Prüfstand zur Vermessung der Ansteuerung großer Ventile
Ventile großer Nenngrößen werden heutzutage in der Regel mittels einer hydraulischen Vorsteuerung betätigt. Diese zeichnet sich durch eine ausgezeichnete Leistungsdichte und hohe erreichbare Kräfte aus. Aufgrund der zunehmenden Leistungsdichte elektromechanischer Aktoren stellen diese jedoch immer mehr eine Alternative zur hydraulischen Vorsteuerung dar. Ziel des Forschungsprojektes „Elektromechanischer Ansteuerung großer Schaltventile“ war die Analyse der Vor- und Nachteile unterschiedlicher Elektromechanischer Aktoren für die Ansteuerung großer Schaltventile.
Ermittlung der Anforderungen
Der Prüfstand dient als Basis um die Anforderungen an eine elektromechanische Stelleinheit für Ventile großer Nenngrößen zu ermitteln
Der Prüfstand erlaubt einerseits die detaillierte Untersuchung des hydraulischen Vorsteuerprozesses hinsichtlich der Schaltgeschwindigkeit, dem Verlauf des Strombedarfs der Vorsteuerstufe, sowie dem Druckverlauf in der Vorsteuerkammer. Anderseits ist, mittels einer eigens dafür konstruierten elektromechanischen Ansteuerung, auch die Vermessung der auf den Ventilschieber wirkenden Kräfte (Summe aus Strömungs- und Reibungskräfte) in Abhängigkeit von der Position möglich. Dazu ist der Prüfstand mit Drucksensoren, Temperatursensoren und einem Volumenstromsensor ausgestattet. Mittels eines Druckbegrenzungsventils kann die Druckdifferenz am Testventil eingestellt werden. Der Prüfstand ist für Volumenströme bis zu 600 l/min und Drücken von bis zu 320 bar ausgelegt.
Elektromechanischer Ventilaktor
Weiterhin ist der Prüfstand auf die Ansteuerung von drei konstruierten Funktionsmuster elektromechanischer Aktoren für die Ansteuerung eines Ventils des Nenngröße 25 ausgelegt. Am Prüfstand konnte für jeden der drei Aktoren ein Funktionsnachweis für unterschiedliche Betriebsszenarien erbracht werden und weitere Kenntnis über den Betrieb erlangt werden.
Dabei wurde die Performance der elektromechanischen Aktoren, hinsichtlich Stellzeit, Rückstellzeit und Energiebedarf mit der Performance der hydraulischen Vorsteuerung verglichen.