DE4320937A1 - Stellantrieb für ein Regelventil - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Stellantrieb für ein Regel­ ventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs l.

STAND DER TECHNIK

Ein Stellantrieb für die Betätigung eines Regelventils mit welchem beispielsweise die Dampf Zufuhr zu einer Turbine einer Kraftwerksanlage geregelt wird, weist einen mit der Betäti­ gungsstange des Regelventils verbundenen Hauptkolben einer Kolben-Zylinder-Anordnung auf, der einerseits mit Federkraft und andererseits mit Öl unter Druck beaufschlagt ist. Bei nachlassendem Druck des den Hauptkolben in Öffnungsrichtung beaufschlagenden Öls schließt die Federkraft sicher das Regelventil, wodurch die Dampf Zufuhr unterbrochen wird. Hier­ durch wird sichergestellt, daß die Turbine nicht außer Kon­ trolle gerät, wenn der Druck des Öls einmal abfallen sollte. Der Öldruck in einem Antriebsvolumen, der auf den Hauptkolben einwirkt und über diesen das Regelventil betätigt, wird durch einen elektrohydraulischen Wandler erzeugt. Bei einer Bewe­ gung des Regelventils in Öffnungsrichtung wird Öl unter Druck in das Antriebsvolumen eingespeist, da diese Bewegung jedoch vergleichsweise langsam erfolgt, genügen vergleichsweise kleine Querschnitte für die Zuführung des Öls. Eine Sehließbewegung des Regelventils hat jedoch mit einer um etwa das Zehnfache höheren Geschwindigkeit zu erfolgen. Dies bedingt eine vergleichsweise schnelle Entleerung des Antriebsvolumens, welche jedoch durch die kleinen Quer­ schnitte der Ölzuführung nicht erreicht werden kann.

Zudem zeigt es sich, daß infolge der Vergrößerung der Tur­ binenleistungen auch die Regelventile und damit auch die sie betätigenden Stellantriebe größer bzw. stärker ausgelegt werden müssen. Eine entsprechende proportionale Vergrößerung der Stellantriebe führt zu Anordnungen mit vergleichsweise großen Mengen Öl unter Druck für deren Betätigung. Mit han­ delsüblichen Ventilen lassen sich derartige Mengen von Öl nur noch schwierig beherrschen, zudem leidet so auch mit zuneh­ mender Größe die Dynamik des Stellantriebes.

Aus der Europäischen Patentanmeldung 0 430 089 A1 ist ein Stellantrieb mit vergleichsweiser hoher Dynamik bekannt. Die­ ser Stellantrieb weist eine Kolben-Zylinder-Anordnung auf, bei der auf einer Seite des Hauptkolbens ein gesteuert mit Öl unter Druck beaufschlagbares Antriebsvolumen und auf dessen anderer Seite ein ölgefülltes Puffervolumen angeordnet ist. Bei diesem Stellantrieb wird durch ein direkt an die Kolben- Zylinder-Anordnung angebautes Plattenventil ein Ölstrom aus dem Antriebsvolumen durch eine an die Kolben-Zylinder-Anord­ nung direkt angebaute Verbindungsleitung mit großem Quer­ schnitt in das Puffervolumen freigegeben, so daß das Regel­ ventil sehr rasch betätigt wird.

Soll ein bereits bestehender Stellantrieb im Zusammenhang mit Retrofitarbeiten dynamisch verbessert werden, so muß für diesen eine vollständig neu gebaute Kolben-Zylinder-Anordnung verwendet werden, was einen vergleichsweise großen Aufwand bedingt. Häufig ist auch für die in der Europäischen Patentanmeldung 0 430 089 A1 vorgeschlagene Lösung kein Platz vorhanden, so daß andere, aufwendigere Lösungswege einge­ schlagen werden müssen.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, einen Stellantrieb für ein Regelventil zu schaffen, der mit vergleichsweise einfachen Mitteln in seinem dynamischen Ver­ halten verbesserbar ist.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentli­ chen darin zu sehen, daß der Stellantrieb vergleichsweise einfach und betriebssicher aufgebaut werden kann.

Dieser Stellantrieb für ein Regelventil weist einen Re­ gelkreis auf, welcher den Stellantrieb entsprechend einem von einer übergeordneten Anlagenleittechnik vorgegebenen Sollwert einstellt. Er weist zudem einen in einem Hauptzylinder glei­ tenden Hauptkolben auf, mit einem gesteuert mit Öl unter Druck beaufschlagbaren Antriebsvolumen auf einer Seite des Hauptkolbens, und ein dem Antriebsvolumen vorgeschaltetes Plattenventil. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwie­ sen, daß das Plattenventil mit einem mit einer Ablaufvorrich­ tung verbundenen separaten Speichervolumen versehen ist. Auf diese Art kann das Plattenventil an beliebigen Stellen im Bereich der Kolben-Zylinder-Anordnung des Stellantriebs ange­ ordnet werden.

Zwischen dem Antriebsvolumen und dem Plattenventil ist eine Anschlußleitung vorgesehen, die durch ein Verbindungsstück in einen Federraum des Plattenventils einmündet.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß das separate Speichervolumen konzentrisch um den Federraum herum angeordnet ist. Der unter Druck stehende Federraum und die Dichtungsstellen des Plattenventils sind auf diese Art voll­ ständig von mit niederem Druck beaufschlagten Volumina umge­ ben. Sollte nun bei einem Defekt Öl unter hohem Druck aus dem Federraum entweichen, so entweicht dies in die besagten Volu­ mina, so daß Sekundärschäden mit großer Sicherheit vermieden werden.

Die weiteren Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung, ihre Weiterbildung und die damit erzielbaren Vorteile werden nachstehend anhand der Zeichnung, welche le­ diglich einen möglichen Ausführungsweg darstellt, näher er­ läutert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Stell­ antriebes,

Fig. 1a ein Detail des erfindungsgemäßen Stellantriebes gemäß Fig. 1,

Fig. 2 eine erste Ausgestaltung eines Details eines Plat­ tenventils,

Fig. 3 eine zweite Ausgestaltung eines Details eines Plattenventils,

Fig. 4 eine dritte Ausgestaltung eines Details eines Plattenventils, und

Fig. 5 eine vierte Ausgestaltung eines Details eines Plattenventils.

Bei allen Figuren sind gleich wirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der besseren Anschaulichkeit halber sind in Fig. 1a Sichtkanten weggelassen worden.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Die Fig. 1 Zeigt einen Stellantrieb 1, der ein Regelventil 2 betätigt, welches die durch eine Heißdampfleitung 3 zu einer nicht dargestellten Turbine strömende Heißdampfmenge regelt. Das Regelventil 2 ist durch eine Ventilspindel 4 mit einem in einem Hauptzylinder 5 gleitenden Hauptkolben 6 verbunden. Unterhalb des Hauptkolbens 6 ist ein mit Öl unter Druck beaufschlagtes Antriebsvolumen 7 angeordnet. Anstelle des Öls kann auch eine andere Hydraulikflüssigkeit oder ein gasförmi­ ges Medium vorgesehen werden. Oberhalb des Hauptkolbens 6 ist ein ölgefülltes Puffervolumen 8 vorgesehen, in welchem zudem eine Feder 9 angeordnet ist, welche dem Öldruck im Antriebs­ volumen 7 entgegenwirkt. Vom Puffervolumen 8 führt eine Lei­ tung 52 zu einer nicht dargestellten Ablaufvorrichtung. Am Hauptkolben 6 ist federseitig eine Stange 10 vorgesehen, wel­ che denselben mit einer Wegmesseinrichtung 11 verbindet. Die Wegmesseinrichtung 11 überwacht den Hub des Hauptkolbens 6 und meldet seine Stellung kontinuierlich, wie eine Wirkungs­ linie 40 andeutet, an einen Positionsregler 33. Die Stange 10 und die Ventilspindel 4 durchdringen den Hauptzylinder 5 an entgegengesetzten Seiten. Die konstruktive Ausführung dieser druckdicht ausgeführten Durchdringungen ist bekannt und braucht hier nicht weiter beschrieben werden. Die Wegmessein­ richtung 11 kann auch im Bereich außerhalb des Hauptzylin­ ders 5 direkt an der Ventilspindel 4 angebracht werden.

Am Hauptzylinder 5 ist im stirnseitigen Bereich des Antriebs­ volumens 7 eine Anschlußleitung 15 angeschlossen welche einen vergleichsweise großen Querschnitt aufweist und welche das Antriebsvolumen 7 des Hauptzylinders 5 mit einem von die­ sem räumlich getrennt angeordneten Plattenventil 17 verbin­ det. Das Plattenventil 17 ist in Fig. 1a etwas detaillierter dargestellt. Das Plattenventil 17 weist ein Gehäuse 22 auf, welches auf einer Seite durch einen Deckelflansch 22a abge­ schlossen wird. Dieser Deckelflansch 22a umgibt ein Zwischen­ volumen 24. Im Deckelflansch 22a ist ein Ablaufstutzen 24a vorgesehen, an den eine Leitung angeschlossen wird, die das Zwischenvolumen 24 mit einer nicht dargestellten Ablaufvor­ richtung für das Öl verbindet. In dieses Gehäuse 22 ist ein Verbindungsstück 14 druckdicht eingefügt. Das Plattenventil 17 ist so an einen nicht dargestellten Anschlußflansch der Anschlußleitung 15 angeflanscht, daß ein Ende 14a des Ver­ bindungsstücks 14 druckdicht mit der Anschlußleitung 15 ver­ bunden ist. Das rohrförmig ausgebildete Verbindungsstück 14 weist am anderen Ende einen zylindrisch ausgebildeten Dich­ tungssitz 14b auf. Das Plattenventil 17 weist eine, bei­ spielsweise mit einer Blende 70 versehene, Platte 18 auf, die durch eine Druckfeder 19 gegen den Dichtungssitz 14b und gleichzeitig gegen ein in das Gehäuse 22 eingelassenes Dich­ tungsteil 23 gedrückt wird. Im geschlossenen Zustand verhin­ dert die Platte 18 den Austritt von Öl aus dem Federraum 20 in ein das Verbindungsstück 14 konzentrisch umgebendes Volu­ men 21. Das Volumen 21 geht in das Zwischenvolumen 24 über. Diese beiden Volumina umschließen den Federraum 20 und die Dichtungsstellen des Plattenventils 17 konzentrisch. Der im gezeigten Betriebszustand mit Öl unter Druck beaufschlagte Federraum 20 ist mittels eines Federraumdeckels 20a gegen das Zwischenvolumen 24 abgeschlossen. Die Platte 18 ist so ausge­ bildet, daß ein Klemmen derselben ausgeschlossen ist. Die Druckfeder 19 ist in einem durch eine Bohrung 12 und eine Öffnung 13 mit Öl unter Druck beaufschlagten Federraum 20 angeordnet. Der Federraum 20 ist der Größenordnung nach etwa tausendfach kleiner ausgelegt als das Antriebsvolumen 7, mit dem er in Wirkverbindung steht. Der Federraum 20 steht zudem über eine Leitung 47 in Wirkverbindung mit einem Proportio­ nal-Wegeventil 25.

Als Proportional-Wegeventil 25 kann beispielsweise das di­ rektbetätigte Proportional-Wegeventil mit Lageregelung des Typs KFDG 4V - 3/5, Serie 20, der Firma Vickers Systems GmbH, D 6380 Bad Homburg v.d.H. verwendet werden. Das Proportional- Wegeventil 25 weist zwei Betätigungsmagnete 26, 27, die mit nicht dargestellten Rückstellfedern zusammenwirken, und in diesem Fall drei hydraulische Anschlüsse 28, 29, 30 auf. In Fig. 1 ist das Proportional-Wegeventil 25 in der sogenannten "fail-safe" Stellung dargestellt. Das Proportional-Wegeventil 25 weist eine mit einem Schieber des Ventils verbundene Hub­ messung 31 auf, welche die jeweilige Stellung des Schiebers mißt und, wie durch eine Wirkungslinie 32 angedeutet, diese Information in einen Positionsregler 33 mit integriertem Lei­ stungsverstärker weitergibt. Die Betätigungsmagnete 26, 27 erhalten, wie durch Wirkungslinien 34, 35 angedeutet, ihre Befehle von diesem Positionsregler 33 mit integriertem Lei­ stungsverstärker. Ferner weist der Positionsregler 33 einen Eingang auf für die Einspeisung eines, wie die Wirkungslinie 40 andeutet, von der Wegmesseinrichtung 11 gelieferten elek­ trischen Signals. Als Positionsregler 33 kann beispielsweise ein speziell auf das Proportional-Regelventil 25 abgestimmter Leistungsverstärker EEA-PAM-533-A, Serie 20, der Firma Vickers Systems GmbH, D 6380 Bad Homburg v.d.H. eingesetzt werden. Dieser Positionsregler 33 wirkt zusammen mit einem übergeordneten Regler 36, wie eine Wirkungslinie 37 andeutet. Der Regler 36 weist weitere Eingänge 38 auf, durch welche In­ formationen und Befehle von einer übergeordneten Anlagenleit­ technik, welche die gesamte Kraftwerksanlage steuert, einge­ speist werden.

Durch eine Leitung 45 wird Öl unter Druck eingespeist, der nötige Öldruck wird durch eine nicht dargestellte Pumpe er­ zeugt. Die Durchflußmenge des Öls wird in manchen speziellen Fällen durch eine im Verlauf der Leitung 45 angeordnete Blende 46 begrenzt auf eine maximale Menge. In der Regel wird jedoch die Durchflußmenge des Öls durch eine in der Platte 18 des Plattenventils 17 vorgesehene Blende 70 begrenzt, so daß dann auf die Blende 46 verzichtet werden kann. Die Leitung 45 führt zum Anschluß 28 des Proportional-Wegeven­ tils 25, der in der Darstellung der Fig. 1 nicht durchver­ bunden ist zum Anschluß 29. Der Anschluß 29 ist einerseits mit einer Leitung 47 verbunden, die ihrerseits mit der Boh­ rung 12 verbunden ist, die in den Federraum 20 des Platten­ ventils 17 führt, und andererseits mit einer Leitung 48, die zu einem im Normalfall geschlossenen, als Plattenventil aus­ gebildeten Sicherheitsventil 49 führt. Nach dem Sicherheits­ ventil 49 führt eine Leitung 50 in das Zwischenvolumen 24 des Plattenventils 17. Das letzte Stück der Leitung 50 ist in Fig. 1a als die Wand des Gehäuses 22 durchdringende Bohrung dargestellt. Eine Leitung 51 zweigt von der Leitung 50 ab und stellt die Verbindung her mit dem Anschluß 30 des Proportio­ nal-Wegeventils 25. Die Leitungen 50 und 51 sind als Bohrun­ gen im Gehäuse 22 ausgebildet, dies ist deshalb möglich, da sowohl das Proportional-Wegeventil 25 als auch das Sicher­ heitsventil 49 direkt und druckdicht an das Gehäuse 22 ange­ flanscht sind, so daß ein monolithischer Ventilblock ent­ steht. Vom Zwischenvolumen 24 führt ein Ablaufstutzen 24a in eine Leitung, die zu einer nicht dargestellten Ablaufvorrich­ tung. Von dieser Ablaufvorrichtung gelangt das Öl weiter durch die erwähnte Pumpe zurück in die Leitung 45.

Das Sicherheitsventil 49 ist als Plattenventil ausgebildet mit einem Zylinder 53, einem von einem Sicherheitsölkreis her durch eine Leitung 54 mit Öl unter Druck beaufschlagten Volu­ men 55, welches durch eine Ventilplatte 56 begrenzt wird und mit einer Ventilfeder 57, welche dem auf die Ventilplatte 56 einwirkenden Öldruck entgegenwirkt. Aus der schematischen Darstellung des Sicherheitsventils 49 ist nicht ersichtlich, daß die Ventilplatte 56 so gestaltet ist, daß ein Verklem­ men derselben unmöglich ist. Die Leitung 54 führt im Normal­ fall durch ein Wegeventil 58 hindurch und verbindet dieses mit dem Volumen 55. Das Wegeventil 58 wird durch einen Elek­ tromagneten 59 betätigt. Eine Wirkungslinie 60 deutet den Weg des Auslösebefehls für den Elektromagneten 59 an.

Als besonders vorteilhaft wirkt es sich aus, daß das Plat­ tenventil 17 in allen Anlagen unabhängig von der Bauart des jeweiligen Hauptzylinders 5 eingesetzt werden kann. Die Lei­ tung 15 läßt sich in der Regel vergleichsweise kurz ausfüh­ ren, so daß das ölgefüllte Leitungsvolumen entsprechend klein ausfällt, was die Dynamik vorteilhaft erhöht. Es ist jedoch auch möglich, zusätzlich zum Plattenventil 17 ein oder meh­ rere andere Ventile vorzusehen, wenn dies von den Betriebs­ anforderungen her, die an den Stellantrieb 1 gestellt werden, wünschenswert erscheint. Ebenso ist es möglich das Proportio­ nal-Wegeventil 25 durch mindestens ein elektrohydraulisches Ventil oder durch eine Kombination verschiedener elektro­ hydraulischer Ventile zu ersetzen, um den Stellantrieb bzw. dessen dynamisches Verhalten den vorgegebenen Betriebsbedin­ gungen anzupassen. Der Stellantrieb ist demnach sehr vielsei­ tig einsetzbar.

Das Zusammenwirken des Positionsreglers 33 mit integriertem Leistungsverstärker und des Reglers 36 als gemeinsame elek­ tronischen Regelanordnung eines Regelkreises ist besonders deshalb vorteilhaft, da der Positionsregler 33 speziell an das Proportional-Wegeventil 25 angepaßt ist, so daß keine zusätzlichen Anpassungen und Abgleichungen nötig sind. Es ist jedoch durchaus möglich diese elektronische Regelanordnung aus anderen Elementen zusammenzusetzten oder ihre Funktion in eine übergeordnete Anlagenleittechnik zu verlegen, wenn bei­ spielsweise das Schutzkonzept der Kraftwerksanlage dies er­ fordern würde. In der elektronischen Regelanordnung werden von der Wegmesseinrichtung 11 und von der Hubmessung 31 her­ rührende Signale kontinuierlich zusammen mit mindestens einem, durch die übergeordnete Anlagenleittechnik vorgegebe­ nen Sollwert nach einer vorgegebenen Logik verarbeitet. Bei Abweichungen von diesem Sollwert generiert diese Regelanord­ nung Korrektursignale, welche auf die Betätigungsmagnete 26, 27 des Proportional-Wegeventils 25 einwirken und ein entspre­ chendes Umsteuern desselben bewirken.

In der Fig. 2 ist ein Teil der Platte 18 des Plattenventils 17 im Schnitt schematisch dargestellt. Die federraumseitige Fläche 65 der Platte 18 ist rechts angeordnet; dies gilt auch für die folgenden Figuren. Ein Durchbruch durch die Platte 18 weist eine zylindrische Öffnung 66 auf, welcher sich eine konische Erweiterung anschließt. Eine Kugel 67 wird durch eine Feder 68, welche sich gegen eine mit der Platte 18 ver­ bundene Halterung 69 abstützt, in diese konische Erweiterung gedrückt und verschließt die Öffnung 66. Durch die Öffnung 66 kann Öl unter Druck in das Verbindungsstück 14 und durch dieses und weiter durch die Anschlußleitung 15 in das Antriebsvolumen 7 nachströmen, sobald eine Druckdifferenz auftritt, die groß genug ist, um die Kraft der Feder 68 und den auf die Kugel 67 einwirkenden Öldruck zu überwinden.

Die Fig. 3 ist der Fig. 2 ähnlich, nur daß in diesem Fall ein Durchbruch mit der Öffnung 66 durch die Platte 18 so aus­ gestaltet ist, daß Öl vom Antriebsvolumen 7 her durch die Anschlußleitung 15 und durch das Verbindungsstück 14 in den Federraum 20 strömen kann. Zusätzlich ist noch eine starre Blende 70 vorhanden, welche einen Ölfluß in beide Richtungen zuläßt. Der Querschnitt der Blende 70 ist hier wesentlich kleiner ausgelegt als der der Öffnung 66.

Es ist natürlich auch möglich, wie Fig. 4 zeigt, lediglich eine starre Blende 70 in die Platte 18 als Durchbruch einzu­ fügen und durch diese den Öldurchtritt zu begrenzen.

Fig. 5 zeigt eine Platte 18 mit zwei Ventilanordnungen ähn­ lich wie in Fig 2 dargestellt, die jedoch in einander entge­ gengesetzte Richtungen bei entsprechendem Differenzdruck einen Öldurchtritt erlauben. Die Öffnung 66, welche vom An­ triebsvolumen 7 in den Federraum 20 führt weist einen wesent­ lich größeren Querschnitt auf als die zweite Öffnung 66.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei die Fig. 1 näher be­ trachtet. Das Regelventil 2 muß im Betrieb vergleichsweise schnell geschlossen werden können. Die Schließgeschwindig­ keit liegt im Normalfall im Bereich um 1 m/sec, als Öffnungs­ geschwindigkeit dagegen werden lediglich Geschwindigkeiten im Bereich um 0,02 m/sec verlangt. Diese Geschwindigkeitsangaben sind Richtwerte, je nach Auslegung der Kraftwerksanlage kön­ nen auch erhebliche Abweichungen von diesen Angaben auf­ treten. Der Stellantrieb 1 kann mit vergleichsweise geringem Aufwand an die jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt werden. Soll das Regelventil 2 in Öffnungsrichtung bewegt werden, so wird durch den Positionsregler 33 das Proportional-Wegeventil 25 betätigt, und zwar wird es so angesteuert, daß das links der eingezeichneten Stellung stehende Schema gilt. Die Anschlüsse 28 und 29 sind dann durchverbunden und Öl unter Druck strömt von der Leitung 45 her durch das Proportional-Wegeventil 25 durch. Durch die Leitung 48 kann im Normalbetrieb kein Öl strömen, da das Sicherheitsventil 49 diese Leitung 48 abschließt. Das Öl strömt durch die Leitung 47, die Bohrung 12 und die Öffnung 13 in den Federraum 20 des Plattenventils 17 und von dort weiter durch den Durchbruch der Platte 18, durch das Verbindungsstück 14 und durch die Anschlußleitung 15 in das Antriebsvolumen 7. Der Öldruck im Antriebsvolumen 7 bewegt den Hauptkolben 6 nach oben und damit über die Ventilspindel 4 das Regelventil 2 in Öffnungsrichtung. Die Wegmesseinrichtung 11 überwacht den Hub des Hauptkolbens 6 und meldet seine Stellung kontinuierlich, wie die Wirkungslinie 40 andeutet, an den Positionsregler 33. Sobald der vorgegebene Sollwert des Hubes erreicht ist, steuert der Positionsregler 33 das Proportional-Wegeventil 25 so ab, daß der Ölfluß unterbrochen wird. Die Hubmessung 31, deren Signale im Positionsregler 33 verarbeitet werden, überwacht das Betriebsverhalten des Proportional-Wegeventils 25. Die Bewegung des Hauptkolbens 6 wird gleichzeitig mit dieser Absteuerung beendet.

Soll dagegen das Regelventil 2 aus einer Offenstellung rasch in einen geschlossenen Zustand überführt werden, so wird das Proportional-Wegeventil 25 so umgesteuert, daß das rechts der gezeichneten Stellung stehende Schema gilt. Die An­ schlüsse 29 und 30 sind miteinander verbunden und Öl aus dem Federraum 20 strömt ab durch die Leitung 47, durch das Pro­ portional-Wegeventil 25, durch die Leitungen 51 und 50 weiter durch das Puffervolumen 8 und die Leitung 52 in die Ablauf­ vorrichtung. Dieser Strömungsvorgang dauert jedoch nur sehr kurze Zeit, da sich, sobald der Druck im Federraum 20 kleiner ist als der Druck im Antriebsvolumen 7, die Platte 18 gegen den Druck der Feder 19 nach unten bewegt und das Öl aus dem Antriebsvolumen 7 in das Volumen 21 und das Zwischenvolumen 24 abströmen kann und von dort aus weiter in die Ablaufvor­ richtung. Die Feder 9 drückt den Hauptkolben 6 nach unten und damit das Öl aus dem Antriebsvolumen 7 solange hinaus bis die Endstellung des Regelventils 2 erreicht ist. Das Herausströ­ men des Öls erfolgt sehr rasch, da der durch das Plattenven­ til 17 freigegebene Querschnitt vergleichsweise groß ist, so daß der Strömungsvorgang durch ihn nicht negativ beein­ flußt wird.

Eine derartige schnelle Druckentlastung des Antriebsvolumens 7 und ein derartig schnelles Abströmen des Öls aus demselben wäre durch die vergleichsweise kleinen Querschnitte der Lei­ tungen 47, 51 und 50 nicht möglich. Würde man diese Quer­ schnitte und das Proportional-Wegeventil 25 entsprechend vergrößern, so ließe sich wegen der großen, auf vergleichs­ weise langen Wegen zu bewegenden Ölmengen keine auch nur annähernd so gute Dynamik des Stellantriebes 1 erreichen wie mit der erfindungsgemäßen Ausführung.

Für die Beaufschlagung des im Vergleich zum Antriebsvolumen 7 sehr kleinen Federraumes 20 wird nur eine vergleichsweise kleine Menge Öl unter Druck benötigt. Dieser Federraum 20 ist deshalb auch sehr schnell durch die Leitungen 47, 51 und 50 druckentlastet, wenn ein entsprechender Steuerbefehl das Pro­ portional-Wegeventil 25 erreicht. Das hat zur Folge, daß unmittelbar nach dem Steuerbefehl bereits das Plattenventil 17 öffnet und die rasche Sehließbewegung des Hauptkolbens 6 und damit des Regelventils 2 einleitet. Das Volumen der Lei­ tungen 47, 51, 50 beeinflußt demnach die Dynamik des Stell­ antriebes nicht bzw. nur äußerst geringfügig negativ.

Im Normalbetrieb werden kleine Abweichungen vom Sollwert durch den Regler 36 erkannt und entsprechende Korrektursi­ gnale werden über den Positionsregler 33 auf das Proportio­ nal-Wegeventil 25 übertragen. Soll das Regelventil 2 noch etwas öffnen, so wird nur eine kleine Menge Öl unter Druck in das Antriebsvolumen 7 nachgespeist, bis der Sollwert wieder erreicht ist. Für Öffnungsbewegungen des Regelventils genügt der mindestens eine Durchbruch durch die Platte 18, wie er in Fig. 2 durch die Öffnung 66, in Fig 3 und Fig. 4 durch die Blende 70 und in Fig. 5 durch die obere Öffnung 66 schema­ tisch dargestellt ist. Wenn die Platte 18 nach Fig. 2 ausge­ staltet ist, so wird die Schließbewegung des Regelventils, wie bereits beschrieben, durch ein Absenken des Öldrucks im Federraum 20 eingeleitet, worauf, wenn nur ein kleiner Hub in Schließrichtung zu machen ist, das Plattenventil 17 nur kurzzeitig öffnet und Öl nur kurzzeitig in das Volumen 21 und das Zwischenvolumen 24 entweichen läßt. Sobald der Sollwert erreicht ist, schließt das Plattenventil 17 sofort wieder.

Bei der Ausführung der Platte 18 gemäß Fig. 3 können klei­ nere Schließbewegungen ohne ein Öffnen des Plattenventils 17 stattfinden, da durch die Öffnung 66 und durch die Blende 70 Öl aus dem Antriebsvolumen 7 in den Federraum 20 abströmen kann bis ein Druckausgleich hergestellt ist, sobald der Soll­ wert erreicht ist. Sind in diesem Fall größere Sollwertab­ weichungen auszugleichen, so öffnet, falls die Querschnitte der Öffnung 66 und der Blende 70 nicht genügen, zusätzlich auch noch kurzzeitig das Plattenventil 17. Der Ablauf des Schließvorganges erfolgt bei der Ausführung gemäß Fig. 4 ähnlich wie der bei der Ausführung gemäß Fig. 3.

Die Ausführung der Platte 18 gemäß Fig. 5 erlaubt ebenfalls eine kleine Schließbewegung, für größere Hube des Hauptkol­ bens 6 ist auch in diesem Fall ein Öffnen des Plattenventils 17 nötig.

Das Proportional-Wegeventil 25 ist in Fig. 1 in der Mittel­ stellung dargestellt. Diese Stellung nimmt es ein, wenn bei­ spielsweise die Betätigungsmagnete 26, 27 keine Spannung er­ halten sollten wegen eines Netzausfalles. Das Erreichen die­ ser Stellung wird durch Federkraft von im Innern des Pro­ portional-Wegeventils 25 vorgesehenen Federn unter allen Um­ ständen sichergestellt. In dieser Stellung wird der Federraum 20 durch die Leitungen 47, 51 und 50 druckentlastet, so daß das Plattenventil 17 öffnet, was wie bereits beschrieben, zu einem schnellen Schließen des Regelventils 2 führt. Auf diese Art ist gewährleistet, daß das Regelventil 2 auch im Falle einer Störung stets definitiv geschlossen wird, so daß unter keinen Umständen Schäden an der betriebenen Turbine infolge eines Defektes im Stellantrieb 1 auftreten können.

Das Sicherheitsventil 49 verhindert im Normalfall einen Druckabfall in der Leitung 48 in Richtung Ablaufvorrichtung. Wenn jedoch der Druck im Sicherheitsölkreislauf sinkt, so sinkt auch der Druck im Volumen 55 und das Sicherheitsventil 49 gibt, unabhängig von der Stellung des Proportional-Wege­ ventils 25, die Leitung 48 frei, so daß der Druck aus dem Federraum 20 des Plattenventils 17 entweichen kann über die Leitungen 47, 48 und 50, wodurch, wie bereits beschrieben, ein schneller Schließvorgang des Regelventils 2 eingeleitet wird. Auch durch diese Maßnahme läßt sich in jedem Fall eine sichere Absperrung der Dampfversorgung der Turbine er­ reichen.

Bei Inbetriebsetzungsversuchen kann es vorkommen, daß der Sicherheitsölkreis noch nicht unter Druck gesetzt ist, bzw. noch nicht unter Druck gesetzt werden kann. Für diesen Fall ist das Wegeventil 58 eingebaut, welches ermöglicht, sobald es elektromagnetisch umgeschaltet wird auf das rechts von der gezeichneten Stellung dargestellte Schema, daß Öl unter Druck von der Leitung 45 her durch die Leitung 61 und durch das Wegeventil 58 hindurch das Volumen 55 beaufschlagen kann, wodurch das Sicherheitsventil 49 geschlossen wird. Der Be­ fehlsweg für das Wegeventil 58, wie er durch die Wirkungsli­ nie 60 angedeutet ist, muß jedoch, sobald auf Normalbetrieb umgeschaltet wird, blockiert werden, da sonst eventuell ein Einwirken des Sicherheitsölkreises auf das Sicherheitsventil 49 nicht mehr möglich ist, so daß die Schutzfunktion dieses Kreises nicht mehr gewährleistet wäre.

Soll ein älterer Stellantrieb dynamisch und auch sicherheits­ technisch ertüchtigt werden, so ist es sinnvoll, das Platten­ ventil 17, das Proportional-Wegeventil 25 und das Sicher­ heitsventil 49 Zu einer monolithischen Einheit zu verbinden. Diese Einheit kann dann dort im Bereich der Kolben-Zylinder- Anordnung des Stellantriebs montiert werden, wo genügend Platz vorhanden ist.

Der unter Druck stehende Federraum 20 und die Dichtungsstel­ len des Plattenventils 17 sind vollständig von mit niederem Druck beaufschlagten Volumina umgeben. Sollte bei einem Defekt Öl unter hohem Druck aus dem Federraum 20 entweichen, so entweicht dies in die besagten Volumina, so daß Sekun­ därschäden mit großer Sicherheit vermieden werden.

Claims (3)

1. Stellantrieb (1) für ein Regelventil (2) mit einem Re­ gelkreis, welcher den Stellantrieb (1) entsprechend einem von einer übergeordneten Anlagenleittechnik vorge­ gebenen Sollwert einstellt, mit einem in einem Haupt­ zylinder (5) gleitenden Hauptkolben (6), mit einem gesteuert mit Öl unter Druck beaufschlagbaren Antriebs­ volumen (7) auf einer Seite des Hauptkolbens (6) und mit einem dem Antriebsvolumen (7) vorgeschalteten Platten­ ventil (17), dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Plattenventil (17) mit einem mit einer Ablauf­ vorrichtung verbundenen separaten Speichervolumen (Volumen 21, Zwischenvolumen 24) für aus dem Platten­ ventil (17) austretendes Öl versehen ist.

2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß zwischen dem Antriebsvolumen (7) und dem Platten­ ventil (17) eine Anschlußleitung (15) vorgesehen ist, die durch ein Verbindungsstück (14) in einen Federraum (20) des Plattenventils (17) einmündet.

3. Stellantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das separate Speichervolumen (Volumen 21, Zwischen­ volumen 24) konzentrisch um den Federraum (20) herum angeordnet ist.