなり、安全回路およびシステム(図示しない)の安全性は引き続き与えられている。この場合、少なくとも、作業接続部に標準運転において両シリンダチャンバのうちの一方のシリンダチャンバまたは制御プレートの圧力接続部Pから圧力が形成されていないロジック弁は、作業接続部とは無関係に圧力で負荷可能な、開放方向に作用する面を備えたアクティブロジック弁として構成されている。全てのロジック弁がアクティブロジック弁であると有利である。
図示の実施形態に対して補足的に、シリンダ2;202における同じ閾値または種々の閾値のための複数の制御プレート20;120;420が設けられていて、接続されていてよい。
図示の実施形態とは異なり、本発明による安全回路は、標準運転において安全弁もしくは制御弁1;101;401を開いた状態に保持し、非常運転において閉鎖するために働くこともできる。
ロジック弁の主段のためには、リミットスイッチを備えた2つの組み合わせ可能性が存在する。基本的には、閉鎖された報知された位置と、開放された報知された位置とを区別することができる。閉鎖された位置は、その位置に関して常に一義的に定義されている。開放された位置は、100%開放ストロークについてのみ一義的に定義されている。両位置はデジタル式に電気的な開放器または閉鎖器または開放器/閉鎖器の組み合わせによって問い合わされる。
開放された位置は、主段の弁ピストンのための行程制限によって、閉鎖された位置と、100%開放された位置との間の中間位置のどこかに位置することができる。この中間位置は、機械的な位置調整なしに中間位置をも検出し得るようにするために使用することのできる、アナログ式に作動する位置信号発生器の電圧または電流として0%よりも大きくかつ100%よりも小さい測定値に相当する。
全ての実施形態のロジック弁12,13,14,15,512,513を検査するために、本発明によれば2つの方法が提供されている。第1の方法によれば、1つの管路の内部で両ロジック弁12,13,14,15,512,513のうちのそれぞれ一方のロジック弁しか開放されない。主制御ピストンのこの開放行程は、対応するリミットスイッチ42により検知される。この場合に、それぞれ直列接続された他方のロジック弁12,13,14,15,512,513は閉鎖されたままとなる。場合によっては1つのシリンダチャンバ4または6から取り出された制御オイルが、図1の比例弁26による後制御によって代えられる。
第2の方法によれば、まず駆動装置の、図1に示した部分が、無作用状態に切り換えられる。このためには、比例弁26および特に座弁36が無電流状態に切り換えられる(図1に示した位置を参照)。その後に、メモリプログラミング可能な制御部(図示しない)を介して、まず、互いに直列接続された配置された2つのロジック弁のうちの一方のロジック弁が、対応する4ポート2位置弁16の電磁弁の通電の変化によって開放される。その後に、このロジック弁は再び閉鎖され、このロジック弁に対して直列接続された他方のロジック弁が、対応する4ポート2位置弁18を介して開放される。ロジック弁の主段に対応する位置信号発生器またはポジション信号発生器を用いて、ロジック弁の整然とした状態の機能または整然とした状態でない機能を検出することができる。
互いに直列に位置する2つのロジック弁の交互の切換は、場合によっては連続して複数回実施される。各切換過程の際には、少量の制御オイルが消費される。この制御オイルは少なくとも図2および図4に示した実施形態では、作動シリンダ2の一方のシリンダ室内の圧力が制御プレートの圧力接続部Pにおける圧力よりも高い場合には、作動シリンダ2のこのシリンダ室から取り出される。図2に示した実施形態において、作動シリンダ2の、圧力下にあるシリンダチャンバ4内のそれぞれ僅かなオイル損失により、制御弁1の弁体は放圧されるが、しかし開放されないか、またはその位置から少しだけ進出することが生ぜしめられる。
作動シリンダ2;202に設けられた位置信号発生器21およびメモリプログラミング可能な制御部を介して、この過程は検出される。このことは、全オイル路も、作動シリンダ2;202、ひいては制御弁1;101も機能していることを示す証拠として役立つ。
この方法もしくはこの検査によって、全てのエレメント(弁、リミットスイッチ、位置信号発生器、開始された行程、潜伏時間)の機械的な寸法および機能が考慮されるので、この方法により、機能性だけではなく、長い時間にわたって緩慢に生ぜしめられる潜行性の変化も検知される(コンディションモニタリング)。比例弁26およびブロックエレメントもしくは座弁36の監視により、本発明によるハイドロリック式の駆動装置の固有の駆動エレメントも検査に組み込まれる。このためには、本発明によるハイドロリック式の駆動装置が、調和されかつ閉じられたシステムとして形成されている。
検査(前記変化形のうちの1つによる)が完了されると、比例弁26のための制御路は再びメモリプログラミング可能な制御部へ引き渡される。これによって、再びハイドロリック式の駆動装置の図1に示した部分が、その直接にシリンダチャンバ4;204もしくは6;206に接続された接続部A1;B1を介した作動シリンダ2;202の圧力媒体負荷を引き受ける。選択的に、比例弁26の制御偏差をも評価して、制御機器の位置監視によって補償調整することができるので、制御機能も監視されている。
作動シリンダを介してハイドロリック的またはニューマチック的に操作される弁のための安全回路の2つの変化形が開示されている。
第1の変化形では、作動シリンダが、非常時にハイドロリック式またはニューマチック式に放圧され得る。このためには、作動シリンダが2つのシリンダチャンバを有しており、両シリンダチャンバは作業管路を介して流体接続され得る。作業管路には、直列接続された第1および第2の遮断弁が設けられている。
1. 作動シリンダ2を備えた安全回路であって、この作動シリンダ2を介して主弁1が非常時にハイドロリック式またはニューマチック式に放圧可能であり、作動シリンダ2は第1のシリンダチャンバ4と第2のシリンダチャンバ6とを有していて、両シリンダチャンバは作業管路8a〜8fを介して接続可能である安全回路において、作業管路8に、直列に接続された第1および第2の遮断弁12,14が設けられていることを特徴とする安全回路。
第2の変化形によれば、作動シリンダが、非常時にハイドロリック式またはニューマチック式に操作され得る。このためには、作動シリンダが少なくとも1つの第1のシリンダチャンバを有しており、この第1のシリンダチャンバには非常時に第1の圧力媒体流路を介して圧力流体が供給され得る。第1の作業管路には、直列接続された第1および第2の遮断弁が設けられている。
2. 作動シリンダ2;202を備えた安全回路であって、この作動シリンダ2;202を介して主弁1;101;401が非常時にハイドロリック式またはニューマチック式に操作可能であり、作動シリンダ2;202は第1のシリンダチャンバ4;204を有していて、この第1のシリンダチャンバ4;204に第1の圧力媒体流路108;408;508を介して圧力媒体が供給可能である安全回路において、第1の圧力媒体流路108;408;508に、直列接続された第1および第2の遮断弁12,14が設けられていることを特徴とする安全回路。
本発明の観点は:
3. 作動シリンダ2;202が、第2のシリンダチャンバ6;206を有しており、この第2のシリンダチャンバ6;206は第2の作業管路110a〜110fを介して放圧可能であり、この第2の作業管路110に、直列接続された第1および第2の遮断弁12,14が設けられている、変化形2による安全回路。
4. 作動シリンダが、第2のシリンダチャンバ6を有しており、この第2のシリンダチャンバに第2の圧力媒体流路を介して圧力媒体が供給可能であり、第1および第2のシリンダチャンバ4,6は各圧力媒体流路を介して放圧可能であり、第2の圧力媒体流路に、直列接続された第1および第2の遮断弁12,14が設けられている、変化形2による安全回路。
5. 6つの遮断弁12,14が設けられている、観点4による安全回路。
6. 遮断弁が、ロジック弁12,14または2ポート2位置座弁により形成されており、該ロジック弁12,14または2ポート2位置座弁は、それぞれ弁体を有していて、この弁体は、閉鎖方向で有効となる閉鎖面22,24と、開放方向で有効となる環状面とを有しており、前記閉鎖面22,24と前記環状面とは、それぞれ放圧可能であるか、または圧力媒体で負荷されるようになっている、変化形1または2による安全回路。
7. 前記ロジック弁12,14または2ポート2位置座弁が、それぞれ1つの4ポート2位置弁16,18によってパイロット制御されている、観点6による安全回路。
8. 前記4ポート2位置弁16,18が弁体を有していて、この弁体の、ばねによりプリロードをかけられた非常位置で前記閉鎖面22,24が放圧されており、前記環状面が圧力媒体で負荷されるようになっている、観点7による安全回路。
9. 前記遮断弁12,14および/または前記4ポート2位置弁16,18は電子式に監視されている、観点7による安全回路。
10. 前記主弁は、蒸気圧下にあるシステムの遮断弁または安全弁1;101;401である、変化形1による安全回路。

Claims (12)

  1. 発電所または化学プラントまたはガス圧送プラントまたはオイル圧送プラントにおける制御弁または切換弁(1;101;401)を備えた制御機器を操作するハイドロリック式またはニューマチック式の駆動装置であって、作動シリンダ(2;202)を備え、該作動シリンダ(2;202)はシリンダチャンバ(4;204)を有していて、該シリンダチャンバ(4;204)はハイドロリック式またはニューマチック式の管路(8a,8b,8c,8d,8e,8f;108a,108b,108c,108d,108e,108f;408a,408b,408c,408d,408e,408f,408g,408h,408i)に接続されており、さらに安全回路を備え、該安全回路は、互いに直列に接続されかつ前記管路に配置された2つの遮断弁を有する、ハイドロリック式またはニューマチック式の駆動装置において、前記両遮断弁が、第1の2ポート2位置組込み弁(12)と、流体的に見て該第1の2ポート2位置組込み弁(12)よりも前記シリンダチャンバ(4;204)の近くに配置された第2の2ポート2位置組込み弁(14)であり、両2ポート2位置組込み弁はそれぞれ1つの主制御ピストンを備えており、該主制御ピストンによって2つの各作業接続部(A,B)の間の流体接続が制御可能であり、前記両2ポート2位置組込み弁(12,14)はそれぞれ1つのパイロット制御弁(16,18)を有しており、少なくとも前記第1の2ポート2位置組込み弁(12)が、開放方向でアクティブな面(A4)を有しており、該面(A4)が、対応するパイロット制御弁(16)を介して、前記作業接続部(A,B)とは無関係に別個に圧力で負荷されるようになっていることを特徴とする、ハイドロリック式またはニューマチック式の駆動装置。
  2. 前記両2ポート2位置組込み弁の前記パイロット制御弁(16,18)は、その圧力媒体源と圧力媒体溜めとに接続された接続部によって互いに並列に配置されている、請求項1記載のハイドロリック式またはニューマチック式の駆動装置。
  3. 前記作動シリンダは、第1のシリンダチャンバ(4)と第2のシリンダチャンバ(6)とを備えた両ロッドシリンダ(2)であり、第1および第2のシリンダチャンバ(4,6)の間に前記管路(8a〜8f)が延びている、請求項1または2記載のハイドロリック式またはニューマチック式の駆動装置。
  4. 前記作動シリンダ(2;202)は複動式であり、第1のシリンダチャンバ(4;204)と第2のシリンダチャンバ(6;206)とを有していて、第1のシリンダチャンバ(4;204)に第1の管路(8a〜8f;108a〜108f;408a〜408i)と、2つの前記2ポート2位置組込み弁(12,14)を備えた第1の安全回路とが接続されており、第2のシリンダチャンバ(6;206)にハイドロリック式またはニューマチック式の第2の管路(110a〜110f;410a〜410g)が接続されており、第2の安全回路が設けられており、該第2の安全回路は、第3の2ポート2位置組込み弁(13)と、該第3の2ポート2位置組込み弁に対して直列に接続された第4の2ポート2位置組込み弁(15)とを有しており、該第4の2ポート2位置組込み弁(15)は流体的に見て第3の2ポート2位置組込み弁(12)よりも第2のシリンダチャンバ(6;206)の近くに配置されており、前記第3の2ポート2位置組込み弁(13)と前記第4の2ポート2位置組込み弁(15)とは、前記第2の管路(110a〜110f;410a〜410g)に配置されていて、それぞれ1つの主制御ピストンを有しており、該主制御ピストンによって2つの各作業接続部(A,B)の間の流体接続が制御可能であり、さらに前記第3の2ポート2位置組込み弁(13)および前記第4の2ポート2位置組込み弁(15)は、それぞれ1つのパイロット制御弁(17,19)を有しており、少なくとも前記第3の2ポート2位置組込み弁(13)は、開放方向でアクティブな面(A4)を有していて、該面(A4)は、対応するパイロット制御弁(17)を介して、前記作業接続部(A,B)とは無関係に別個に圧力で負荷されるようになっている、請求項1または2記載のハイドロリック式またはニューマチック式の駆動装置。
  5. 前記第3の2ポート2位置組込み弁(13)と前記第4の2ポート2位置組込み弁(15)とが、それぞれ開放方向でアクティブな面(A4)を有していて、該面(A4)は、対応するパイロット制御弁(17)を介して、前記作業接続部(A,B)とは無関係に別個に圧力で負荷されるようになっている、請求項4記載のハイドロリック式またはニューマチック式の駆動装置。
  6. 前記第1の2ポート2位置組込み弁(12)と前記第2の2ポート2位置組込み弁(14)との間の流体接続部に、第1の作業接続部によって別の第1の2ポート2位置組込み弁(512)が接続されており、前記第3の2ポート2位置組込み弁(13)と前記第4の2ポート2位置組込み弁(15)との間の流体接続部に第1の作業接続部によって別の第2の2ポート2位置組込み弁(513)が接続されており、前記別の2ポート2位置組込み弁(512,513)はそれぞれ1つの主制御ピストンを有していて、該主制御ピストンによって2つの各作業接続部(A,B)の間の流体接続部が制御可能であり、さらに前記別の2ポート2位置組込み弁(512,513)はそれぞれ1つのパイロット制御弁を有していて、その第2の作業接続部によってそれぞれ各安全回路の、前記第1の2ポート2位置組込み弁(12)もしくは前記第3の2ポート2位置組込み弁(13)とは異なる接続部(P,T)に接続されている、請求項4または5記載のハイドロリック式またはニューマチック式の駆動装置。
  7. 前記2ポート2位置組込み弁(12,14,15,512,513)の主制御ピストンは、その開いた位置に関して、かつ有利にはその閉じられた位置に関しても、位置監視されている、請求項1から6までのいずれか1項記載のハイドロリック式またはニューマチック式の駆動装置。
  8. 前記パイロット制御弁(16,17,18,19)は、位置監視された可動の弁体を有する、請求項1から7までのいずれか1項記載のハイドロリック式またはニューマチック式の駆動装置。
  9. アクティブに制御可能な前記2ポート2位置組込み弁の主制御ピストンは、閉鎖方向に作用する制御室を、前記作業接続部とは無関係に別個に開放方向に作用する制御室に対してシールするために、シール部材(38)を有する、請求項1から8までのいずれか1項記載のハイドロリック式またはニューマチック式の駆動装置。
  10. 前記パイロット制御弁は、4ポート2位置座弁(16,17,18,19)である、請求項1から9までのいずれか1項記載のハイドロリック式またはニューマチック式の駆動装置。
  11. 全ての2ポート2位置組込み弁(12,13,14,15,512,513)が、開放方向でアクティブな面(A4)を有していて、該面(A4)が、対応するパイロット制御弁(16,17,18,19)を介して、前記作業接続部(A,B)とは無関係に別個に圧力で負荷されるようになっている、請求項1から10までのいずれか1項記載のハイドロリック式またはニューマチック式の駆動装置。
  12. 前記作動シリンダ(2;202)のピストンまたはピストンロッドに、位置信号発生器(21)が配置されている、請求項1から11までのいずれか1項記載のハイドロリック式またはニューマチック式の駆動装置。
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