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DE202011109158U1 - Electrohydraulic safety control - Google Patents

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DE202011109158U1
DE202011109158U1 DE201120109158 DE202011109158U DE202011109158U1 DE 202011109158 U1 DE202011109158 U1 DE 202011109158U1 DE 201120109158 DE201120109158 DE 201120109158 DE 202011109158 U DE202011109158 U DE 202011109158U DE 202011109158 U1 DE202011109158 U1 DE 202011109158U1
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Abstract

Elektrohydraulische Sicherheitssteuerung, welche bei einem hydraulischen Stellorgan (2) eine Endlage wechselt, mit einem mindestens durch drei Sensoren G1, G2, G3 redundant überwachten Sicherheitskriterium, das in einer 2von3-Auswahl überwacht ist, welche im Falle einer Aktivierung auf ein hydraulisches Stellglied (1) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren G1, G2, G3 zum einen unabhängig voneinander über Auswerteeinheiten S1, S2, S3 auf Magnetventile V1, V2, V3 wirken, welche in einer hydraulischen 2von3-Auswahl zusammengeschaltet sind und bei Stromabfall öffnen und einen ersten Strang (16a, 16b) zu einem drucklosen Tank (5) durchschalten, um über Verbindungsleitungen (26) zu dem Stellglied (1) durch Druckabsenkung einen Kolben (21) für seine Betätigung durch eine Feder (19) freizugeben, dass im Weiteren die Auswerteeinheiten S1, S2, S3 zu einer elektronischen 2von3-Auswahl (81) zusammengeschaltet sind, welche im Fall der Aktivierung ein Magnetventil V6 in einem zweiten Strang (17a, 17b) zum Öffnen mit Strom ansteuert, um ebenfalls über den zweiten Strang (17a, 17b) zu...Electrohydraulic safety control, which changes an end position for a hydraulic actuator (2), with a safety criterion that is redundantly monitored by at least three sensors G1, G2, G3, which is monitored in a 2 of 3 selection, which in the event of activation on a hydraulic actuator (1st ), characterized in that the sensors G1, G2, G3 act independently of one another via evaluation units S1, S2, S3 on solenoid valves V1, V2, V3, which are interconnected in a hydraulic 2 of 3 selection and open in the event of a power failure and a first Connect the line (16a, 16b) to a pressureless tank (5) in order to release a piston (21) for its actuation by a spring (19) via connecting lines (26) to the actuator (1) by lowering the pressure, so that the evaluation units S1, S2, S3 are interconnected to form an electronic 2-of-3 selection (81) which, in the event of activation, a solenoid valve V6 in a second St rang (17a, 17b) to open with current controls to also via the second branch (17a, 17b) ...

Description

Die Erfindung handelt von einer elektrohydraulischen Sicherheitssteuerung, welche bei einem hydraulischen Stellorgan eine Endlage wechselt, mit einem mindestens durch drei Sensoren G1, G2, G3 redundant überwachten Sicherheitskriterium, das in einer 2von3-Auswahl überwacht ist, welche im Falle einer Aktivierung auf ein hydraulisches Stellglied einwirkt.The invention relates to an electro-hydraulic safety control, which changes an end position in a hydraulic actuator with a redundant monitored by at least three sensors G1, G2, G3 safety criterion, which is monitored in a 2von3 selection, which in case of activation on a hydraulic actuator acts.

Sicherheitssteuerungen sollten allgemein zwei Kriterien erfüllen: Sie sollten unter allen vorkommenden Betriebsbedingungen ihre Sicherheitsfunktion behalten und sie sollten schnell sein, um größeren Schaden zu verhindern. Elektrohydraulische Sicherheitssteuerungen werden bei Ventilen zur Einwirkung auf Massenströme, beispielsweise für Schnellschlussventile am Einlass von Dampfturbinen, für Abblasventile am Auslass von Gasturbinen oder für das Sperren von Massenströmen in der Verfahrens- und Prozesstechnik eingesetzt. Hydraulische Stellorgane bei einer Sicherheitssteuerung können aber ebenso für die Strahlablenkung bei einer Peltonturbine verwendet werden.Safety controllers should generally meet two criteria: they should retain their safety function under all operating conditions and should be fast in order to prevent major damage. Electrohydraulic safety controls are used on mass flow valves, such as quick-acting valves at the inlet of steam turbines, blow-off valves at the outlet of gas turbines, or blocking mass flows in process and process engineering. However, hydraulic actuators in a safety control can also be used for the beam deflection in a Pelton turbine.

Wenn eine Dampfturbine mit einem Generator gekoppelt ist und mit den normalen Regelorganen nicht sichergestellt ist, dass bei Lastabwurf des Generators unzulässige Überdrehzahlen entstehen, wird die Drehzahl der Dampfturbine auf das Erreichen einer Grenzdrehzahl überwacht, bei deren Eintreten die Sicherheitssteuerung mit dem hydraulischen Stellglied ein Schnellschlussventil am Einlass der Dampfturbine schließt.If a steam turbine is coupled to a generator and is not ensured with the normal control organs that excessive overloading occur during load shedding of the generator, the speed of the steam turbine is monitored for reaching a limit speed, when it enters the safety control with the hydraulic actuator a quick-closing valve on Inlet of the steam turbine closes.

Hydraulische Stellglieder mit einem Ventil, welches große Massenströme beeinflusst, sind zum Erreichen einer kurzen Stellzeit in der Regel intern über einen zusätzlichen Schaltkolben vorgesteuert.Hydraulic actuators with a valve, which influences large mass flows, are usually piloted internally via an additional control piston to achieve a short positioning time.

Die DE 4330038 A1 offenbart (1 und 2) eine bekannte hydraulische 2von3-Auswahl, die in Hydraulikblöcken zusammengeschaltet ist. Hydraulische Elektromagnetventile, bei denen eine Magnetspule gegen eine Feder arbeitet, bringen zwangsläufig mit der Magnetspule größere Verstellkräfte als mit der Feder auf. Falls man daher für eine hydraulische 2von3-Auswahl die Ventile mit Strom ansteuert, hat man zwar eine etwas größere Sicherheit gegen „Hängenbleiben”, aber keine Information zu dem Zeitpunkt, an dem ein Drahtbruch eintritt. Falls also bei laufender Anlage ein Drahtbruch eingetreten ist und ein weiterer Drahtbruch auftritt oder eines der beiden anderen Ventile hängen bleibt, erfolgt keine Abschaltung. Bei laufender Anlage bleibt also nur übrig, in nicht zu großen zeitlichen Abständen jeweils nacheinander die drei Ventile durch Ansteuern mit Strom auf Drahtbruch und Hängenbleiben zu testen. Falls Drahtbruch oder eine defekte Spule festgestellt wird, lässt sich dies auch bei laufender Anlage beheben und überprüfen. Bei einem Hängenbleiben im geschlossenen Zustand kann eine Abschaltung durch die beiden anderen Ventile erfolgen. Bei einem Hängenbleiben im offenen Zustand, beispielsweise bei einer Funktionsprüfung des Ventils, führt ein Öffnen an einem weiteren Ventil bereits zu einer Abschaltung. Das Auswechseln eines kompletten Ventils kann hier nur im abgeschalteten Zustand der Anlage erfolgen.The DE 4330038 A1 disclosed ( 1 and 2 ) a known hydraulic 2von3 selection, which is interconnected in hydraulic blocks. Hydraulic solenoid valves in which a solenoid operates against a spring, inevitably bring with the solenoid greater displacement than with the spring. Therefore, if one energizes the valves for hydraulic 2-out-of-3 selection, one has somewhat greater security against "snagging," but no information at the time a wire break occurs. If a wire break has occurred while the system is running and another wire break occurs or one of the other two valves gets stuck, there is no shutdown. Thus, when the system is running, it is only necessary to test the three valves one after the other in a manner that is not too long in time, by triggering them with electricity for wire breakage and snagging. If a wire break or a defective spool is detected, this can be corrected and checked even while the system is running. When stuck in the closed state, a shutdown can be done by the other two valves. When stuck in the open state, for example in a functional test of the valve, an opening on another valve already leads to a shutdown. The replacement of a complete valve can only be done when the system is switched off.

Die erfindungsgemäße Sicherheitssteuerung hat die Aufgabe, bei Ausfall von Komponenten ihre Sicherheitsfunktion aufrecht zu erhalten. Dies wird mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 erreicht. Die Erfindung hat den Vorteil, dass mit einem Minimum an Ventilen während des Betriebes Drahtbruch an einer hydraulischen 2von3-Auswahl sofort angezeigt ist und mit einer einzigen Umschaltung Komponenten wie ganze Magnetventile austauschbar sind, ohne dass auf eine 2von3-Auswahl verzichtet werden muss. Im Weiteren erlaubt die Erfindung, während des Betriebes zur Kontrolle eine echte 2von3-Auslösung für alle Schaltzustände einer hydraulischen 2von3-Auswahl vorzunehmen. Die Gefahr von Irrtum bei Unterhaltsarbeiten an der Sicherheitssteuerung während des Betriebes ist drastisch reduziert. Zur Kontrolle aller 2von3-Auswahlmöglichkeiten muss lediglich eine Umschaltvorrichtung betätigt werden. Alle Druckverluste, die sich durch die Kontrollschaltungen ergeben, werden zwangsläufig durch Nadelventile V4, V5 ausgeglichen, welche während des Betriebes im jeweiligen Strang nur zum Austausch von Komponenten geschlossen werden müssen. Damit nach dem Auswechseln von Komponenten in einem isolierten ersten oder zweiten Strang keine Druckeinbrüche beim Wiederzuschalten auftreten, müssen die Nadelventile V4, V5 jeweils vorher wieder geöffnet werden, um den Strang vollständig mit Flüssigkeit zu füllen. Die abhängigen Ansprüche 2 bis 11 zeigen weitere Verbesserungen der vorliegenden Erfindung auf.The safety control according to the invention has the task of maintaining its safety function in case of failure of components. This is achieved with the features of the protection claim 1. The invention has the advantage that, with a minimum of valves during operation, wire breakage on a hydraulic 2-by-3 selection is instantly indicated, and with a single switch, components such as whole solenoid valves are interchangeable without having to dispense with 2-by-3 selection. Furthermore, the invention allows for true 2-by-3 triggering during operation for control of all hydraulic 2-by-3 shift states. The risk of error during maintenance work on the safety control during operation is drastically reduced. To control all 2 of 3 choices, only one switching device needs to be operated. All pressure losses that result from the control circuits are inevitably compensated by needle valves V4, V5, which must be closed during operation in each strand only for the replacement of components. So that after replacing components in an isolated first or second strand no pressure drops occur when restarting, the needle valves V4, V5 must each be previously opened again to completely fill the strand with liquid. Dependent claims 2 to 11 show further improvements of the present invention.

Noch sicherer werden Eingriffe, wenn die Möglichkeiten zur beispielsweise manuellen Isolierung eines der beiden Stränge aus einer Offen-Position in eine isolierte Stellung nur aus einer Offen-Position von beiden Strängen möglich ist, da die zutreffenden Sperr-Stellungen gegeneinander verriegelt sind. Eine zwangsweise mechanische Verriegelung vor Ort bietet zusätzliche Sicherheit. Diese kann durch zwei mechanisch gegeneinander verriegelte 2/2-Wegeventile V4, V5 oder durch ein 3-Stellungsventil V11 erreicht werden, welches in einer neutralen Mittelstellung beide Stränge freigibt, während in einer der beiden Endlagen ein Strang gesperrt ist und der andere Strang nicht geschlossen werden kann. Zur Sicherheit gegen eine Umschaltung aus einer Offen-Position für beide Stränge durch Unbefugte kann diese Position mit einem Schlüsselschalter gesichert sein.Interventions become even more secure if the possibilities for, for example, manual isolation of one of the two strands from an open position to an isolated position are possible only from an open position of both strands, since the applicable blocking positions are locked against one another. Forced mechanical locking on site provides additional security. This can be achieved by two mechanically mutually locked 2/2-way valves V4, V5 or by a 3-position valve V11, which releases both strands in a neutral center position, while locked in one of the two end positions a strand is and the other strand can not be closed. For security against switching from an open position for both strands by unauthorized persons, this position can be secured with a key switch.

Im Weiteren erlaubt die Anordnung regelmäßige Funktionskontrolle der Ventile in jedem der beiden Stränge, nachdem dieser – abgesehen von den Nadelventilen V7, V8 – isoliert worden ist:
Eine regelmäßige Funktionskontrolle der Ventile V1, V2, V3 für die hydraulische 2von3-Auswahl im ersten Strang kann durch kurzzeitigen Stromunterbruch zum Ventil und Kontrolle der zugehörigen Endlage geschehen und auch von einer Warte verfolgt werden. Bei einem isolierten ersten Strang lässt aber auch jede hydraulische 2von3-Auswahl bei laufender Anlage durch Unterbrechung des elektrischen Stroms zu den Ventilen simulieren und auch in einer Warte an den Ventilstellungen erkennen.
In addition, the arrangement allows regular functional check of the valves in each of the two strands, after it has been isolated - apart from the needle valves V7, V8 -:
A regular function check of the valves V1, V2, V3 for the hydraulic 2von3 selection in the first line can be done by short-term power interruption to the valve and control of the associated end position and also be monitored from a control room. In an isolated first strand but also allows any hydraulic 2von3 selection while the system is running by interrupting the electrical current to simulate the valves and also recognize in a wait at the valve positions.

Bei zweiseitig stellungsüberwachten Ventilen V1, V2, V3 (1a) ist dies eine einfache Lösung. Geringere Kosten entstehen, wenn die Ventile V1, V2, V3 (1b) einseitig stellungsüberwacht sind und im ersten Strang zusätzliche Druckwächter P1, P2, P3 angebracht sind, welche über die Ventilstellungen für die nicht stellungsüberwachten Endlagen Auskunft geben.For bidirectionally position-monitored valves V1, V2, V3 ( 1a ) this is a simple solution. Lower costs arise when the valves V1, V2, V3 ( 1b ) are position-monitored and in the first strand additional pressure switches P1, P2, P3 are mounted, which provide information about the valve positions for the position not monitored end positions.

Noch geringer werden die Kosten, wenn die Magnetventile V1, V2, V3 (1c) ohne Endschalter ausgerüstet sind und zusätzliche Drosselstellen R4, R5, R6 sowie zusätzliche Druckwächter P5 angebracht sind, um die Ventilstellungen in einer Funktionskontrolle zu überprüfen.The costs are even lower when the solenoid valves V1, V2, V3 ( 1c ) are equipped without limit switches and additional restrictors R4, R5, R6 and additional pressure switches P5 are fitted to check the valve positions in a functional check.

Eine regelmäßige Funktionskontrolle des Ventils V6 der elektronischen 2von3-Auslösung im zweiten Strang kann durch Isolieren des zweiten Strangs und durch kurzzeitiges „unter Strom setzen” des Ventils V6 überprüft und von einer Warte aus mitverfolgt werden, wenn eine Drucküberwachung im zweiten Strang angeschlossen ist. Eine Druckabsenkung zeigt dann die Offen-Position von Ventil V6 an. Nach der Sperrung des zweiten Stranges mit der Umschaltvorrichtung V4, V5, V11 lässt sich auch diese Funktionskontrolle unter Wahrung der Sicherheit vor Ort mit einem einfachen, vorgegebenen Ablauf durchführen.Periodic functional check of valve V6 of the second-stream 2-D electronic trip can be checked by isolating the second train and momentarily "energizing" valve V6 and followed from a standby when pressure monitoring is connected in the second train. A pressure drop then indicates the open position of valve V6. After blocking the second line with the switching device V4, V5, V11, this functional check can also be carried out with a simple, predetermined sequence while maintaining the safety on site.

Die häufigste Störung in einer solchen Sicherheitssteuerung ist das „Hängenbleiben” von Ventilen, wenn diese über lange Betriebsperioden der Anlage in der gleichen Stellung verharren. Eine regelmäßige Funktionskontrolle während diesen Betriebsperioden verhindert weitgehend ein langsames Festsetzen und ist damit auch Voraussetzung für die Funktion eines Stranges, wenn der andere Strang beispielsweise für die Auswechslung eines defekten Ventils während dem Betrieb der Anlage isoliert werden soll.The most common failure in such a safety control is the "snagging" of valves when they remain in the same position over long periods of operation of the equipment. A regular function check during these operating periods largely prevents a slow settling and is therefore also a prerequisite for the function of a strand, if the other strand is to be isolated, for example, for the replacement of a defective valve during operation of the system.

Ganz allgemein kann aber auch ein zu schaltendes Stellglied selbst „hängenbleiben”, wenn ein Kolben oder eine Kolbenstange klemmt. Bei einem beispielsweise intern vorgesteuerten Stellglied lässt sich mit einer zusätzlichen Nadeldrossel und einem Magnetventil der Druck im Zylinder soweit absenken, dass die Feder einen Teilhub erzeugt, der über Endschalter, über eine Wegmessung oder auch nur von Auge kontrollierbar ist. Die Auslösung eines Teilhubs kann vor Ort oder von einer Warte ausgelöst werden. Eine Verringerung des vorgesehenen Teilhubs kann hier als eine sich anbahnende Störung angesehen werden und zu einer Überprüfung bei einem nächstmöglichen Stillstand der Anlage eingeplant werden.In general, however, can also be an actuator to be switched "stuck" when a piston or a piston rod jammed. In an example, internally pilot-controlled actuator can be with an additional needle throttle and a solenoid valve, the pressure in the cylinder lower enough that the spring generates a partial stroke, which is controlled by limit switches, a distance measurement or even by eye. The triggering of a partial lift can be triggered on site or from a control room. A reduction of the planned partial lift can be regarded here as an impending disturbance and be scheduled for a check at the next possible shutdown of the system.

Die vorliegende elektrohydraulische Sicherheitssteuerung kann auch mit zusätzlichen Sicherheitskriterien kombiniert werden. Für die 2von3-Abschaltung werden Kontakte der zusätzlichen Abschaltkriterien in Reihe zu den Kontakten der Drehzahlüberwachung, für die Abschaltung des Einzelventils V6 parallel geschaltet.The present electro-hydraulic safety controller can also be combined with additional safety criteria. For the 2-by-3 disconnection, contacts of the additional disconnection criteria are connected in parallel to the contacts of the speed monitoring, for the disconnection of the individual valve V6 in parallel.

Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung für Hochdruck- und für Niederdruckhydraulik anwendbar ist.It will be understood that the present invention is applicable to high pressure and low pressure hydraulics.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:The invention is described below on the basis of exemplary embodiments. Show it:

1a: schematisch ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Sicherheitssteuerung für ein hydraulisches Stellglied mit der Möglichkeit für eine Funktionskontrolle beider Stränge während des Betriebes und der Möglichkeit für das Auswechseln der den Hub einleitenden elektromagnetischen Ventile V1, V2, V3 und V6 während des Betriebs der Anlage; 1a schematically a block diagram of an electro-hydraulic safety control according to the invention for a hydraulic actuator with the possibility for a functional check of both strands during operation and the possibility for replacing the stroke introducing electromagnetic valves V1, V2, V3 and V6 during operation of the system;

1b: schematisch ein Blockschaltbild analog zu Figur 1a, bei welchem die Umschaltvorrichtung durch ein Dreistellungsventil V11 realisiert ist und die Magnetventile V1, V2, V3 nur einseitig endlagenüberwacht sind, dafür aber zusätzlich Druckwächter P1, P2, P3 zur Kontrolle der nicht stellungsüberwachten Endstellungen installiert sind; 1b schematically a block diagram analogous to FIG 1a in which the switching device is realized by a three-position valve V11 and the solenoid valves V1, V2, V3 are endlagenüberwacht only one side, but in addition pressure monitor P1, P2, P3 are installed to control the not position monitored end positions;

1c: schematisch einen hydraulischen Block wie in 1b mit einem Dreistellungsventil V11, wobei die Endlagen der Magnetventile V1, V2, V3 indirekt durch zusätzliche Druckwächter P5 und weitere Entlastungsdrosselstellen R4, R5, R6 überwacht sind; und 1c schematically a hydraulic block as in 1b with a three-position valve V11, wherein the end positions of the solenoid valves V1, V2, V3 are monitored indirectly by additional pressure monitor P5 and other relief reactors R4, R5, R6; and

2: schematisch, wie an der erfindungsgemäßen Sicherheitssteuerung in 1a, 1b oder 1c Kontrollschaltungen möglich sind. 2 : schematically, as at the safety control according to the invention in 1a . 1b or 1c Control circuits are possible.

In den Figuren sind gleiche Hinweiszeichen für gleiche Elemente verwendet.In the figures, the same reference numerals are used for the same elements.

In 1a ist die Ansteuerung von einem Schnellschlussventil 2 über ein hydraulisches Stellglied 1 gezeigt. Stellglieder 1 sind oft intern vorgesteuert um eine kurze Stellzeit zu erreichen. Im vorliegenden Beispiel 1a ist ein derartiges Stellglied 1 mit interner Vorsteuerung nur schematisch gezeigt, da die interne Vorsteuerung im Lieferumfang der Ventilhersteller liegt.In 1a is the control of a quick-closing valve 2 via a hydraulic actuator 1 shown. actuators 1 are often internally piloted to achieve a short positioning time. In the present example 1a is such an actuator 1 with internal pilot control shown only schematically, since the internal pilot control is included with the valve manufacturer.

Steueröl wird von einer Pumpe 39 einem Hydraulikblock 7a an einer Einspeisung 15 bei Systemdruck zugeführt und über Ablaufleitungen 23, 24 in einen Tank 5 zurückgeführt. Der gleiche Systemdruck wirkt über eine Drossel R2 auf einen Kolben 21 bei dem hydraulischen Stellglied 1, um eine Feder 19 vorgespannt in einer unteren Endlage zu halten. Eine Öffnung 28 an dem Kolben 21 ist von einem Differentialkolben 20, welcher dem Kolben 21 folgen kann, verschlossen. Auf die Oberseite des Differentialkolbens 20 wirkt über eine Verbindungsleitung 26 ein im Hydraulikblock 7a an einer Abzweigung 22 abgegriffener Druck. Blende R1 ist so dimensioniert, dass einerseits der Druck bei Betrieb gleich dem Systemdruck ist, bei Aktivierung der Steuerung aber sofort abfällt ohne dabei den Druck im System zu beeinflussen. Sobald dieser Druck auf einen Schnellschlussauslösedruck und tiefer abfällt, trennt sich der Differentialkolben 20 vom Kolben 21 und gibt die Öffnung 28 frei. Die Feder 19 kann nun schlagartig das Öl im Zylinder 18 über die Öffnung 28 auspressen, ohne dass zuviel Öl über die Drossel R2 nachfließt. Das in den Raum der Feder 19 ausgepresste Öl fließt über eine Ablaufleitung 25 in den Tank 5 zurück. Der von der Feder 19 ausgelöste Hub wirkt über eine Kolbenstange auf das Schnellschlussventil 2 am Einlass 27 zu einer Dampfturbine 3, welche beispielsweise über ihre Welle 4a einen Generator (nicht gezeigt) antreibt. Schnellschluss ist zum Beispiel dann notwendig, wenn ein Lastabwurf am Generator nicht genügend abgeregelt wird und Überdrehzahl, welche zur Zerstörung von Bauteilen führen kann, mittels Drehzahlüberwachung verhindert werden muss.Control oil is supplied by a pump 39 a hydraulic block 7a at an infeed 15 supplied at system pressure and via drain lines 23 . 24 in a tank 5 recycled. The same system pressure acts via a throttle R2 on a piston 21 at the hydraulic actuator 1 to a spring 19 to keep biased in a lower end position. An opening 28 on the piston 21 is from a differential piston 20 which is the piston 21 can follow, closed. On top of the differential piston 20 acts via a connection line 26 one in the hydraulic block 7a at a junction 22 worn pressure. Aperture R1 is dimensioned such that, on the one hand, the pressure during operation is equal to the system pressure, but immediately drops when the control is activated, without influencing the pressure in the system. As soon as this pressure falls to a quick release release pressure and lower, the differential piston separates 20 from the piston 21 and gives the opening 28 free. The feather 19 can now suddenly the oil in the cylinder 18 over the opening 28 squeeze out without too much oil flows through the throttle R2. That in the room of the spring 19 Squeezed oil flows through a drain line 25 in the tank 5 back. The one from the spring 19 Triggered stroke acts on the quick-acting valve via a piston rod 2 at the inlet 27 to a steam turbine 3 which, for example, about their wave 4a drives a generator (not shown). Quick closure is necessary, for example, when a load shedding on the generator is not sufficiently regulated and overspeed, which can lead to the destruction of components, must be prevented by means of speed monitoring.

Von einem Impulsgeberrad 4b auf der Welle der Dampfturbine wird mittels 3 Sensoren G1, G2, G3 die Drehzahl erfasst und in einem Steuerteil 6 von Auswerteeinheiten S1, S2, S3 auf Überschreiten einer Grenzdrehzahl überwacht. Die von den Auswerteeinheiten S1, S2, S3 generierten Grenzkontakte stehen sowohl als Schließ- wie auch als Öffnungskontakte zur Verfügung.From a pulser wheel 4b on the shaft of the steam turbine, the speed is detected by means of 3 sensors G1, G2, G3 and in a control part 6 of evaluation S1, S2, S3 monitored for exceeding a limit speed. The limit contacts generated by the evaluation units S1, S2, S3 are available both as closing contacts and as opening contacts.

Über die Kontakte der Auswerteeinheiten S1, S2, S3 wird jeweils ein hydraulisches 4/2 Wege-Magnetventil V1, V2, V3 betätigt, wobei die Endlagen der Ventile mit Endlagenschaltern 9, 10 überwacht sind und die Ventile permanent unter Strom stehen, um bei Überdrehzahl oder Drahtbruch zu öffnen.A hydraulic 4/2-way solenoid valve V1, V2, V3 is actuated via the contacts of the evaluation units S1, S2, S3, with the end positions of the valves with limit switches 9 . 10 are monitored and the valves are permanently energized to open at overspeed or wire breakage.

Die Ventile V1, V2, V3 sind in einem Hydraulikblock 7a untergebracht und zu einer 2von3-Auswahl hydraulisch in einem ersten Strang 16b zusammengeschaltet, um im Falle einer 2von3-Auslösung mittels Druckabsenkung im ersten Strang 16a und in der Verbindungsleitung 26 das Stellglied 1 federbetätigt zu verstellen. Eine Drucksenkung ist deswegen möglich, weil vor der Abzweigung 22 in dem ersten Strang 16a und einem zweiten Strang 17a eine Drossel R1 angebracht ist, die einerseits mit Sicherheit so viel Flüssigkeit durchlässt, dass alle Leckagen in beiden Strängen abgedeckt sind, die aber andererseits mit ihrem Widerstand dafür sorgt, dass der Druck im ersten Strang 16a, 16b wirklich abfällt, wenn zwei der Magnetventile V1, V2, V3 offen sind, oder der Druck im zweiten Strang 17a, 17b wirklich abfällt, wenn Magnetventil V6 offen ist.The valves V1, V2, V3 are in a hydraulic block 7a housed and delivered to a 2-by-3 selection hydraulically in a first strand 16b connected in the event of a 2von3 release by means of pressure reduction in the first strand 16a and in the connection line 26 the actuator 1 adjusted by spring. A reduction in pressure is therefore possible because before the diversion 22 in the first strand 16a and a second strand 17a a throttle R1 is attached, on the one hand with certainty so much fluid through that all leaks in both strands are covered, but on the other hand, with its resistance ensures that the pressure in the first strand 16a . 16b really drops when two of the solenoid valves V1, V2, V3 are open, or the pressure in the second strand 17a . 17b really drops when solenoid valve V6 is open.

Von den Kontakten der Auswertungen S1, S2, S3 findet elektronisch eine 2von3-Auswertung 8 statt, welche bei Überdrehzahl ein 2/2-Wege-Magnetventil V6 mit Strom ansteuert und öffnet, wobei letzteres in dem zweiten Strang 17b angeordnet ist, der ebenfalls hinter der Drossel R1 abzweigt, um analog mittels Druckabsenkung das Stellglied 1 federbetätigt zu verstellen. Auf diese Weise sind sowohl eine elektrische als auch eine hydraulische 2von3-Auswahl vorhanden, die unabhängig voneinander auf das Stellglied 1 einwirken. Die sicherheitstechnischen Aspekte für eine elektronische 2von3-Auswahl sind in der Norm DIN EN 6261 , VDE 0113-50 aufgeführt.Of the contacts of the evaluations S1, S2, S3 electronically finds a 2von3 evaluation 8th instead, which drives a 2/2-way solenoid valve V6 with current at overspeed and opens, the latter in the second strand 17b is arranged, which also branches off behind the throttle R1, to analog by means of pressure reduction, the actuator 1 adjusted by spring. In this way, both an electric and a hydraulic 2von3 selection are present, which independently of each other on the actuator 1 act. The safety aspects for a 2von3 electronic selection are in the Standard DIN EN 6261 . VDE 0113-50 listed.

Im ersten Strang 16a, 16b und im zweiten Strang 17a, 17b sind Sperrventile V4, V5 in Form von zueinander verriegelbaren, manuell zu betätigenden Kugelhähnen eingebaut. Eine mechanische Verriegelung 11, 12 lässt jedoch nur zu, dass einer der beiden Kugelhähne aus einer gemeinsamen Offen-Position geschlossen werden kann. Im vorliegenden Fall wird die Verriegelung durch sich gegenseitig durchdringenden Kreisscheiben 11, 12 erreicht, die jeweils eine Aussparung 37 in der Größe der gegenseitigen Durchdringung aufweisen. Die Endlagen der Kugelhähne V4, V5 sind mit Schaltern 13, 14 zur Fernüberwachung angezeigt. Für die Wartung der gezeigten Anlage ergeben sich verschiedene Vorteile. Zunächst kann während des Betriebes ein Defekt wie Drahtbruch oder defekte Spule an einzelnen Magnetventilen V1, V2, V3 sofort festgestellt und angezeigt werden, wenn die Endlage nicht mit dem Sollzustand übereinstimmt. Im Weiteren kann während des Betriebes jederzeit eine vollständig simulierte Funktionskontrolle aller 2von3-Auswahlmöglichkeiten für die Magnetventile durchgeführt werden, was einerseits das Feststellen von „Hängenbleiben” eines Ventils einschließt und andererseits durch regelmäßig simulierte Betätigung Ablagerungen in den Dichtspalten verhindert.In the first strand 16a . 16b and in the second strand 17a . 17b Block valves V4, V5 are installed in the form of mutually lockable, manually operated ball valves. A mechanical lock 11 . 12 however, only allows one of the two ball valves to be closed from a common open position can be. In the present case, the lock is made by interpenetrating circular discs 11 . 12 achieved, each having a recess 37 having the size of the interpenetration. The end positions of the ball valves V4, V5 are with switches 13 . 14 displayed for remote monitoring. For the maintenance of the system shown, there are several advantages. First, during operation, a defect such as broken wire or defective coil on individual solenoid valves V1, V2, V3 can be detected and displayed immediately if the end position does not match the desired state. Furthermore, a completely simulated function control of all 2von3 selection options for the solenoid valves can be carried out at any time during operation, which on the one hand includes the detection of "sticking" of a valve and on the other hand prevented by regularly simulated actuation deposits in the sealing gaps.

Während des Betriebes können die Nadelventile V7, V8 offen bleiben, da sie nur geringe Mengen durchlassen und den Druck an der Abzweigung 22 nur marginal beeinflussen.During operation, the needle valves V7, V8 can remain open because they allow only small quantities and the pressure at the branch 22 only marginally influence.

Bei geöffnetem Ventil V7 kann im ersten Strang 16b, unter der Voraussetzung dass dieser durch das Ventil V4 (1a) oder V11 (1b und 1c) abgeriegelt ist, bei laufender Anlage eine beliebige hydraulische 2von3-Auswahl unter Systemdruck simuliert und sichtbar gemacht werden.When the valve V7 is open can in the first strand 16b provided that it passes through valve V4 ( 1a ) or V11 ( 1b and 1c ), while the system is running, any hydraulic 2-by-3 selection under system pressure can be simulated and visualized.

Bei geöffnetem Ventil V8 kann im zweiten Strang 17b, unter der Voraussetzung dass dieser durch das Ventil V5 (1a) oder V11 (1b und 1c) abgeriegelt ist, bei laufender Anlage eine Funktionskontrolle des Ventils V6 bei Systemdruck simuliert und über eine Drucküberwachung P4 sichtbar gemacht werden, indem man das Ventil V6 unter Strom setzt. Die Nadelventile V7, V8 müssen geschlossen sein, wenn bei laufender Anlage am entsprechenden Strang Komponenten wie Ventile oder Druckwächter ausgewechselt werden. Eine Funktionskontrolle des ersten Stranges 16a, 16b gemäß 1a kann in Einzelschritten vorgenommen werden, wobei immer nur eines der Ventile V1, V2, V3 geschaltet wird. Sollstellung Endlage Auswahl V1 V2 V3 V1 V2 V3 geschl. geschl. geschl. zu zu zu 0 von 3 offen geschl. geschl. auf zu zu 1 von 3 offen offen geschl. auf auf zu 2 von 3 geschl. offen geschl. zu auf zu 1 von 3 geschl. offen offen zu auf auf 2 von 3 geschl. geschl. offen zu zu auf 1 von 3 offen geschl. offen auf zu auf 2 von 3 offen offen offen auf auf auf 3 von 3 When the valve V8 is open can in the second strand 17b provided that this is controlled by valve V5 ( 1a ) or V11 ( 1b and 1c ) is simulated while the system is running, a function check of the valve V6 at system pressure simulated and visualized by a pressure monitor P4 by the valve V6 is energized. The needle valves V7, V8 must be closed if components such as valves or pressure switches are replaced while the system is running on the corresponding line. A functional check of the first strand 16a . 16b according to 1a can be made in individual steps, with only one of the valves V1, V2, V3 is always switched. debit position end position selection V1 V2 V3 V1 V2 V3 Closed. Closed. Closed. to to to 0 out of 3 open Closed. Closed. on to to 1 of 3 open open Closed. on on to 2 of 3 Closed. open Closed. to on to 1 of 3 Closed. open open to on on 2 of 3 Closed. Closed. open to to on 1 of 3 open Closed. open on to on 2 of 3 open open open on on on 3 of 3

Im Beispiel der 1b ist lediglich der Hydraulikblock 7b gegenüber dem Hydraulikblock 7a in 1a abgeändert. Im Hydraulikblock 7b ist die Drossel R1 ebenfalls so ausgelegt, dass schon die Abströmmenge von nur 2 der Ventile V1, V2, V3 und durch das 3-Stellungsventil V11 eine ausreichende Drucksenkung im ersten Strang 16a und in der Verbindungsleitung 26 bewirkt. Das Gleiche gilt für eine ausreichende Drucksenkung im zweiten Strang 17a, 17b für die Durchflussmenge der Ventile V6 und V11 im geöffneten Zustand. Das 3-Stellungsventil V11 ersetzt die beiden mechanisch gegeneinander verriegelten Kugelhähne V4 und V5 in 1a. Das Ventil V11 ist so aufgebaut, dass in einer neutralen Mittelstellung der Zugang zu beiden Strängen 16b, 17b offen ist, während jeweils in einer Endlage ein Strang offen bleibt und der andere Strang gesperrt ist. Die Endlagen für eine Sperrung sind mit Endschaltern 13, 14 überwacht. Außerdem sind Druckwächter P1 vor dem Magnetventilventil V1 und Druckwächter P2, P3 an den beiden Austrittsleitungen von Magnetventil V1 angebracht.In the example of 1b is only the hydraulic block 7b opposite the hydraulic block 7a in 1a amended. In the hydraulic block 7b the throttle R1 is also designed so that even the outflow of only 2 of the valves V1, V2, V3 and by the 3-position valve V11 sufficient pressure reduction in the first strand 16a and in the connection line 26 causes. The same applies to a sufficient pressure reduction in the second strand 17a . 17b for the flow rate of valves V6 and V11 in the open state. The 3-position valve V11 replaces the two mechanically interlocked ball valves V4 and V5 in 1a , The valve V11 is constructed so that in a neutral center position access to both strands 16b . 17b is open, while one strand remains open in one end position and the other strand is locked. The end positions for blocking are with limit switches 13 . 14 supervised. In addition, pressure switches P1 are installed in front of the solenoid valve V1 and pressure switches P2, P3 on the two outlet lines of solenoid valve V1.

Eine Funktionskontrolle des ersten Stranges 16a, 16b gemäß 1b kann in Einzelschritten vorgenommen werden, wobei die nicht mit Endschaltern überwachten „Geschlossen-Positionen” durch die Kombination der an den Druckwächtern angezeigten Werte ersichtlich sind und ausgewertet werden können. Sollstellung/Endlage (Endl.) Druckanzeige Auswahl V1/Endl. V2/Endl. V3/Endl. P1 P2 P3 aktiv aktiv aktiv hoch* unbestimmt unbestimmt 0 von 3 inaktiv/auf* aktiv aktiv hoch hoch* hoch* 1 von 3 inaktiv/auf* inaktiv/auf* aktiv tief tief tief 2 von 3 aktiv inaktiv/auf* aktiv hoch* tief* unbestimmt 1 von 3 aktiv inaktiv/auf* inaktiv/auf* tief tief tief 2 von 3 aktiv aktiv inaktiv/auf* hoch* unbestimmt hoch* 1 von 3 inaktiv/auf* aktiv inaktiv/auf* tief tief tief 2 von 3 inaktiv/auf* inaktiv/auf* inaktiv/auf* tief tief tief 3 von 3 A functional check of the first strand 16a . 16b according to 1b This can be done in single steps, whereby the "closed positions", which are not monitored with limit switches, are visible and can be evaluated by the combination of the values displayed on the pressure switches. Debit position / end position (Endl.) pressure indicator selection V1 / Endl. V2 / Endl. V3 / Endl. P1 P2 P3 active active active high* undetermined undetermined 0 out of 3 inactive / to * active active high high* high* 1 of 3 inactive / to * inactive / to * active deep deep deep 2 of 3 active inactive / to * active high* deep* undetermined 1 of 3 active inactive / to * inactive / to * deep deep deep 2 of 3 active active inactive / to * high* undetermined high* 1 of 3 inactive / to * active inactive / to * deep deep deep 2 of 3 inactive / to * inactive / to * inactive / to * deep deep deep 3 of 3

Für eine Anordnung mit einseitig überwachten Endlagen der Magnetventile V1, V2, V3 gemäß 1b ist die Schaltfolge so gewählt, dass pro Schritt immer nur ein Ventil geschaltet wird, um Funktionsstörungen genauer einzugrenzen, da erst die Druckwächter P1, P2, P3 eine Aussage über die nicht überwachten Stellungen der anderen beiden Ventile erlauben. Dabei sind pro Folgeschritt die mit Stern (*) gekennzeichneten Druckwerte und Endlagenanzeigen für eine Auswertung zu berücksichtigen:

  • • Gestartet wird aus einer Null-Lage, in der die Magnetventile geschlossen sind.
  • • Wenn im ersten Schritt P2 und P3 „hoch” anzeigen, dann müssen die nicht mit Endschaltern überwachten Positionen der Magnetventile V2 und V3 die Funktion „geschlossen” erfüllen.
  • • Wenn im dritten Schritt P1 „hoch” und P2 „tief” anzeigen, dann müssen die nicht mit Endschaltern überwachten Positionen der Magnetventile V1 und V3 die Funktion „geschlossen” erfüllen.
  • • Wenn im fünften Schritt P1 „hoch” und P3 „tief” anzeigen, dann müssen die nicht mit Endschaltern überwachten Positionen der Magnetventile V1 und V2 die Funktion „geschlossen” erfüllen.
For an arrangement with one-sided monitored end positions of the solenoid valves V1, V2, V3 according to 1b the switching sequence is selected such that only one valve is switched per step in order to limit malfunctions more precisely, since only the pressure monitors P1, P2, P3 allow a statement about the unmonitored positions of the other two valves. For each subsequent step, the pressure values and end position displays marked with an asterisk (*) must be taken into consideration for an evaluation:
  • • Starting is from a zero position, in which the solenoid valves are closed.
  • • If P2 and P3 indicate "high" in the first step, the positions of solenoid valves V2 and V3, which are not monitored by limit switches, must fulfill the "closed" function.
  • • If in step P1 "high" and P2 indicate "low" then the positions of solenoid valves V1 and V3, which are not monitored by limit switches, must fulfill the function "closed".
  • • If, in the fifth step P1, "high" and P3 indicate "low", then the positions of the solenoid valves V1 and V2, which are not monitored by limit switches, must fulfill the "closed" function.

Das heißt, auch eine kostengünstigere Variante für die Magnetventile gemäß 1b erfüllt die Bedingung einer vollständigen Funktionskontrolle, wenn man drei zusätzliche Druckwächter P1, P2, P3 installiert und die Simulation, wie gezeigt, in Einzelschritte aufteilt. Die Funktion der 2von3-Auswahl wird immer noch mit Endschaltern 9 aufgezeigt.That is, also a cheaper version for the solenoid valves according to 1b Fulfills the condition of full function control by installing three additional pressure monitors P1, P2, P3 and dividing the simulation into individual steps as shown. The function of the 2-by-3 selection is still using limit switches 9 demonstrated.

Das Ventil V11 ist in einer ersten Ausführungsform handbetätigt 30 vor Ort und mit einem Schlüsselschalter 33 in der neutralen Mittelstellung gesichert, damit nur autorisiertes Personal die Sperrung eines Stranges 16a, 17a durch eine Umstellung von Hand am Ventil V11 vornehmen kann. Das Ventil V11 ist so aufgebaut, dass bei einer Umschaltung zur Sperrung eines Stranges der andere Strang zwangsläufig offen ist. Eine Magnetbetätigung 31 für Funktionskontrollen ist denkbar. Diese hängt jedoch vom Konzept und der Sicherheit der Gesamtsteuerung ab.The valve V11 is manually operated in a first embodiment 30 on site and with a key switch 33 secured in the neutral middle position so that only authorized personnel can block a strand 16a . 17a by making a change by hand on valve V11. The valve V11 is constructed so that when switching to block a strand of the other strand is inevitably open. A magnetic operation 31 for functional checks is conceivable. However, this depends on the concept and safety of the overall control.

Es ist aber auch möglich die Überwachung der Ventilfunktionen der Magnetventile V1, V2, V3 im ersten Strang 16b ohne Endlagenschalter durchzuführen. In 1c sind die Magnetventile V1, V2, V3 ohne Endlagenüberwachung ausgeführt. Die Endlagen werden hier indirekt in einer Schaltfolge überwacht. Dafür sind gegenüber 1b zusätzliche Drosselstellen R4, R5, R6 mit kleinem Durchsatz und ein Druckwächter P5 angebracht. Die Drosselstelle R5 überbrückt einen Eingang des Magnetventils V2 zur Ablaufleitung 23 und die Drosselstelle R6 überbrückt einen Eingang des Magnetventils V3 zur Ablaufleitung 23. Außerdem ist der Ausgang des Ventils V1, welcher auf einen Eingang des Ventils V3 geschaltet ist, mit einer Drosselstelle R6 zum Eingang des Ventils V1 verbunden. Wenn Magnetventil V1 und V2 geschlossen sind, fällt der Druck bei P2 auf Null ab. Wenn Ventil V2 und V3 geschlossen sind, fällt der Druck bei P6 auf Null ab. Die Druckanzeige bei P3 wird immer „hoch” anzeigen, solange die Ventile V1 und V3 geschlossen sind. Sollstellung Druckanzeige Auswahl V1 V2 V3 P1 P2 P3 P5 geschl. geschl. geschl. hoch tief hoch tief 0 von 3 offen geschl. geschl. hoch hoch hoch tief 1 von 3 offen offen geschl. tief tief hoch hoch 2 von 3 geschl. offen geschl. hoch tief hoch hoch 1 von 3 geschl. offen offen tief tief tief tief 2 von 3 geschl. geschl. offen hoch tief tief tief 1 von 3 offen geschl. offen tief tief tief tief 2 von 3 offen offen offen tief tief tief tief 3 von 3 But it is also possible to monitor the valve functions of the solenoid valves V1, V2, V3 in the first strand 16b without limit switch. In 1c are the solenoid valves V1, V2, V3 executed without end position monitoring. The end positions are monitored indirectly in a switching sequence. For that are opposite 1b additional restrictors R4, R5, R6 with small flow rate and a pressure switch P5 attached. The throttle point R5 bridges an input of the solenoid valve V2 to the drain line 23 and the throttle point R6 bridges an input of the solenoid valve V3 to the drain line 23 , In addition, the output of the valve V1, which is connected to an input of the valve V3, connected to a throttle point R6 to the input of the valve V1. When solenoid valves V1 and V2 are closed, the pressure at P2 drops to zero. When valves V2 and V3 are closed, the pressure at P6 drops to zero. The pressure reading at P3 will always be "high" as long as valves V1 and V3 are closed. debit position pressure indicator selection V1 V2 V3 P1 P2 P3 P5 Closed. Closed. Closed. high deep high deep 0 out of 3 open Closed. Closed. high high high deep 1 of 3 open open Closed. deep deep high high 2 of 3 Closed. open Closed. high deep high high 1 of 3 Closed. open open deep deep deep deep 2 of 3 Closed. Closed. open high deep deep deep 1 of 3 open Closed. open deep deep deep deep 2 of 3 open open open deep deep deep deep 3 of 3

Es versteht sich, dass beispielsweise die Drosselstelle R4 einen so kleinen Durchsatz hat, dass der Druck P1 nicht merkbar abfällt, wenn bei einer 1 von 3 Auswahl das Magnetventil V3 offen und die Magnetventile V1 und V2 geschlossen sind. Dies wird beispielsweise erreicht, wenn die Drosselstellen R4, R5, R6 aus Blenden mit einem Durchmesser von 0,5 mm bestehen und die Drossel R1 als Blende einen Durchmesser von 6 bis 7 mm aufweist. Es ergibt sich hier ebenso eine Abfolge von Prüfschritten, bei denen immer nur ein Ventil geschaltet wird, während die zu erreichende Sollstellung an der Kombination der Druckanzeigen P1, P2, P3, P5 kontrollierbar ist.It is understood that, for example, the throttle point R4 has such a small throughput that the pressure P1 does not noticeably drop when, in a 1 of 3 selection, the solenoid valve V3 is open and the solenoid valves V1 and V2 are closed. This is achieved, for example, if the throttle points R4, R5, R6 consist of diaphragms with a diameter of 0.5 mm and the throttle R1 as a diaphragm has a diameter of 6 to 7 mm. This also results in a sequence of test steps in which only one valve is always switched, while the target position to be reached on the combination of the pressure displays P1, P2, P3, P5 can be controlled.

In den 1a, 1b, 1c sind die Druckwächter P1, P2, P3, P4, P5 als Druckwandler dargestellt, die ein Drucksignal als analoges Stromsignal, beispielsweise im Bereich zwischen 4 und 20 mA weitergeben und eine Auswertung in einer lokalen Steuerung oder einer Warte ermöglichen. Ebenso sind natürlich die Endschalter 9, 10, 13, 14 mit einer Steuerung (hier nicht gezeigt) zur Auswertung verbunden.In the 1a . 1b . 1c the pressure monitors P1, P2, P3, P4, P5 are shown as pressure transducers, which pass on a pressure signal as an analog current signal, for example in the range between 4 and 20 mA and enable an evaluation in a local control or a control room. Likewise, of course, the limit switches 9 . 10 . 13 . 14 connected to a controller (not shown here) for evaluation.

Eine Funktionskontrolle des zweiten Stranges 17a, 17b ist für die Beispiele von Figuren 1a, 1b und 1c gleich durchführbar.A functional check of the second strand 17a . 17b is for the examples of figures 1a . 1b and 1c equally feasible.

In einem ersten Schritt wird der Strang 17b mit dem Ventil V5 respektive mit dem Ventil V11 isoliert, wobei die Ventilstellung mit dem Endschalter 14 überprüfbar ist. Das Nadelventil V8 bleibt geöffnet, damit keine Druckabsenkung wegen Leckage entsteht. In einem zweiten Schritt wird das Elektromagnetventil V6 mit Strom angesteuert (Taste T4 in 2) und geöffnet, wobei zur Kontrolle für die Öffnung der Druck in der Drucküberwachung P4 abfallen muss. In einem dritten Schritt wird das Ventil V6 durch Wegnehmen des Teststroms wieder geschlossen, wobei zur Kontrolle der Druck an der Drucküberwachung P4 wieder dem Systemdruck entsprechen muss. Falls am Ventil V6 ein Defekt festgestellt wird der eine Auswechslung erfordert, wird das Nadelventil V8 geschlossen, die Auswechslung wird vorgenommen und das Nadelventil V8 wird geöffnet, damit der Strang wieder befüllt ist.In a first step, the strand becomes 17b isolated with the valve V5 or with the valve V11, the valve position with the limit switch 14 is verifiable. The needle valve V8 remains open so that there is no pressure drop due to leakage. In a second step, the solenoid valve V6 is energized (key T4 in FIG 2 ) and opened, with the control for the opening of the pressure in the pressure monitor P4 must drop. In a third step, the valve V6 is closed again by removing the test current, wherein the control pressure of the pressure monitor P4 must again correspond to the system pressure. If a defect is detected at the valve V6 which requires a replacement, the needle valve V8 is closed, the replacement is made and the needle valve V8 is opened, so that the strand is refilled.

In 2 ist gezeigt, wie die Steuerung 6 durch eine Funktionskontrolle 6a ergänzt werden kann. Über eine Stromversorgung mit +24 Volt können die Ventile V1, V2, V3, V6 betätigt werden. Mit der Drehzahlüberwachung 6 werden die Öffnerkontakte K1, K2, K3 für den ersten Strang und der Schließkontakt K4 für den zweiten Strang angesteuert. In der Mittelstellung der Umschaltvorrichtung V11 sind die Tasten T1, T2, T3, T4 unwirksam. Die Tasten T1, T2, T3 könnten ebenfalls einen Stromunterbruch über Öffnerkontakte L1, L2, L3 für die Elektromagnetventile V1, V2, V3 bewirken und würden eine echte Abschaltung auslösen. Sie dürfen daher nur wirksam werden, solange der erste Strang 16b über die Umschaltvorrichtung V4 oder V11 in deren Endlage 13 verriegelt und gesperrt ist. Analog ist die Taste T4 mit Schließkontakt L4 durch die Umschaltvorrichtung V5 oder V11 in ihrer Funktion für den zweiten Strang 17b und das Elektromagnetventil V6 nur wirksam, solange der zweite Strang 17b, in der Endlage 14 des Ventils V5 oder V11 gesperrt und verriegelt ist.In 2 is shown as the controller 6 through a functional check 6a can be supplemented. The valves V1, V2, V3, V6 can be operated via a +24 volt power supply. With the speed monitoring 6 the NC contacts K1, K2, K3 for the first strand and the closing contact K4 for the second strand are activated. In the middle position of the switching device V11, the keys T1, T2, T3, T4 are ineffective. The keys T1, T2, T3 could also cause a power failure via normally closed contacts L1, L2, L3 for the solenoid valves V1, V2, V3 and would trigger a true shutdown. They may therefore only be effective as long as the first strand 16b via the switching device V4 or V11 in its end position 13 is locked and locked. Similarly, the key T4 with closing contact L4 through the switching device V5 or V11 in its function for the second strand 17b and the solenoid valve V6 only effective as long as the second strand 17b , in the final position 14 valve V5 or V11 is locked and locked.

Der Ablauf der Funktionskontrollen kann von Hand mit den Tasten T1, T2, T3 für den ersten Strang 16b und mit der Taste T4 für den zweiten Strang 17b erfolgen. Wesentlich ist, dass die überwachten Endlagen der Ventile V1, V2, V3 und die Druckanzeigen P1, P2, P3 und P4 sowie die Sperrstellungen 13 und 14 gleichzeitig kontrolliert werden können. Das heißt, mit etwas Mehraufwand in der Steuerung lassen sich die Folgeschritte einer Funktionskontrolle auch in einer Warte protokollieren und/oder in der jeweiligen Sperrstellung automatisieren.The sequence of functional checks can be done manually with the keys T1, T2, T3 for the first strand 16b and with the T4 key for the second strand 17b respectively. It is essential that the monitored end positions of the valves V1, V2, V3 and the pressure displays P1, P2, P3 and P4 and the blocking positions 13 and 14 be controlled at the same time. In other words, with a little extra effort in the control, the subsequent steps of a function check can also be logged in a control room and / or automated in the respective blocking position.

An einem Stellglied 1 gemäß 1a und 1b ist ganz generell, also auch ohne eine 2von3-Auswahl, eine sicherheitstechnische Verbesserung möglich, die eine Funktionskontrolle mittels Teilhub ermöglicht. Dazu besitzt der Zylinder 18 eine Abgangsleitung 29, die auf einen Hydraulikblock 32 mit einer einstellbaren Nadeldrossel R3 und mit einem nachgeschalteten Sperrventil V9 führt. Die Nadeldrossel R3 wird beispielsweise bei der Inbetriebsetzung so eingestellt, dass der Druck auf den Kolben 21 um etwa 5% bis 10% unter Schließdruck abfällt und die Feder 19 den Kolben um einen entsprechenden Betrag verschiebt. Dies erlaubt eine sporadische Funktionskontrolle von Stellglied 1 während des Betriebes. Falls das Stellglied 1 über eine analoge Positionskontrolle verfügt, lassen sich Veränderungen wie beispielsweise erhöhte Reibung im Dichtspalt des Kolbens 21 wegen ausgefällten Ölprodukten oder eine klemmende Kolbenstange während des Betriebes an der mangelnden Verschiebung des Kolbens 21 feststellen. Ermöglicht wird ein solcher Test beispielsweise bei einem Schnellschlussventil 2 dadurch, dass dieses Bestandteil einer Sicherheitskette ist und dass die eigentliche Festlegung der Durchflussmenge durch eine Regelung passiert, welche die Veränderung der Durchflussmenge kompensiert, die durch einen Teilhub des Schnellschlussventils 1 entstehen würde. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Teilhub am Stellorgan 2 auf eine für die Schließung unwirksame Vorlaufstrecke zu beschränken.On an actuator 1 according to 1a and 1b is quite generally, so even without a 2von3 selection, a safety improvement possible, which allows a functional check by means of partial stroke. The cylinder has this 18 a departure line 29 on a hydraulic block 32 with an adjustable needle throttle R3 and with a downstream shut-off valve V9 leads. The needle throttle R3 is set, for example during commissioning, so that the pressure on the piston 21 drops by about 5% to 10% under closing pressure and the spring 19 shifts the piston by a corresponding amount. This allows a sporadic function control of actuator 1 during operation. If the actuator 1 has an analog position control, can be changes such as increased friction in the sealing gap of the piston 21 due to precipitated oil products or a clamping piston rod during operation due to the lack of displacement of the piston 21 determine. Such a test is made possible, for example, with a quick-closing valve 2 in that this is part of a safety chain and that the actual determination of the flow rate passes through a control, which compensates for the change in the flow rate, by a partial lift of the quick-closing valve 1 would arise. Another possibility is the partial stroke on the actuator 2 to restrict to an ineffective for the closure flow line.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
hydraulisches Stellgliedhydraulic actuator
22
Stellorganactuator
33
Dampfturbinesteam turbine
4a4a
Wellewave
4b4b
Impulsgeberradimpulse generator
55
Tanktank
66
Steuerteilcontrol part
6a6a
Funktionskontrollefunction control
7a, 7b7a, 7b
Hydraulikblockhydraulic block
88th
Elektronische 2von3-AuswahlElectronic 2 of 3 selection
99
EndlagenüberwachungEnd position
1010
EndlagenüberwachungEnd position
1111
mechanische Verriegelungmechanical locking
1212
mechanische Verriegelungmechanical locking
1313
EndlagenüberwachungEnd position
1414
EndlagenüberwachungEnd position
1515
Einspeisungfeed
16a, 16b16a, 16b
erster Strangfirst strand
17a, 17b17a, 17b
zweiter Strangsecond strand
1818
Zylindercylinder
1919
Federfeather
2020
Differentialkolbendifferential piston
2121
Kolbenpiston
2222
Abzweigungdiversion
2323
Ablaufleitungdrain line
2424
Ablaufleitungdrain line
2626
Verbindungsleitungconnecting line
2727
Einlassinlet
2828
Öffnungopening
2929
Ablaufleitungdrain line
3030
Handbetätigungmanual operation
3131
Magnetbetätigungsolenoid Operated
3232
TeilhubeinrichtungPart lifting device
3333
Schlüsselschalterkey switch
3636
DurchflussrichtungFlow direction
3737
Aussparungrecess
3939
Pumpepump
4141
Belüftungsventileventilation valves
G1; G2; G3G1; G2; G3
Sensorensensors
K1; K2; K3K1; K2; K3
Öffner-KontakteNC contacts
K4K4
Schließ-KontaktClosing contact
L1; L2; L3L1; L2; L3
Öffner-KontakteNC contacts
L4L4
Schließkontaktmake contact
P1; ...; P5P1; ...; P5
Drucküberwachungpressure monitoring
R1; ...; R6R1; ...; R6
Drosselthrottle
S1; S2; S3S1; S2; S3
AuswerteeinheitenProcessors
T1; ...; T4T1; ...; T4
TastenKeys
V1V1
4/2-Wege-Magnetventil4/2-way solenoid valve
V2V2
4/2-Wege-Magnetventil4/2-way solenoid valve
V3V3
4/2-Wege-Magnetventil4/2-way solenoid valve
V4V4
Sperrventil, Kugelhahn zu UmschaltvorrichtungShut-off valve, ball valve to switching device
V5V5
Sperrventil, Kugelhahn zu UmschaltvorrichtungShut-off valve, ball valve to switching device
V6V6
2/2-Wege-Magnetventil2/2-way solenoid valve
V7 V7
Nadelventilneedle valve
V8V8
Nadelventilneedle valve
V9V9
2/2-Wege-Magnetventil2/2-way solenoid valve
V11V11
3-Stellungsventil zu Umschaltvorrichtung3-position valve to switching device

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 4330038 A1 [0005] DE 4330038 A1 [0005]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Norm DIN EN 6261 [0027] Standard DIN EN 6261 [0027]
  • VDE 0113-50 [0027] VDE 0113-50 [0027]

Claims (11)

Elektrohydraulische Sicherheitssteuerung, welche bei einem hydraulischen Stellorgan (2) eine Endlage wechselt, mit einem mindestens durch drei Sensoren G1, G2, G3 redundant überwachten Sicherheitskriterium, das in einer 2von3-Auswahl überwacht ist, welche im Falle einer Aktivierung auf ein hydraulisches Stellglied (1) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren G1, G2, G3 zum einen unabhängig voneinander über Auswerteeinheiten S1, S2, S3 auf Magnetventile V1, V2, V3 wirken, welche in einer hydraulischen 2von3-Auswahl zusammengeschaltet sind und bei Stromabfall öffnen und einen ersten Strang (16a, 16b) zu einem drucklosen Tank (5) durchschalten, um über Verbindungsleitungen (26) zu dem Stellglied (1) durch Druckabsenkung einen Kolben (21) für seine Betätigung durch eine Feder (19) freizugeben, dass im Weiteren die Auswerteeinheiten S1, S2, S3 zu einer elektronischen 2von3-Auswahl (81) zusammengeschaltet sind, welche im Fall der Aktivierung ein Magnetventil V6 in einem zweiten Strang (17a, 17b) zum Öffnen mit Strom ansteuert, um ebenfalls über den zweiten Strang (17a, 17b) zu dem drucklosen Tank (5) durchzuschalten und über einen daraus resultierenden Druckabfall in den Verbindungsleitungen (26) das Stellglied (1) zu betätigen, und dass im Weiteren während des Betriebes wahlweise der erste Strang (16b) oder der zweite Strang (17b) jeweils durch eine Umschalteinrichtung V4, V5, V11 von der Verbindungsleitung (26) trennbar ist, um im abgesperrten Strang Funktionskontrollen und/oder ein komplettes Auswechseln von Ventilen zu ermöglichen, wobei die Sperrung zum ersten Strang (16b) durch ein Nadelventil V7 und die Sperrung zum zweiten Strang (17b) durch ein Nadelventil V8 überbrückbar ist, und wobei die Nadelventile vor einer ersten Drossel R1 bei Systemdruck vom Steuerölsystem abzweigen und während Funktionskontrollen und Abschaltungen offen bleiben, hingegen für Reparaturen am jeweiligen Strang (16b, 17b) schließbar sind, um diesen nach einer Reparatur wieder auf Systemdruck zu befüllen, bevor die zugehörige Umschaltung auf Sperrung aufgehoben ist.Electrohydraulic safety control, which in the case of a hydraulic actuator ( 2 ) changes an end position, with a redundantly monitored by at least three sensors G1, G2, G3 safety criterion, which is monitored in a 2von3 selection, which in case of activation to a hydraulic actuator ( 1 ), characterized in that the sensors G1, G2, G3 act independently of one another via evaluation units S1, S2, S3 on solenoid valves V1, V2, V3, which are interconnected in a hydraulic 2von3 selection and open when power drops and a first Strand ( 16a . 16b ) to a pressureless tank ( 5 ) to connect via connecting cables ( 26 ) to the actuator ( 1 ) by lowering the pressure of a piston ( 21 ) for its operation by a spring ( 19 ), that in the further evaluation units S1, S2, S3 to an electronic 2von3 selection ( 81 ), which in the case of activation, a solenoid valve V6 in a second strand ( 17a . 17b ) is energized to open so as to also pass through the second strand ( 17a . 17b ) to the pressureless tank ( 5 ) and via a resulting pressure drop in the connecting lines ( 26 ) the actuator ( 1 ), and that during operation, optionally, the first strand ( 16b ) or the second strand ( 17b ) in each case by a switching device V4, V5, V11 of the connecting line ( 26 ) is separable in order to allow functional checks and / or a complete replacement of valves in the corded off, the blocking to the first strand ( 16b ) through a needle valve V7 and the blocking to the second strand ( 17b ) can be bridged by a needle valve V8, and wherein the needle valves before a first throttle R1 branch off at system pressure from the control oil system and remain open during functional checks and shutdowns, however, for repairs to the respective strand ( 16b . 17b ) are closed in order to fill this back to system pressure after a repair, before the associated switch to blocking is canceled. Elektrohydraulische Sicherheitssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stränge (16b, 17b) so gegeneinander verriegelt sind, dass die Ventile V4, V5 und V11 aus einer Offen-Position für beide Stränge jeweils nur einen Strang absperren und gleichzeitig den anderen Strang in der Offen-Position blockieren.Electrohydraulic safety controller according to claim 1, characterized in that the two strands ( 16b . 17b ) are locked against each other so that the valves V4, V5 and V11 shut off from an open position for both strands only one strand and at the same time block the other strand in the open position. Elektrohydraulische Sicherheitssteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelung der beiden Stränge (16b, 17b) durch die Ventile V4, V5 und V11 zwangsweise mechanisch erfolgt.Electrohydraulic safety controller according to claim 2, characterized in that the locking of the two strands ( 16b . 17b ) Forcibly mechanically through the valves V4, V5 and V11. Elektrohydraulische Sicherheitssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Magnetventile V1, V2, V3 beidseitig stellungsüberwacht sind oder eine Stellungsrückmeldung aufweisen, um ein „Hängenbleiben” auch in Zwischenstellungen zu detektieren.Electrohydraulic safety controller according to one of claims 1 to 3, characterized in that solenoid valves V1, V2, V3 are position monitored on both sides or have a position feedback to detect a "snagging" in intermediate positions. Elektrohydraulische Sicherheitssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetventile V1, V2, V3 einseitig stellungsüberwacht sind und dass im ersten Strang (16b) Druckwächter P1, P2, P3 angebracht sind, welche eine Aussage über die nicht stellungsüberwachten Endstellungen der Magnetventile V1, V2, V3 ermöglichen.Electrohydraulic safety controller according to one of claims 1 to 3, characterized in that the solenoid valves V1, V2, V3 are position-monitored and that in the first strand ( 16b ) Pressure monitor P1, P2, P3 are mounted, which allow a statement about the not position monitored end positions of the solenoid valves V1, V2, V3. Elektrohydraulische Sicherheitssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetventile V1, V2, V3 keine Endschalter aufweisen, sondern dass die Ventilstellungen indirekt durch den Einbau von Entlastungsdrosseln R4, R5, R6 und durch Druckwächter P1, P2, P3, P5 aufgezeigt sind.Electrohydraulic safety controller according to one of claims 1 to 3, characterized in that the solenoid valves V1, V2, V3 have no limit switches, but that the valve positions indirectly through the installation of relief chokes R4, R5, R6 and by pressure monitors P1, P2, P3, P5 are shown. Elektrohydraulische Sicherheitssteuerung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetventile V1, V2, V3 zur Funktionskontrolle in einer Folge ansteuerbar sind, um aus den Druckanzeigen eine Bestätigung für die Funktion der anderen beiden Ventile zu erhalten.Electrohydraulic safety controller according to claim 4 to 6, characterized in that the solenoid valves V1, V2, V3 are controlled for function control in a sequence to obtain from the pressure readings confirmation of the function of the other two valves. Elektrohydraulische Sicherheitssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionskontrolle der Magnetventile V1, V2, V3 bezüglich einer 2von3-Auslösung in einer Schaltfolge vorgenommen ist, bei der pro Folgeschritt immer nur ein Ventil geschaltet wird, um dessen Wirkung zu überprüfen.Electrohydraulic safety controller according to one of claims 1 to 7, characterized in that the function control of the solenoid valves V1, V2, V3 is carried out with respect to a 2von3 triggering in a switching sequence in which only one valve is connected to each subsequent step to check its effect , Elektrohydraulische Sicherheitssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten Strang (17b) eine Drucküberwachung (P4) beispielsweise über einen Drucktransmitter angeschlossen ist, um im gesperrten Zustand eine Funktionskontrolle des 2/2-Wege-Ventils V6 zu ermöglichen und beispielsweise „Hängenbleiben” oder Drahtbruch festzustellen.Electrohydraulic safety controller according to one of claims 1 to 8, characterized in that on the second strand ( 17b ), a pressure monitor (P4), for example, connected via a pressure transmitter to allow in the locked state, a function control of the 2/2-way valve V6 and, for example, "sticking" or wire break detect. Elektrohydraulische Sicherheitssteuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrstellung vom ersten Strang (16b) nur von Hand (30) zum Beispiel mit einem Schlüsselschalter (32) erreichbar ist, der gleichzeitig das Auslösen einer beispielsweise auf Tastendruck T4 automatisierten Funktionsprüfung im zweiten Strang (17b) am Ventil V6 verhindert.Electrohydraulic safety controller according to claim 6, characterized in that the blocking position of the first strand ( 16b ) only by hand ( 30 ), for example with a key switch ( 32 ) can be achieved simultaneously triggering a function test, for example, at the push of a button T4 automated function in the second strand ( 17b ) is prevented at the valve V6. Elektrohydraulische Sicherheitssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (18) eines hydraulischen Stellgliedes (1) mit Kolben (21) und Rückstellfeder (19) auf seiner Druckseite über eine Drossel R2 mit Flüssigkeit angespeist ist und hinter der Drossel R2 mit einer Ablaufleitung 29 verbunden ist, in welcher eine einstellbare Nadeldrossel R3 und ein Sperrventil V9 angeordnet sind, welche mit dem Öffnen des Sperrventils V9 aus einer Wartestellung während des Betriebes durch eine vorgegebene Drucksenkung an dem Kolben 21 zur Funktionskontrolle einen Teilhub der Feder 19 zulassen, ohne dass die eigentliche Funktion durch einen Totalhub erreicht ist.Electrohydraulic safety controller according to one of claims 1 to 10, characterized in that the cylinder ( 18 ) of a hydraulic actuator ( 1 ) with piston ( 21 ) and return spring ( 19 ) is fed on its pressure side via a throttle R2 with liquid and behind the throttle R2 with a drain line 29 in which an adjustable needle throttle R3 and a check valve V9 are arranged, which with the opening of the check valve V9 from a standby position during operation by a predetermined pressure reduction on the piston 21 to check the function of a partial stroke of the spring 19 allow, without the actual function is achieved by a total lift.
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