CS206637B1 - Dvouokruhový bezpečnostní ventil, zejména pro tlaková brzdová za' řízení motorových vozidel - Google Patents

Description

Vynález se týká dvouokruhového bezpečnostního ventilu, zejména pro oblast techniky motorových vozidel. Lze jej však využít i u stacionárních nebo mobilních zařízení, pracujících s tlakovým prostředím. Nej výhodnější objekty použití jsou, například dvouokruhová tlaková brzdová zařízení užitkových vozidel.

Jsou již známé dvouokruhové bezpečnostní ventily, které při použití toliko jednoho zdroje tlakové energie zajišťují dva na sobě nezávislé tlakové okruhy tak, že při poruše jednoho z nich zůstává druhý okruh zcela nebo alespoň zčásti schopný funkce.

K tomu účelu se zpravidla používá pro každý z okruhů jeden přepouštěcí ventil. Hlavní nevýhoda tohoto uspořádání spočívá v tom, že je třeba použít alespoň dvou stavěčích pružin s různou možností nastavení a že je třeba seřizovat bezpečnostní tlaky v každém okruhu odděleně. Pochopitelně se přitom vyskytnou toleranční rozdíly, takže nelze vždy spolehlivě zajistit doplňování toho okruhu, který zůstal neporušen, nebo je třeba se smířit s velkými ztrátami prosakováním. Mimoto tato zařízení často vstupují v činnost jen při relativně velkém proudění tlakového prostředí, to je při velkých ztrátách kapaliny, ale nejsou spolehlivá při téměř statickém poklesu tlaku.

Pokud není dodáváno tlakové prostředí ze zdroje energie tlaku, například při zastaveném motoru, může unikat netěsným místem tlakové prostředí z obou tlakových okruhů, to znamená že se mohou vyprázdnit oba akumulátory energie.

Účelem vynálezu je dosažení vyšší spolehlivosti při poruše jednotlivých tlakových okruhů, zejména u dvouokruhových brzdových zařízení motorových vozidel. Tím se má zvýšit bezpečnost silničního provozu. Při poruše jednoho z okruhů má zůstat druhý okruh plně schopný funkce. Tak má bezpečnostní ventil podle vynálezu zajistit větší spolehlivost než až dosud známé ventily tohoto typu.

Vynález si klade za úkol zajistit, při použití jednoho zdroje energie a dvou akumulátorů energie, dva na sobě nezávislé okruhy tlakového prostředí tak, aby tlak v neporušeném okruhu za žádných okolností neklesl pod minimální hodnotu, a aby se zabránilo velkým ztrátám tlakového prostředí prosakováním. Úkolem vynálezu je rovněž zajistit samočinné doplnění tlakového okruhu tlakovým prostředím po provedení opravy a vytvoření toliko jednoho seřizovacího ústrojí pro oba tlakové okruhy.

Vytčený úkol řeší dvouokruhový bezpečnostní ventil podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že jedna nebo několik tlač206637 ných stavěčích pružin mají společné seřizování a působí prostřednictvím pístu na dvě navzájem protilehle uspořádaná sedla ventilu. Mezi těmito sedly ventilu je upravena plovoucí deska, uzavírající každou stranou vrtání ventilu, přiřazené vždy k jednomu tlakovému okruhu. Jedno z vrtání ventilu je přitom upraveno v pístu, zatíženém stavěči pružinou, přičemž toto vrtání je spojeno s příčným vrtáním téhož pístu. Prostřednictvím tohoto příčného vrtání a potrubí, vyúsťujícího v tělese ventilu, je vytvořeno spojení s akumulátorem tlakového prostředí. Příčné vrtání v pístu je utěsněno příslušnými manžetami.

Druhé vrtání je protilehle k pístu uspořádáno ve dnu tělesa ventilu nebo v dalším pístu a spojuje systém s druhým zásobníkem tlakového prostředí.

Plovoucí deska má na obou stranách po jednom krátkém zdvihátku, které je s axiální vůlí upevněno buď v pístu, zatíženém stavěči pružinou, nebo protilehle ve dnu tělesa ventilu nebo v dalším pístu.

Na jedné straně plovoucí desky lze uspořádat malou přídavnou pružinu, která se opírá jedním svým koncem o plovoucí desku a druhým koncem o přídavný píst nebo o dno tělesa ventilu., V úrovni plovoucí desky je uspořádána přípojka ze zdroje tlakového prostředí.

Na té straně plovoucí desky, která je protilehlá k malé přídavné pružině, lze k okruhu, přiřazenému k této straně, upravit škrticí Obchozí vrtání, případně lze přímo v plovoucí desce upravit příčné škrticí vrtání, vyúsťující do axiálního vrtání nebo axiálních vrtání, v nichž jsou uloženy zpětné ventily, otevírající se ve směru k příslušnému tlakovému okruhu.

Protilehle k pístu, zatíženému stavěči pružinou, lze uspořádat místo dna tělesa ventilu další přídavný píst. Dno tělesa ventilu je potom pod tímto přídavným pístem. Příslušnými manžetami, nebo těsněními, odděluje potom přídavný píst prostor tlakového okruhu spojený se zdrojem energie. Přídavný píst se opírá o dno tělesa ventilu prostřednictvím slabé, neseřizovatelné, tlačné pružiny. Zdvih přídavného pístu je na jedné straně omezen dnem tělesa ventilu a na druhé straně horním dorazem ve válci. Tím je zdvih přídavného pístu menší než zdvih pístu zatíženého stavěči pružinou.

Spínací kontakt, upravený na tělese ventilu, nebo obdobné ovládání spínače, může být uváděno v činnost pístem zatíženým stavěči pružinou a tak lze signalizovat defekt jednoho z okruhů.

Uspořádání podle vynálezu vyžaduje pro oba okruhy toliko jedno seřizovači ústrojí. Uspořádáním plovoucí desky je samočinně otevřeno jedno nebo obě ventilová sedla, avšak porouchaný okruh je automaticky uzavírán. Pořadí otevírání a uzavírání okruhů lze stanovit různými průměry ventilových sedel nebo prostřednictvím přídavných, neseřizovatelných pružin.

Při uspořádání přídavného pístu je síla stavitelné pružiny při uzavírání ventilových sedel větší než při jejich otevírání.

Spínacím kontaktem, zasahujícím do tělesa ventilu, lze signalizačním zařízením spolehlivě oznámit poruchu v jednom z obou okruhů. Uvedenými výhodami se zvětší spolehlivost a bezpečnost těch vozidel, která budou dvouokruhovým bezpečnostním ventilem podle vynálezu opatřena.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na dvou příkladech provedení ve spojení s výkresovou částí.

Na obr. 1 je znázorněn řez dvouokruhovým bezpečnostním ventilem s obchozím vrtáním a na obr. 2 je znázorněn řez dvouokruhovým bezpečnostním ventilem s přídavným pístem, obchozími vrtáními a zpětnými ventily.

Jak je patrno z obr. 1, je v tělese 1 ventilu uspořádána stavěči pružina 2, nebo stavěči pružiny 2 a jejich seřizovači šroub 3.

Stavěči pružina 2 se opírá jednak o těleso 1 ventilu a jednak o píst 4. V pístu 4 je upraveno příčné vrtání 5, které je spojeno s vrtáním 6 ventilu. V úrovni příčného vrtání 5 je v tělese 1 ventilu uspořádána přípojka pro první tlakový okruh I.

Píst 4 je opatřen těsnicími prvky 7 a 8. První těsnicí prvek 7 může těsnit toliko v jednom směru, zatímco druhý těsnicí prvek 8 musí těsnit v obou směrech.

Plovoucí deska 9 je vedena s axiální vůlí krátkými zdvihátky 10, 11. Její axiální vůle jé vymezena dorazy 12 a 13.

V plovoucí desce 9 je upraveno škrticí obchozí vrtání 14. Místo něho lze upravit i vrtání 14a.

V úrovni plovoucí desky 9 je v tělese 1 ventilu uspořádán přívod III od zdroje tlakové energie. Ve dnu tělesa 1 ventilu je uspořádána- přípojka pro druhý tlakový okruh II.

Mezi horním zdvihátkem 10 a mezi pístem 4 je uspořádána malá pružina 15. Sedla 16, 17 přepouštěcího ventilu jsou uspořádána proti sobě.

V tělese 1 ventilu je uspořádán ovládací kolík 25 pro obsluhu, kontrolního zařízení.

Pokud není v zařízeni tlak, jsou sedla 16, 17 přepouštěcího ventilu působením síly stavěči pružiny 2 uzavřena plovoucí deskou 9. Působením pružiny 15 je uzavírací síla na druhém sedle 17 přepouštěcího ventilu nepatrně větší než na prvním sedle 16 přepouštěcího ventilu.

Proudí-li ze zdroje energie tlakové prostředí do ventilu, působí tlak nejprve na prstencovou plochu pístu 4, která je vytvořena mezi uzavřeným prvním sedlem 16 přepouštěcího ventilu a vnějším průměrem pístu 4.

Jakmile se dosáhne určitého otevíracího tlaku, přesune se píst 4 proti síle stavěči pružiny 2 a pružiny 15 vzhůru.

První sedlo 16 přepouštěcího ventilu se nadzdvihne od plovoucí desky 9. Působením síly pružiny 15 zůstane druhé sedlo 17 přepouštěcího ventilu ještě uzavřeno. Tlakové prostředí ze zdroje energie protéká Vrtáními 6 a 5 do prvního tlakového okruhu I.

Škrticím obchozím vrtáním 14 se dostává velmi malé množství tlakového prostředí také do druhého tlakového okruhu II.

Jakmile je první sedlo 16 přepouštěcího ventilu otevřeno, působí tlak na celou plochu pístu 4. Tímto tlakem je současně uzavřeno druhé sedlo 17 přepouštěcího ventilu.

Při dalším zvýšení tlaku se pohybuje píst 4 dále vzhůru a prostřednictvím horního dorazu 12 nadzdvihne druhé sedlo 17 přepouštěcího ventilu, čímž může tlakové prostředí proudit i do druhého tlakového okruhu II. Zdvih pístu 4 je omezen dorazy 12 a 13.

Vznikne-li, například v prvním tlakovém okruhu I, porucha, proudí nejdříve tlakové prostředí jak ze zdroje III energie, tak i z druhého tlakového okruhu II přes první tlakový okruh I do odpadu nebo uniká. Hladina tlaku klesá. Píst 4 se pohybuje směrem dolů a nejprve se uzavře druhé sedlo 17 přepouštěcího ventilu a po něm i první sedlo 16 přepouštěcího ventilu.

Vzhledem k poruše a unikání tlakového prostředí v prvním tlakovém okruhu I a vzhledem ke Zbytkovému tlaku v druhém tlakovém okruhu II vznikne na plovoucí desce 9 přebytek síly ve směru pístu 4, čímž se při dalším přítoku tlakového prostředí druhé sedlo 17 přepouštěcího ventilu opět otevře, zatímco první sedlo 16 přepouštěcího ventilu zůstane uzavřeno a zabrání tak dalšímu přítoku tlakového prostředí do poškozeného prvního tlakového okruhu I.

Při dalším vzrůstu tlaku se pohybuje píst 4 znovu vzhůru až do dosednutí na spodní doraz 13. Potom vznikající vzrůst tlaku vede k uvolnění prvního sedla 16 přepouštěcího ventilu, čímž je druhý tlakový okruh zajištěn stanoveným tlakem a toliko přebytečné tlakové prostředí se dopravuje přes první sedlo přepouštěcího ventilu do netěsného prvního tlakového okruhu I.

Při poruše druhého tlakového okruhu II je činnost podobná.

Má-li se při poruše v prvním tlakovém okruhu naplnit zařízení, ve kterém není tlak, musí obchozím vrtáním 14 proudit do prvního tlakového okruhu tlakové prostředí tak dlouho, až se tlakem, vytvořeným ve druhém tlakovém okruhu, otevře druhé sedlo přepouštěcího ventilu, zatímco první sedlo 16 přepouštěcího ventilu zůstává uzavřeno.

Při uzavřených sedlech 16, 17 přepouštěcího ventilu není možné proudění tlakového prostředí mezi oběma tlakovými okruhy. Tím se při poruše jednoho z tlakových okruhů zachovává určitý tlak v neporušeném tlakovém okruhu i bez dodatečné dodávky ze zdroje energie.

Jakmile se dosáhne v zařízení provozního tlaku, vytlačí píst 4 ovládací kolík 25 ven, takže kontrolní zařízení, například spínač, ukáže připravenost obou tlakových okruhů pro provoz.

Jakmile je tlak v zařízení menší než tlak provozní, pohne se píst 4 směrem dolů, což znamená, že se ovládací kolík 25 pohne dovnitř a kontrolní zařízení okamžitě signalizuje poruchu jednoho z obou tlakových okruhů.

U příkladu provedení podle obr. 2 je základní provedení podle obr. 1 doplněno přídavným pístem 18 a dvěma zpětnými ventily 19, 20, otevírajícími ve směru k tlakovým okruhům, které jsou, jak je to v příkladu provedení znázorněno, upraveny v plovoucí desce 9.

Přídavný píst 18 má vhodné těsnicí prvky 21, které těsní v obou směrech. Zdvih přídavného pístu 18 je na jedné straně omezen dnem tělesa 1 ventilu a na druhé straně dorazem 22.

Mezi dnem tělesa 1 ventilu a mezi přídavným pístem 18 je uložena malá pružina 23. Je účelné volit sílu pružiny 23 nepatrně větší než sílu pružiny 15.

Pokud v zařízení není tlak, jsou sedla 16, přepouštěcího ventilu působením síly stavěči pružiny 2 uzavřena a přídavný píst 18 je tlačen ke dnu tělesa 1 ventilu.

Jakmile začne proudit tlakové prostředí ze zdroje III energie do ventilu, působí tlak néjprve na prstencové plochy pístů 4 a 18, které jsou mezi uzavřenými sedly 16 a 17 přepouštěcího ventilu a mezi vnějšími průměry pístu 4,18.

Škrticími vrtáními 24 proudí nepatrná množství tlakového prostředí do prvního i do druhého tlakového okruhu.

Přídavný píst 18 je držen tlakem tlakového prostředí ve své výchozí poloze.

Jakmile ise dosáhne otevíracího tlaku, je píst 4 zatlačen proti síle pružin 2 a 15 směrem vzhůru. První sedlo 16 přepouštěcího ventilu se nadzdvihne nad plovoucí desku 9. První tlakový okruh I se naplní.

Píst 4 se dále zdvihá, až nadzdvihne přes horní doraz 12 i plovoucí desku 9 a uvolní druhé sedlo 17 přepouštěcího ventilu. Potom proudí tlakové prostředí druhým sedlem 17 přepouštěcího ventilu do druhého tlakového okruhu. Tím dojde k vyrovnání tlaků na horní a spodní ploše přídavného pístu 18, na který tak působí toliko síla pružiny 23, takže se přídavný píst 18 zatlačí vzhůru. Tím se pohybují písty 4 a 18 při plnění druhého tlakového · okruhu vzhůru, až přídavný píst dosáhne dorazu 22. Při dalším vzrůstu tlaku se nyní sedlo 17 přepouštěcího ventilu úplně otevře. Zdvih pístu 4 je omezen dorazy 12 a 13.

Dojde-li k poruše prvního tlakového okruhu, poklesne celková hladina tlaku. Píst 4 se pohybuje směrem dolů. Nejprve uzavře druhé sedlo 17 přepouštěcího ventilu a potom i první sedlo 16 přepouštěcího ventilu. Při další dodávce tlakového prostředí zůstane první sedlo 16 přepouštěcího ventilu uzavřeno, zatímco druhé sedlo 17 přepouštěcího ventilu se zase otevře. Přídavný píst 18 může

V průběhu této činnosti zůstat ve své koncové poloze na dorazu 22.

Škrticím vrtáním 24 proudí nepatrné množství tlakového prostředí do odpadu nebo uniká.

Ve srovnání s příkladem provedení podle obr. 1 otevírá první sedlo 16 přepouštěcího ventilu jen při vysokém tlaku nebo teprve tehdy, pokud je zařízení, ve kterém nebyl tlak, nově naplněno nebo až se po opravené poruše vytvoří v prvním tlakovém okruhu znovu tlak přívodem tlakového prostředí přes škrticí vrtání 24.

Při poruše ve druhém tlakovém okruhu je činnost obdobná. Rozdíl spočívá v tom, že přídavný píst 18 je zatlačen zpět do své výchozí polohy a opírá se tak zcela o dno tělesa ventilu, činnost zpětných ventilů 16 a 20 zajišťuje, že při uzavřených sedlech 16 a 17 přepouštěcího ventilu nemůže dojít k proudění tlakového prostředí mezi tlakovými okruhy.

Další výhoda provedení podle obr. 2, ve srovnání s provedením podle obr. 1, spočívá v tom, že pohyb přídavného pístu 18 z jeho spodní výchozí polohy do horní koncové polohy způsobuje, že uzavírací síla stavěči pružiny 2 pro uzavírání sedel 16 a 17 přepouštěcího ventilu je větší než síla pro jejich otevírání.

Uvedená změna potřebné síly se využije pro stanovení optimálních rozměrů průměrů pístů v závislosti na otevíracím a zabezpečovacím tlaku.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU,

   1. Dvouokruhový bezpečnostní ventil, zejména pro tlaková brzdová zařízení motorových vozidel, vyznačený tím, že v tělese (1) ventilu s druhým sedlem (17) přepouštěcího ventilu, uspořádaným u dna tělesa (1) ventilu, je uspořádán píst (4), který je opatřen vrtáními (5, 6) a prvním sedlem (16) přepouštěcího ventilu á o který se opírá alespoň jedna tlačná, stavěči pružina (2) , a že na plovoucí desce (9), která je uspořádána mezi s různým nebo stejným průměrem vytvořenými sedly (16, 17) přepouštěcím ventilu a je opatřena škrticím vrtáním (14, 24), je pevně uspořádáno jednak horní zdvihátko (10), o které se opírá pružina (15) a které je omezeno horním dorazem (12), a jednak k hornímu zdvihátku (10) protilehlé spodní zdvihátko (11), omezené spodním dorazem (13).
2. 2. Dvouokruhový bezpečnostní ventil podle bodu 1, vyznačený tím, že k sedlům (16, 17) přepouštěcích ventilů je přiřazeno společné škrticí vrtání (24), uspořádané v paralelním potrubí, a navzájem paralelně zapojené zpětné ventily (19, 20), a že mezi plovoucí deskou (9) a dnem tělesa (1) ventilu je uspořádán přídavný píst (18), o který se opírá pružina (23) a který je opatřen sedlem (17) přepouštěcího ventilu a spodním dorazem (13).
3. 3. Dvouokruhový bezpečnostní ventil podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že na tělese (1) ventilu je uspořádán spínací kontakt, spojený se signalizačním zařízením.