EP2435713A1 - Verfahren zum entfernen von fremdstoffen aus einem digitalhydraulischen druckregler eines hydrauliksystems - Google Patents

Verfahren zum entfernen von fremdstoffen aus einem digitalhydraulischen druckregler eines hydrauliksystems

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EP2435713A1
EP2435713A1 EP10713637A EP10713637A EP2435713A1 EP 2435713 A1 EP2435713 A1 EP 2435713A1 EP 10713637 A EP10713637 A EP 10713637A EP 10713637 A EP10713637 A EP 10713637A EP 2435713 A1 EP2435713 A1 EP 2435713A1
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EP
European Patent Office
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valve
pressure regulator
section
bank
line side
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EP10713637A
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English (en)
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EP2435713B1 (de
Inventor
Ville Hopponen
Arto Ikonen
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Valmet Technologies Oy
Original Assignee
Metso Paper Oy
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Publication date
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Publication of EP2435713B1 publication Critical patent/EP2435713B1/de
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/04—Special measures taken in connection with the properties of the fluid
    • F15B21/041—Removal or measurement of solid or liquid contamination, e.g. filtering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B2211/30565—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve
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    • F15B2211/30575—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve in a Wheatstone Bridge arrangement (also half bridges)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/405—Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F15B2211/40576—Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/40592—Assemblies of multiple valves with multiple valves in parallel flow paths

Definitions

  • the invention relates to a method for removing foreign matter from a digital hydraulic pressure regulator of a hydraulic system and more particularly to a method for removing foreign matter from a digital hydraulic pressure regulator of a hydraulic system of a machine for producing a fibrous web, in particular a paper or board machine.
  • actuators are hydraulically driven, with which large forces can be set and exercised with high accuracy.
  • a working fluid e.g. Hydraulic oil used
  • a pump which pressurizes the working fluid
  • a hydraulic actuator e.g. a hydraulic cylinder or hydraulic motor
  • a proportional control valve or proportional valve which may be electrically, hydraulically, or pneumatically driven.
  • Such a control valve has a slidable or displaceable spool or spool which, in response to its location in an associated valve housing, can adjust a desired pressure at the outlet by controlling the pressure of hydraulic oil delivered by the pump.
  • the mobility of the spool in the valve body absolutely requires a certain clearance or gap between the control piston and the valve housing, so that an internal leakage of the control valve is unavoidable.
  • the gap size must not be too narrow, otherwise the valve would be too susceptible to contamination in the hydraulic oil.
  • a digital hydraulic pressure regulator consists of a series of valves connected in parallel, which have only ON / OFF functions; So simple ON / OFF switching valves are that allow or interrupt a flow and can be consistently referred to in this application as valves.
  • the valves are all connected to a common supply line on the one hand and to a common output line on the other hand.
  • the valves themselves may be conventional solenoid valves, i. Be valves with electromagnetic drive. Of course, other forms of drive can be chosen.
  • valves By connecting or installing throttle elements or by the valves themselves, it is ensured that the valves have different flow cross-sections and thus different flows when they are open; a throttle element together with a valve forms a valve device.
  • a throttle element together with a valve forms a valve device.
  • the flow rates Q in the individual, each of the associated valve selectively releasable flow cross-sections in the ratio of 1: 2: 4: 8 to each other; for a larger number of valves this series will continue accordingly.
  • valves are either open or closed, i. To maintain a desired pressure in a closed (and unchanged) system, the valves are simply closed and there are no internal leakage flows. This is a clear difference to the conventional proportional valve, which is always flowed through by a hydraulic oil flow. This constantly costs energy for the hydraulic pumps, e.g. in the paper machine.
  • a method for removing foreign substances from a digital hydraulic pressure regulator of a hydraulic system, in particular for a machine for producing a fibrous web is proposed.
  • the pressure regulator has two pressure regulator sections, which can be connected to one another, for example, by an overflow valve and each of which has two valve banks.
  • a plurality of individually switchable valve means is provided, each having a different flow cross-section.
  • the valve means of each valve bank have stepwise mutually different flow cross-sections, ie, a flow cross-section of a valve means of a valve bank with respect to a flow cross section of another valve means the same valve bank to a predetermined amount larger or smaller.
  • valve means are connected in parallel within a valve bank so as to form a parallel arrangement within a valve bank.
  • a valve bank of each pressure regulator section may connect a supply line for supplying the digital hydraulic pressure regulator with a pressurized working fluid, such as hydraulic oil and the like, with a regulator output line.
  • the other valve bank of the same pressure regulator section can connect the regulator outlet line with a drain line for discharging the working fluid from the pressure regulator.
  • the method according to the invention has a step of connecting the two pressure regulator sections, a step of opening the valve device with the largest flow cross section of the supply line side valve bank of a pressure regulator section, a step of opening the valve device with the largest flow cross section of the drain line side valve bank of the other pressure regulator section and a step of Rinse the open flow path through the pressure regulator with the working fluid, while the remaining valve means are closed.
  • the longest possible flow path is opened and rinsed by the pressure regulator with the largest possible flow cross-section, in order thereby to provide, among other things. To be able to flush out as much foreign bodies as possible from the pressure regulator.
  • the method according to the invention furthermore has a step of opening the valve device with the next-smaller flow cross section of the valve Supply line side valve bank of a pressure regulator section, a step of opening the valve means with the next smaller
  • the method described so far may also include a step of opening the valve device with the largest flow cross section of the supply line side valve bank of the other pressure regulator section, a step of opening the valve device with the largest flow cross section of the drain line side valve bank of a pressure regulator section and a step of purging the opened flow path through the pressure regulator with the working fluid while the remaining valve means are closed.
  • the method may further include a step of opening the valve means with the next smaller flow cross section of the supply line side valve bank of the other pressure regulator section, a step of opening the Valve device with the next smallest
  • the pressurized working fluid according to the inventive method is preferably stored in a pressure accumulator prior to rinsing. It is further preferable that the working fluid is pressurized by a pump.
  • the method of the invention further preferably comprises a step of collecting the working fluid after the step of purging in a tank for storing pressureless working fluid.
  • FIG. 1 shows a portion of a hydraulic system with a pressure accumulator, a digital hydraulic pressure regulator and a hydraulic differential cylinder in a schematic circuit diagram.
  • Fig. 2 is the circuit diagram shown in Fig. 1, in which an opened flow path for flushing the pressure regulator shown in Fig. 1 is shown at a certain circuit of valves of the pressure regulator.
  • Fig. 3 is the circuit diagram shown in Fig. 1, in which a flow path for venting a part of the pressure regulator shown in Figure 1 is shown in a specific circuit of valves of the pressure regulator ..;
  • Fig. 4 is the circuit diagram shown in Fig. 1, in which a flow path for venting another part of the pressure regulator shown in Fig. 1 is shown at a certain circuit of valves of the pressure regulator.
  • Fig. 1 shows a portion of a hydraulic system with a pressure accumulator 11, a digital hydraulic pressure regulator 4 and a hydraulic differential cylinder 3 in a schematic diagram.
  • One Supply section 1 with a pump pressure accumulator 11, a pump 16 and a tank 20 supplies the pressure regulator 4 with a pressurized working fluid.
  • the pressure regulator 4 has two pressure regulator sections 41, 42 for operating a differential cylinder 3.
  • Sensors 19 detect by means of output lines 413, 423 the pressure in the two pressure chambers 31 and 34 of the differential cylinder 3, which are separated by a piston 33 with a piston rod 36.
  • the pressure in the rod-side pressure chamber 31 acts on the rod-side piston surface 32, while the pressure in the piston-side pressure chamber 34 presses on the piston surface 35.
  • each pressure regulator section 41, 42 is connected to a supply line 43, with a respective output line
  • each pressure regulator section 41, 42 has a supply line side valve bank 411, 421 and a drain line side valve bank 412, 422.
  • the supply-side valve bank 411, 421 connect the supply line 43 with the respective output line 413, 423.
  • the drain line side valve bank 412, 422 the respective output line 413, 423 with the respective drain line
  • the pressure in the pressure supply 1, from which the cylinder 3 is to be controlled, is measured by means of pressure sensor 14 and, based thereon, the target pressure in the pressure chambers 31 and 34 is set.
  • At 45 is one Overflow valve referred to, which allows a connection of the two pressure chambers 31 and 34 optionally.
  • the function of this spill valve 45 which can be switched to passage, separates the regulator sections 41, 42 and the pressure chambers 31, 34 from each other in the closed state. When the spill valve 45 opens, the two pressure chambers are connected or shorted together. As a rule, there is a load or force on the piston rod which tends to push the piston rod into the cylinder.
  • the overflow valve 45 is opened and the control valves of the piston rod side controller section remain closed.
  • the working fluid thus flows partly into the piston-side pressure chamber 31 and partly into the tank (not shown).
  • the outflow into the tank is controlled by the cylinder-side regulator section 42 and thus controls the lowering speed of the piston rod.
  • FIG. 2 shows a flow path opened by the method according to the invention, in which the pressurized working fluid from the pump 16 via the supply line 43 through the valve with the largest flow cross-section, in this example with a flow cross-sectional diameter of 1.5 mm, the supply line side valve bank 421 the pressure regulator section 42 is conveyed into the outlet line 423. Since the output line 423 of the pressure regulator section 42 communicates via the opened spill valve 45 with the outlet line 413 of the pressure regulator section 41, the working fluid becomes the output line 413 and further through the valve having the largest flow area, in this example a Flow cross-section diameter of 1.5mm, the drain line side valve bank 412 of the
  • Pressure regulator section 41 is conveyed into the tank 20 and collected there. In this procedure, a flushing of the longest flow path is achieved with the largest possible flow cross-section of the pressure regulator 4, wherein in the flushed parts of the pressure regulator 4 existing foreign matter flushed out and thus removed from the pressure regulator 4.
  • a circuit of the pressure regulator 4 for venting a first part of the pressure regulator 4 is shown in Fig. 3.
  • the valve with the next smaller flow area in the supply line side valve bank 421 of the pressure regulator section 42 and the valve with the next smaller flow area of the drain line side valve bank 412 of the pressure regulator section 41 are opened.
  • the working fluid is purged through the flow path formed thereby.
  • the valve with the next smaller flow cross section is located in the valve arrangement shown in each of the valve banks next to the previously opened valve with the largest possible flow cross-section.
  • a next method step the valve with the next smallest flow cross section in each of the active valve banks is opened and the flow path opened thereby purged, etc. These steps are repeated until all valves of the two active valve banks shown in FIG. 3 have been flushed and vented , A circuit of the pressure regulator 4 for venting the remaining part of the pressure regulator 4 is shown in Fig. 4.
  • Pressure regulator section 42 is conveyed into the tank 20 and collected there. Subsequently, in the method shown in FIG. 4, the valve having the next smaller flow area in the supply line side valve bank 411 of the pressure regulator portion 41 and the valve having the next smaller flow area of the drain line side valve bank 422 of the pressure regulator portion 42 are opened. Then, the working fluid is purged through the flow path formed thereby.
  • the valve with the next smaller flow cross section is located in the valve arrangement shown in each of the valve banks next to the previously opened valve with the largest possible flow cross-section. In a next method step, the valve with the next smallest flow cross-section in each of the active valve banks is opened and the flow path opened thereby purged, etc.
  • valves of the pressure regulator 4 are flushed and vented.

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Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Entfernen von Fremdstoffen aus einem digitalhydraulischen Druckregler eines Hydrauliksystems, insbesondere für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn. Der Druckregler hat zwei Druckreglerabschnitte (41, 42), die miteinander verbindbar sind und von denen jeder zwei Ventilbänke (411,412,421, 422) hat, von denen in jeder eine Mehrzahl einzeln schaltbarer Ventileinrichtungen (5) vorgesehen ist. Das Verfahren weist einen Schritt des Verbindens der beiden Druckreglerabschnitte (41, 42), einen Schritt des Öffnens der Ventileinrichtung mit dem größten Strömungsquerschnitt der versorgungsleitungsseitigen Ventilbank (421) des einen Druckreglerabschnitts (42), einen Schritt des Öffnens der Ventileinrichtung mit dem größten Strömungsquerschnitt der ablaufleitungsseitigen Ventilbank (412) des anderen Druckreglerabschnitts (41) und einen Schritt des Spülens des geöffneten Strömungswegs durch den Druckregler (4) mit einem mit Druck beaufschlagten Arbeitsfluid auf, während die restlichen Ventileinrichtungen geschlossen sind.

Description

VERFAHREN ZUM ENTFERNEN VON FREMDSTOFFEN AUS EINEM DIGITALHYDRAULISCHEN DRUCKREGLER EINES HYDRAULIKSYSTEMS
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Fremdstoffen aus einem digitalhydraulischen Druckregler eines Hydrauliksystems und genauer gesagt ein Verfahren zum Entfernen von Fremdstoffen aus einem digitalhydraulischen Druckregler eines Hydrauliksystems einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonmaschine.
In Papiermaschinen wird verbreitet Hydraulik als Betätigungs- und Steuerungsmittel eingesetzt; insbesondere werden Stellglieder hydraulisch angetrieben, mit denen große Kräfte mit hoher Genauigkeit eingestellt und ausgeübt werden können.
In der Regel wird ein Arbeitsfluid, z.B. Hydrauliköl verwendet, das von einer Pumpe unter Druck gesetzt wird. Die Einleitung des unter Druck stehenden Hydrauliköls in ein hydraulisches Stellglied, wie z.B. einen Hydraulikzylinder oder einen Hydraulikmotor wird typischerweise durch ein proportionales Steuerventil oder Proportionalventil gesteuert, das elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch angetrieben sein kann.
Ein solches Steuerventil hat einen verschieb- oder verlagerbaren Steuerschieber oder Steuerkolben, der in Antwort auf seine Lage in einem zugehörigen Ventilgehäuse einen Solldruck am Ausgang einstellen kann, indem der Druck von der Pumpe gelieferten Hydrauliköls heruntergeregelt wird. Die Beweglichkeit des Steuerkolbens im Ventilgehäuse erfordert zwingend ein gewisses Spiel oder Spaltmaß zwischen Steuerkolben und Ventilgehäuse, so dass eine innere Leckage des Steuerventils unvermeidbar ist. Das Spaltmaß darf nicht zu eng gewählt werden, denn sonst würde das Ventil zu anfällig gegen Verschmutzungen im Hydrauliköl .
In letzter Zeit wurden alternative Druckregler entwickelt, die in dieser Anmeldung durchgängig als digitalhydraulische Druckregler bezeichnet werden sollen.
Die Arbeitsweise der digitalhydraulischen Druckregler ist bereits weitgehend bekannt. Der verbesserten Lesbarkeit dieser Anmeldung halber wird die Arbeitsweise digitalhydraulischer Druckregler jedoch nachfolgend kurz zusammengefasst dargestellt:
Ein digitalhydraulischer Druckregler besteht im einfachen Fall aus einer Reihe parallel geschalteter Ventile, die lediglich AUF/ZU Funktion besitzen; also einfache EIN/AUS- Schaltventile sind, die einen Durchfluss zulassen oder unterbrechen und in dieser Anmeldung durchgängig als Ventile bezeichnet werden können. Die Ventile sind alle mit einer gemeinsamen Versorgungsleitung einerseits und mit einer gemeinsamen Ausgangsleitung andererseits verbunden. Die Ventile selbst können herkömmliche Solenoidventile, d.h. Ventile mit elektromagnetischem Antrieb sein. Natürlich können auch andere Antriebsformen gewählt werden.
Durch Anschluss oder Einbau von Drosselelementen bzw. durch die Ventile selbst ist dafür gesorgt, dass die Ventile unterschiedliche Strömungsquerschnitte und damit unterschiedliche Durchflüsse haben, wenn sie geöffnet sind; ein Drosselelement zusammen mit einem Ventil bildet dabei eine Ventileinrichtung aus. Wenn beispielsweise vier Ventile vorgesehen sind, so können die Durchflussraten Q in den einzelnen, jeweils von dem zugehörigen Ventil wahlweise freigebbaren Strömungsquerschnitten im Verhältnis von 1:2:4:8 zueinander stehen; bei einer größeren Anzahl von Ventilen wird diese Reihe entsprechend fortgesetzt.
Durch Öffnen und Schließen einzelner Ventile bzw. Ventilkombinationen, die auf der Basis von mathematischen Modellen von einem Rechner bestimmt und ausgewählt werden, kann nun eine sehr rasche und präzise Druckeinstellung in der Ausgangsleitung bzw. in dem daran angeschlossenen Stellglied erreicht werden. Dies wird erreicht, indem die analoge Regelkurve des eingangs geschilderten proportionalen Steuerventils durch eine digital erstellte (angenäherte) Regelkurve ersetzt wird. Diese Kurve kann wegen des Wegfalls von Nichtlinearitäten und/oder Hysterese des analogen Proportionalventils eine stufenförmig angenäherte Gerade sein, die es erlaubt, einen Regelpunkt schnell und (nahezu) überschwingungsfrei anzufahren.
Ein weiterer Vorteil der digitalhydraulischen Regelung liegt darin, dass die Ventile entweder offen oder geschlossen sind, d.h. zum Halten eines Solldrucks in einem geschlossenen (und unveränderten) System sind die Ventile einfach geschlossen und es gibt keine inneren Leckageströme. Damit besteht ein deutlicher Unterschied zum herkömmlichen Proportionalventil, das stets von einem Hydraulikölstrom durchflössen ist. Dies kostet ständig Energie für die Hydraulikpumpen, z.B. in der Papiermaschine .
Somit ist zu erkennen, dass es der Einsatz von digitalhydraulischen Druckreglern gestattet, die Hydraulikpumpen weniger oft oder kürzer zu betreiben, wodurch Energie gespart werden kann. Es kann beim Betrieb einer digitalhydraulischen Regelung, wie sie vorhergehend beschrieben wurde, dazu kommen, dass Fremdkörper in den Ventilen und/oder in den gemeinsamen Leitungen auftreten, was einen problemlosen Betrieb der Regelung störend beeinflussen kann. Derartige Fremdkörper können unter anderem beim wartungsbedingten Auswechseln eines oder mehrerer der Ventile in das System gelangen. Als Fremdkörper wird auch Luft oder Luftblasen bezeichnet, die bei erster Inbetriebnahme eines derartigen digitalhydraulischen Systems in dem System vorkommen können. Fremdkörper dieser Art müssen zum fehlerfreien Betrieb des Systems aus diesem entfernt bzw. ausgespült werden .
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Entfernen von Fremdstoffen aus einem digitalhydraulischen Druckregler eines Hydrauliksystems gelöst, das die Merkmale und Verfahrensschritte des Anspruchs 1 aufweist.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Entfernen von Fremdstoffen aus einem digitalhydraulischen Druckregler eines Hydrauliksystems, insbesondere für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, vorgeschlagen. Der Druckregler weist dabei zwei Druckreglerabschnitte auf, die miteinander beispielsweise durch ein Überströmventil verbindbar sind und von denen jeder zwei Ventilbänke hat. In jeder der Ventilbänke ist eine Mehrzahl einzeln schaltbarer Ventileinrichtungen vorgesehen, die jeweils einen anderen Strömungsquerschnitt haben. Vorzugsweise haben die Ventileinrichtungen einer jeden Ventilbank stufenweise voneinander verschiedene Strömungsquerschnitte, d.h. ein Strömungsquerschnitt einer Ventileinrichtung einer Ventilbank ist gegenüber einem Strömungsquerschnitt einer anderen Ventileinrichtung derselben Ventilbank um ein vorbestimmtes Maß größer oder kleiner. Die Ventileinrichtungen sind innerhalb einer Ventilbank parallel angeschlossen, so dass sie eine parallele Anordnung innerhalb einer Ventilbank ausbilden. Eine Ventilbank eines jeden Druckreglerabschnitts kann dabei eine Versorgungsleitung zum Versorgen des digitalhydraulischen Druckreglers mit einem mit Druck beaufschlagten Arbeitsfluid, wie z.B. Hydrauliköl und dergleichen, mit einer Reglerausgangsleitung verbinden. Die andere Ventilbank desselben Druckreglerabschnitts kann die Reglerausgangsleitung mit einer Ablaufleitung zum Ablassen des Arbeitsfluids aus dem Druckregler verbinden.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist dabei einen Schritt des Verbindens der beiden Druckreglerabschnitte, eine Schritt des Öffnens der Ventileinrichtung mit dem größten Strömungsquerschnitt der versorgungsleitungsseitigen Ventilbank des einen Druckreglerabschnitts, eine Schritt des Öffnens der Ventileinrichtung mit dem größten Strömungsquerschnitt der ablaufleitungsseitigen Ventilbank des anderen Druckreglerabschnitts und einen Schritt des Spülens des geöffneten Strömungswegs durch den Druckregler mit dem Arbeitsfluid auf, während die restlichen Ventileinrichtungen geschlossen sind.
Bei dem vorhergehend beschriebenen Verfahren wird also der längstmögliche Strömungsweg durch den Druckregler mit dem größtmöglichen Strömungsquerschnitt geöffnet und gespült, um dadurch u.a. möglichst große Fremdkörper aus dem Druckregler spülen zu können.
Um weitere Teile des Druckreglers von Fremdkörpern befreien zu können, weist das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin einen Schritt des Öffnens der Ventileinrichtung mit dem nächstkleineren Strömungsquerschnitt der versorgungsleitungsseitigen Ventilbank des einen Druckreglerabschnitts, einen Schritt des Öffnens der Ventileinrichtung mit dem nächstkleineren
Strömungsquerschnitt der ablaufleitungsseitigen Ventilbank des anderen Druckreglerabschnitts und einen Schritt des Spülens des geöffneten Strömungswegs durch den Druckregler mit dem Arbeitsfluid auf, während die restlichen Ventileinrichtungen geschlossen sind.
Die vorhergehend genannten Schritte werden vorzugsweise so oft wiederholt, bis alle Ventileinrichtungen der versorgungsleitungsseitigen Ventilbank des einen Druckreglerabschnitts und alle Ventileinrichtungen der ablaufleitungsseitigen Ventilbank des anderen Druckreglerabschnitts mit dem Arbeitsfluid einmal durchgespült und dadurch von Fremdkörpern befreit sind.
Um weitere Teile des Druckreglers von Fremdkörpern zu befreien, kann das bisher beschriebene Verfahren ferner einen Schritt des Öffnens der Ventileinrichtung mit dem größten Strömungsquerschnitt der versorgungsleitungsseitigen Ventilbank des anderen Druckreglerabschnitts, einen Schritt des Öffnens der Ventileinrichtung mit dem größten Strömungsquerschnitt der ablaufleitungsseitigen Ventilbank des einen Druckreglerabschnitts und einen Schritt des Spülens des geöffneten Strömungswegs durch den Druckregler mit dem Arbeitsfluid aufweisen, während die restlichen Ventileinrichtungen geschlossen sind.
Um die noch nicht durchspülten Ventile des Druckreglers ebenfalls zu spülen, kann das Verfahren des Weiteren einen Schritt des Öffnens der Ventileinrichtung mit dem nächstkleineren Strömungsquerschnitt der versorgungsleitungsseitigen Ventilbank des anderen Druckreglerabschnitts, einen Schritt des Öffnens der Ventileinrichtung mit dem nächstkleineren
Strömungsquerschnitt der ablaufleitungsseitigen Ventilbank des einen Druckreglerabschnitts und einen Schritt des Spülens des geöffneten Strömungswegs durch den Druckregler mit dem Arbeitsfluid aufweisen, während die restlichen Ventileinrichtungen geschlossen sind.
Die vorhergehend angeführten Schritte werden vorzugsweise so oft wiederholt, bis alle Ventileinrichtungen der versorgungsleitungsseitigen Ventilbank des anderen Druckreglerabschnitts und alle Ventileinrichtungen der ablaufleitungsseitigen Ventilbank des einen Druckreglerabschnitts gespült sind. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, das alle vorhergehend beschriebenen Schritte aufweist, ist es möglich, alle Ventileinrichtungen und alle diese verbindenden Leitungen mit dem Arbeitsfluid zu spülen, um alle Fremdstoffe aus dem digitalhydraulischen Druckregler zu entfernen.
Das mit Druck beaufschlagte Arbeitsfluid gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vor dem Spülen vorzugsweise in einem Druckspeicher gespeichert. Dabei ist es weiterhin vorzuziehen, dass das Arbeitsfluid durch eine Pumpe mit Druck beaufschlagt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist darüber hinaus vorzugsweise einen Schritt des Auffangens des Arbeitsfluids nach dem Schritt des Spülens in einem Tank zur Speicherung von drucklosem Arbeitsfluid auf.
Die Erfindung wird nachfolgend hinsichtlich verschiedener Aspekte anhand von beispielhaften Ausgestaltungen nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt: Fig. 1 einen Abschnitt eines Hydrauliksystems mit einem Druckspeicher, einem digitalhydraulischen Druckregler und einem hydraulischen Differentialzylinder in einem schematischen Schaltbild;
Fig. 2 das in Fig. 1 gezeigte Schaltbild, bei dem ein geöffneter Strömungsweg zum Spülen des in Fig. 1 gezeigten Druckreglers bei einer bestimmten Schaltung von Ventilen des Druckreglers gezeigt ist;
Fig. 3 das in Fig. 1 gezeigte Schaltbild, bei dem ein Strömungsweg zum Entlüften eines Teils des in Fig. 1 gezeigten Druckreglers bei einer bestimmten Schaltung von Ventilen des Druckreglers gezeigt ist; und
Fig. 4 das in Fig. 1 gezeigte Schaltbild, bei dem ein Strömungsweg zum Entlüften eines anderen Teils des in Fig. 1 gezeigten Druckreglers bei einer bestimmten Schaltung von Ventilen des Druckreglers gezeigt ist.
In der nachfolgenden Figurenbeschreibung werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, so dass die allgemeine Funktionsbeschreibung lediglich anhand einer Figur vorgenommen und dann darauf verwiesen wird. Wenn ferner im nachfolgenden Text von einem Druckregler die Rede ist, so ist dieser, wenn nichts anderes gesagt ist, ein digitalhydraulische Druckregler, der unter Verwendung des eingangs der Beschreibung erläuterten digitalhydraulischen Prinzips arbeitet.
Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines Hydrauliksystems mit einem Druckspeicher 11, einem digitalhydraulischen Druckregler 4 und einem hydraulischen Differentialzylinder 3 in einem schematischen Schaltbild. Ein Versorgungsabschnitt 1 mit einem Pumpendruckspeicher 11, einer Pumpe 16 und einem Tank 20 versorgt den Druckregler 4 mit einem mit Druckbeaufschlagten Arbeitsfluid. Der Druckregler 4 weist zwei Druckreglerabschnitte 41, 42 zum Betrieb eines Differentialzylinders 3 auf. Sensoren 19 erfassen anhand von Ausgangsleitungen 413, 423 den Druck in den beiden Druckkammern 31 und 34 des Differentialzylinders 3, die durch einen Kolben 33 mit einer Kolbenstange 36 getrennt sind. Der Druck in der stangenseitigen Druckkammer 31 wirkt auf die stangenseitige Kolbenfläche 32, während der Druck in der kolbenseitigen Druckkammer 34 auf die Kolbenfläche 35 drückt. Mit den Druckreglerabschnitten 41 und 42 können Füllmenge und Druck in den beiden Druckkammern 31 und 34 eingestellt werden, damit die Kolbenstange 36 in der gewünschten Stellung und mit der gewünschten Kraft mit einem daran angeschlossenen Maschinenelement (nicht gezeigt) zusammenwirkt. Jeder Druckreglerabschnitt 41, 42 ist mit einer Versorgungsleitung 43, mit einer jeweiligen Ausgangsleitung
413, 423 und mit einer jeweiligen Ablaufleitung 414, 424 verbunden. Des Weiteren weist jeder Druckreglerabschnitt 41, 42 eine versorgungsleitungsseitige Ventilbank 411, 421 und eine ablaufleitungsseitige Ventilbank 412, 422 auf. Dabei kann, je nachdem, ob Ventile der Bänke offen oder geschlossen sind, die versorgungsseitige Ventilbank 411, 421 die Versorgungsleitung 43 mit der jeweiligen Ausgangsleitung 413, 423 verbinden. Analog dazu kann die ablaufleitungsseitige Ventilbank 412, 422 die jeweilige Ausgangsleitung 413, 423 mit der jeweiligen Ablaufleitung
414, 424 verbinden.
Der Druck in der Druckversorgung 1, von dem ausgehend der Zylinder 3 zu steuern ist, wird mittels Drucksensor 14 gemessen und davon ausgehend wird der Solldruck in den Druckkammern 31 und 34 eingestellt. Mit 45 ist ein Überströmventil bezeichnet, das eine Verbindung der beiden Druckkammern 31 und 34 wahlweise zulässt. Die Funktion dieses Überströmventils 45, das auf Durchgang geschaltet werden kann, trennt im geschlossenen Zustand die Reglerabschnitte 41, 42 und die Druckkammern 31, 34 voneinander. Wenn das Überströmventil 45 öffnet, sind die beiden Druckkammern miteinander verbunden oder kurzgeschlossen. In der Regel liegt an der Kolbenstange eine Last oder Kraft an, die bestrebt ist, die Kolbenstange in den Zylinder hinein zu drücken. Soll nun die Kolbenstange der Last folgend in den Zylinder eingezogen werden, wie dies beispielsweise beim Öffnen eines Walzenspalts auftritt, so wird das Überströmventil 45 geöffnet und die Steuerventile des kolbenstangenseitigen Reglerabschnitts bleiben geschlossen. Das Arbeitsfluid strömt also zum Teil in die kolbenseitige Druckkammer 31 und teilweise in den Tank (nicht gezeigt) . Der Abfluss in den Tank wird vom zylinderseitigen Reglerabschnitt 42 gesteuert und damit die Absenkgeschwindigkeit der Kolbenstange kontrolliert.
Fig. 2 zeigt einen durch das erfindungsgemäße Verfahren geöffneten Strömungsweg, bei dem das mit Druck beaufschlagte Arbeitsfluid von der Pumpe 16 über die Versorgungsleitung 43 durch das Ventil mit dem größten Strömungsquerschnitt, in diesem Beispiel mit einem Strömungsquerschnittsdurchmesser von 1,5mm, der versorgungsleitungsseitigen Ventilbank 421 des Druckreglerabschnitts 42 in die Ausgangsleitung 423 gefördert wird. Da die Ausgangsleitung 423 des Druckreglerabschnitts 42 über das geöffnete Überströmventil 45 mit der Ausgangsleitung 413 des Druckreglerabschnitts 41 in Verbindung steht, wird das Arbeitsfluid in die Ausgangsleitung 413 und weiter durch das Ventil mit dem größten Strömungsquerschnitt, in diesem Beispiel mit einem Strömungsquerschnittsdurchmesser von 1,5mm, der ablaufleitungsseitigen Ventilbank 412 des
Druckreglerabschnitts 41 in den Tank 20 gefördert und dort gesammelt. Bei diesem Vorgehen wird ein Durchspülen des längsten Strömungswegs mit dem größtmöglichen Strömungsquerschnitt des Druckreglers 4 erreicht, wobei in den durchspülten Teilen des Druckreglers 4 vorhandene Fremdstoffe ausgespült und damit aus dem Druckregler 4 entfernt werden.
Eine Schaltung des Druckreglers 4 zum Entlüften eines ersten Teils des Druckreglers 4 ist in Fig. 3 gezeigt. Wie es in Fig. 2 gezeigt und vorhergehend beschrieben ist, wird zuerst der längste Strömungsweg mit dem größtmöglichen Strömungsquerschnitt des Druckreglers 4 durchspült. Anschließend wird bei dem in Fig. 3 gezeigten Verfahren das Ventil mit dem nächstkleineren Strömungsquerschnitt in der versorgungsleitungsseitigen Ventilbank 421 des Druckreglerabschnitts 42 und das Ventil mit dem nächstkleineren Strömungsquerschnitt der ablaufleitungsseitigen Ventilbank 412 des Druckreglerabschnitts 41 geöffnet. Dann wird das Arbeitsfluid durch den dadurch ausgebildeten Strömungsweg gespült. Das Ventil mit dem nächstkleineren Strömungsquerschnitt befindet sich bei der gezeigten Ventilanordnung in jeder der Ventilbänke neben dem vorhergehend geöffneten Ventil mit dem größtmöglichen Strömungsquerschnitt. In einem nächsten Verfahrensschritt wird das Ventil mit dem wiederum nächstkleineren Strömungsquerschnitt in jeder der aktiven Ventilbänke geöffnet und der dadurch geöffnete Strömungsweg gespült, usw. Diese Schritte werden so oft wiederholt, bis alle Ventile der beiden in Fig. 3 gezeigten aktiven Ventilbänke durchgespült und entlüftet sind. Eine Schaltung des Druckreglers 4 zum Entlüften des verbleibenden Teils des Druckreglers 4 ist in Fig. 4 gezeigt. Analog zu Fig. 3 wird zuerst der längste Strömungsweg mit dem größtmöglichen Strömungsquerschnitt des Druckreglers 4 durchspült, indem das mit Druck beaufschlagte Arbeitsfluid von der Pumpe 16 über die Versorgungsleitung 43 durch das Ventil mit dem größten Strömungsquerschnitt der versorgungsleitungsseitigen Ventilbank 422 des Druckreglerabschnitts 41 in die Ausgangsleitung 413 gefördert wird. Da die Ausgangsleitung 413 des Druckreglerabschnitts 41 über das geöffnete Überströmventil 45 mit der Ausgangsleitung 423 des Druckreglerabschnitts 42 in Verbindung steht, wird das Arbeitsfluid in die Ausgangsleitung 423 und weiter durch das Ventil mit dem größten Strömungsquerschnitt der ablaufleitungsseitigen Ventilbank 422 des
Druckreglerabschnitts 42 in den Tank 20 gefördert und dort gesammelt. Anschließend wird bei dem in Fig. 4 gezeigten Verfahren das Ventil mit dem nächstkleineren Strömungsquerschnitt in der versorgungsleitungsseitigen Ventilbank 411 des Druckreglerabschnitts 41 und das Ventil mit dem nächstkleineren Strömungsquerschnitt der ablaufleitungsseitigen Ventilbank 422 des Druckreglerabschnitts 42 geöffnet. Dann wird das Arbeitsfluid durch den dadurch ausgebildeten Strömungsweg gespült. Das Ventil mit dem nächstkleineren Strömungsquerschnitt befindet sich bei der gezeigten Ventilanordnung in jeder der Ventilbänke neben dem vorhergehend geöffneten Ventil mit dem größtmöglichen Strömungsquerschnitt. In einem nächsten Verfahrensschritt wird das Ventil mit dem wiederum nächstkleineren Strömungsquerschnitt in jeder der aktiven Ventilbänke geöffnet und der dadurch geöffnete Strömungsweg gespült, usw. Diese Schritte werden so oft wiederholt, bis alle Ventile des Druckreglers 4 durchgespült und entlüftet sind. Alternativ zu dem vorhergehend beschriebenen Aufbau des Druckreglers 4 ist es nicht zwingend erforderlich, dass die Ventile einer Ventilbank mit absteigend großem Strömungsquerschnitt nebeneinander angeordnet sein müssen. Es wäre auch denkbar, eine willkürlich Anordnung der Ventile in jeder Ventilbank vorzusehen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Entfernen von Fremdstoffen aus einer Rohrleitung eines Hydrauliksystems, insbesondere für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, wobei ein digitalhydraulischer Druckregler (4) zwei Druckreglerabschnitte (41, 42) hat, die miteinander verbindbar sind und von denen jeder zwei Ventilbänke (411, 412, 421, 422) hat, von denen in jeder eine Mehrzahl einzeln schaltbarer Ventileinrichtungen (5) vorgesehen ist, die jeweils einen anderen Strömungsquerschnitt haben und die innerhalb einer Ventilbank parallel angeschlossen sind, und von denen die eine Ventilbank (411, 421) eine Versorgungsleitung (43) mit einer Reglerausgangsleitung (413, 423) verbinden kann und die andere Ventilbank (412, 422) die Reglerausgangsleitung (413, 423) mit einer Ablaufleitung (414, 424) verbinden kann, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Verbinden der beiden Druckreglerabschnitte (41, 42), Öffnen der Ventileinrichtung mit dem größten Strömungsquerschnitt der versorgungsleitungsseitigen Ventilbank (421) des einen Druckreglerabschnitts (42),
Öffnen der Ventileinrichtung mit dem größten Strömungsquerschnitt der ablaufleitungsseitigen Ventilbank (412) des anderen Druckreglerabschnitts (41), und
Spülen des geöffneten Strömungswegs durch den Druckregler (4) mit einem mit Druck beaufschlagten Arbeitsfluid, während die restlichen Ventileinrichtungen geschlossen sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner die folgenden Schritte aufweist:
Öffnen der Ventileinrichtung mit dem nächstkleineren Strömungsquerschnitt der versorgungsleitungsseitigen Ventilbank (421) des einen Druckreglerabschnitts (42), Öffnen der Ventileinrichtung mit dem nächstkleineren Strömungsquerschnitt der ablaufleitungsseitigen Ventilbank (412) des anderen Druckreglerabschnitts (41), und
Spülen des geöffneten Strömungswegs durch den Druckregler (4) mit dem Arbeitsfluid, während die restlichen Ventileinrichtungen geschlossen sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die in Anspruch 2 angeführten Schritte wiederholt werden, bis alle Ventileinrichtungen (5) der versorgungsleitungsseitigen Ventilbank (421) des einen Druckreglerabschnitts (42) und alle Ventileinrichtungen der ablaufleitungsseitigen Ventilbank (412) des anderen Druckreglerabschnitts (41) gespült sind.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Verfahren des Weiteren die folgenden Schritte aufweist:
Öffnen der Ventileinrichtung mit dem größten Strömungsquerschnitt der versorgungsleitungsseitigen Ventilbank (411) des anderen Druckreglerabschnitts (41),
Öffnen der Ventileinrichtung mit dem größten Strömungsquerschnitt der ablaufleitungsseitigen Ventilbank (422) des einen Druckreglerabschnitts (42), und
Spülen des geöffneten Strömungswegs durch den Druckregler (4) mit dem Arbeitsfluid, während die restlichen Ventileinrichtungen geschlossen sind.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren des Weiteren die folgenden Schritte aufweist:
Öffnen der Ventileinrichtung mit dem nächstkleineren Strömungsquerschnitt der versorgungsleitungsseitigen Ventilbank (411) des anderen Druckreglerabschnitts (41),
Öffnen der Ventileinrichtung mit dem nächstkleineren Strömungsquerschnitt der ablaufleitungsseitigen Ventilbank (422) des einen Druckreglerabschnitts (42), und Spülen des geöffneten Strömungswegs durch den Druckregler (4) mit dem Arbeitsfluid, während die restlichen Ventileinrichtungen geschlossen sind.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die in Anspruch 5 angeführten Schritte wiederholt werden, bis alle Ventileinrichtungen der versorgungsleitungsseitigen Ventilbank (411) des anderen Druckreglerabschnitts (41) und alle Ventileinrichtungen der ablaufleitungsseitigen Ventilbank (422) des einen Druckreglerabschnitts (42) gespült sind.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Ventileinrichtungen (5) einer jeden Ventilbank stufenweise voneinander verschiedene Strömungsquerschnitte haben .
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Arbeitsfluid vor dem Spülen in einem Druckspeicher (11) gespeichert ist.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Arbeitsfluid durch eine Pumpe (16) mit Druck beaufschlagt wird.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ferner den folgenden Schritt aufweist:
Auffangen des Arbeitsfluids nach dem Schritt des Spülens in einem Tank (20) zur Speicherung von drucklosem Arbeitsfluid.
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