CS218206B1 - Zařízení k řízení průtoku z jednoho zdroje ke dvěma spotřebičům - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení k řízení průtoku z jednoho zdroje ke dvěma spotřebičům, primárnímu a sekundárnímu, spojeného vstupní větví s hydrogenerátorem a výstupními větvemi se spotřebiči.

Dhsud známými zařízeními vykazujícími obdobné účinky jsou trojcestné či čtyřcestné stabilizátory průtoku, které 1 při kolísajícím průtoku zdroje — vyvolaném například změnou otáček motorů zdroje — zabezpečují trvale stálý průtok k přednostně zásobovanému — primárnímu spotřebiči. Přitom zbytek průtoku je veden buď k druhotně zásobenému — sekundárnímu spotřebiči, nebo do nádrže.

Jiná z uvedených zařízení — takzvané prioritní ventily — usměrňují průtok ze zdroje k primárnímu spotřebiči, když ténto pracuje, jinak ho· usměrňují k sekundárnímu spotřebiči.

Uvedená zařízení jsou využívána zejména u mobilních strojů , například čelních lopatových nakladačů .a rýpadel, kde obzvláště záleží na racionálním využívání hydrogenerátorů. Primárním spotřebičem u mobilních strojů obvykle bývá hydraulické servořízení směru jízdy a sekundárním spotřebičem pracovní hydraulika stroje.

U prvé skupiny uvedených zařízení — stabilizátorů průtoku, je rozdělení průtoku me2 zi primární a sekundární spotřebič stálé, na provozních poměrech nezávislé. Sekundární spotřebič nemůže využívat průtoku určeného primárnímu spotřebiči, i když primární spotřebič nepracuje. Tím energie zdroje není využívána k pracovní činnosti stroje a dochází k energetickým ztrátám škrcení kapaliny.

Nedostatkem druhé skupiny zařízení — prioritních ventilů — je proměnlivý průtok do prioritního spotřebiče, který 'krátkodobě dosahuje plného průtoku zdroje. Proměnlivý, nárazový vstupní průtok do primárního spotřebiče nepříznivě ovlivňuje jeho dynamické chování a stabilitu činnosti, zejména tehdy, kdy jím je servomechanismus, například servořízení směru jízdy stroje. Společným nedostatkem uvedených zařízení je, že každá z požadovaných funkcí: stabilizace průtoku a přednostní zásobování prioritního spotřebiče vyžadují samostatné zařízení. Při použití obou zařízení jsou pořizovací náklady i nároky na prostor velké.

Známé prioritní ventily ve své výchozí poloze dodávají kapalinu sekundárnímu spotřebiči. Tato jejich vlastnost je nevýhodná zejména u mobilních strojů, kde primárním spotřebičem je hydraulické servořízení směru a sekundárním spotřebičem je pracovní hydraulika stroje. Při transportu stroje, kde je v činnosti jen servořízení, je vracení se prioritního' ventilu d?o výchozí polohy po každém povelu volantem nežádoucí, poněvadž rušivě působí na plynulou činnost servořízení a zvyšuje riziko možného uváznutí ventilu v poloze, v níž by servořízení nebylo zásobováno kapalinou.

Úkolem vynálezu je odstranit nedostatky známých zařízení k řízení průtoku z jednoho zdroje — hydnogenerátoru ke dvěma spotřebičům a zabezpečit jak stabilní průtok, tak i přednostní zásobování prioritního spotřebiče jedním společným zařízením.

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává 'z voliče průtoku, spojeného akční řídicí větví s děličem průtoku, kde volič i dělič průtoku jsou zařazeny mezi vstupní větev spojenou s hydrogenerátorem, primární výstupní větev spojenou s primárním spotřebičem a dále mezi sekundární větev spojenou se sekudárním spotřebičem. Dělič průtoku má jeden ovládací prostor na straně tlačné pružiny trvale spojen další řídicí větví s primární výstupní větví, a to v místě za měřicí clonou. Protilehlý ovládací prostor děliče průtoku je prostřednictvím akční řídicí větve spojen s voličem průtoku, který je vstupním hrdlem prostřednictvím jiné sekundární větve spojen se sekundárním ovládačem. Volič průtoku je výstupním hrdlem propojen prostřednictvím řídicí větve s primární výstupní větví, a to v místě před měřicí clonou, a dále ovládacím prostorem je prostřednictvím primární ovládací větve spojen s primárním ovládačem. Dělič průtoku má tři různé funkční polohy. V první krajní poloze je propojen hydrotgenerátor s primární výstupní větví primárního spotřebiče. Ve střední poloze je propojen hydrogenerátor s primární i sekundární větví primárního a sekundárního spotřebiče a v druhé krajní poloze je propojen hydrogenerátor jen se sekundární větví sekundárního- spotřebiče. Volič průtoku má nejméně dvě funkční polohy, kde v první poloze je propojen ovládací prostor děliče průtoku přes. akční řídicí větev s ovládací větví sekundárního· ovládače. Ve druhé poloze je propojen ovládací prostor děliče průtoku přes akční řídicí větev prostřednictvím řídicí větve s primární výstupní větví.

Zařízení podle vynálezu umožňuje jednoduše usměrňovat proud kapaliny z jednoho zdroje, ke dvěma spotřebičům, a to tak, že primárnímu spotřebiči je přednostně dodáván stálý objem kapaliny a sekundárnímu spotřebiči je dodáván zbývající objem kapaliny.

Na přiložených výkresech je schematicky znázorněno několik provedení zařízení podle vynálezu:

obr. 1 znázorňuje základní provedení vynálezu, obr. 2 znázorňuje provedení vynálezu v hydraulickém systému mobilního stroje s hydraulickým servořízením a pracovní hydraulikou stroje, obr. 3 znázorňuje alternativní provedení vynálezu podle obr. 2.

Zařízení pro řízení průtoku z jednoho zdroje ke dvěma spotřebičům — dále uváděno jako kombinovaný regulátor průtoku 1 (na obr. 1), sestává ze dvou částí: děliče průtoku 2 a voliče průtoku 3. Vstupní větev 4 děliče průtoku 2 je spojena s hydrogenerátorem 5, primární výstupní větev 6 s primárním spotřebičem 7 schematicky znázorněným rozváděčem 8 a přímočarým hydromotorem 9 a sekundární větev 10 se sekundárním spotřebičem 11 schematicky znázorněným rozváděčem. 12 a přímočarým hydromotorem 13. V primární výstupní větvi 6 je zařazena měřicí clona 15 odměřující průtok k primárnímu spotřebiči 7. Dělič průtoku 2 je zakreslen ve třech funkčních polohách: v levé — výchozí poloze 0 propojuje vstupní větev 4 s primární výstupní větví 6. Ve střední poloze I propojuje vstupní větev 4 s primární výstupní větví 6 i sekundární větví 10. V pravé krajní poloze II propojuje vstupní větev 4 se sekundární větví 10.

Volič průtoku 3 je zakreslen ve dvou funkčních polohách. Ve výchozí poloze 0 spojuje vstupní hrdlo 14 voliče průtoku 3 akční řídicí větví 19 s pravým ovládacím prostorem 20 děliče průtoku 2. V poloze I propojuje navzájem obě řídicí větve 19, 21 a odpojuje vstupní hrdlo 14.

Levý ovládací prostor 17 děliče průtoku 2, opatřený tlačnou pružinou 18 je spojen •akční řídicí větví 19 s primární výstupní větví 6, ve směru toku kapaliny za měřicí •clonou 15. Pravý ovládací prostor 20 děliče průtoku 2 je spojen s jedním výstupním hrdlem voliče průtoku 3, přičemž jeho druhé výstupní hrdlo je spojeno řídicí větví 21 s primární výstupní větví 6 ve směru toku kapaliny před měřicí clonou 15.

Primární ovládač 22 sloužící k ovládání činnosti primárního spotřebiče 7 je spojen ovládací větví 23 s ovládacím prostorem 24 rozváděče 8 i s ovládacím prostorem 25 voliče průtoku 3.

Sekundární ovládač 26 sloužící k ovládání činnosti sekundárního spotřebiče 11 je spojen ovládací větví 27 s ovládacím prostorem 28 rozváděče 12 a zároveň se vstupním hrdlem 14 voliče průtoku 3.

Ovládacími prvky: ovládači, ovládacími prostory, ovládacími větvemi mohou být rozmanitá hydraulická, pneumatická, elektrická či kombinovaná ovládací zařízení. Pro· lepší názornost se v popisu uvažují jen hydraulická ovládací zařízení, která přenášejí ovládací impulsy prostřednictvím kapaliny.

Kombinovaný regulátor průtoku 1 podle vynálezu, v provedení podle obr. 1, za provozu hydraulického zařízení, v němž je zařazen, reaguje na ovládací signály vydávané primárním ovládačem 22 a sekundárním ovládačem 26 takto:

S

Nevycházi-li z primárního ovládače 22, ani ze sekundárního ovládače 26 ovládacími větvemi 23, 27 ovládací signál, nacházejí se všechny rozváděči prvky: rozváděče 8 a 12, dělič průtoku 2 a volič průtoku 3 ve svých výchozích polohách fixovaných středícími pružinami. Kapalina dodávaná hydrogenerátorem 5 přichází z děliče průtoku 2 (v poloze 0) k rozváděči 8 a protéká jím bez většího odporu zpět do nádrže.

Je-li v činnosti sekundární 'ovládač 26, dostává se ovládací větví 27 ovládací signál jednak do ovládacího prostoru 28 rozváděče 12 jednak voličem průtoku 3 v poloze 0 prostřednictvím akční řídicí větve 19 do pravého· ovládacího prostoru 20 děliče průtoku 2. Účinkem přiváděné kapaliny se dělič průtoku 2 přestaví proti tlačné pružině 18 do krajní polohy II a rozváděč 12 se přestaví do jedné ze svých (nezakreslenýchj pracovních poloh. Všechna kapalina z hydrogenerátoru 5 pak směřuje z děliče průtoku 2 do rozváděče 12 sekundárního spotřebiče 11.

Je-li za tohoto stavu primárním ovládačem 22 dán ovládací povel, rozšíří se z něj ovládací větví 23 ovládací signál do- ovládacího prostoru 24 rozváděče 8 a ďo ovládacího prostoru 25 voliče průtoku 3. Účinkem ovládacího tlaku se rozváděč 8 přestaví do jedné ze svých nezakreslených pracovních poloh a volič průtoku 3 se přestaví do polohy I, čímž přeruší přívod ovládacího tlaku ze sekundárního ovládače 26 k pravému ovládacímu prostoru 20 děliče průtoku 2 a tento prostor 20 děliče průtoku 2 se prostřednictvím řídicích větví 19 a 21 propojí s primární výstupní větví 6 děliče průtoku 2. Z jedné strany (v pravém ovládacím prostoru 20) děliče průtoku 2 působí tlak panující v primární výstupní větvi 6 před měřicí clonou 15 a zleva (v levém ovládacím prostoru 17 j tlak panující v primární výstupní větvi 6 za měřicí clonou 15 a síla tlačné pružiny 18. Dělič průtoku 2 se účinkem uvedených, na něj působících sil pohybuje kolem střední funkční polohy I a to tak, že primární výstupní větví 6 teče přibližně stálý proud a sekundární větví 10 zbytkový proud z celkového proudu dodávaného hydrogenerátorem 5. V případě, že průtok z hydrogenerátoru 5 poklesne (např. v důsledku poklesu otáček hnacího motoru] na hodnotu nastaveného stabilizovaného průtoku do primárního spotřebiče 7 nebo pod tuto hodnotu, zaujme dělič průtoku 2 účinkem sil na něj působících, funkční polohu 0 a všechen průtok z hydrogenerátoru 5 jde primární výstupní větví 6 k primárnímu spotřebiči 7.

V případě, že ovládací povel vychází jen z primárního· ovládače 22, pracuje kombinovaný regulátor průtoku 1 zcela Obdobně jako v předcházejícím případě. Rozdíl je jen v tom, že zbytkového proudu jdoucího z děliče průtoku 2 sekundární větví 10 do roz8 váděče 12 není sekundárním spotřebičem 11 využíváno· k pracovní činnosti.

Na obr. 2 je vynález v aplikaci vhodné pro mobilní stroje vybavené hydraulickým servořízením a pracovní hydraulikou. Přitom prvky shodné jsou označeny týmiž číselnými znaky a prvky analogické číselnými znaky doplněnými, ‘, “) jako na obr. 1.

Funkci primárního ovládače 22 plní zde hydrogeneráťor 22‘ opatřený volantem 22“.

Pro lepší pochopení součinnosti jsou rozváděče 8 a volič 3 zakresleny ve třech funkčních polohách.

Činnost a funkce kombinovaného regulátoru průtoku 1 podle vynálezu v provedení podle obr. 2 je zcela analogická jako u provedení podle obr. 1. Je-li v činnosti jen sekundární ovládač 26 je volič průtoku 3 v poloze 0 a dělič průtoku 2 v poloze II a všechna kapalina dodávaná hydrogenerátorem 5 směřuje z kombinovaného regulátoru průtoku 1 sekundární větví 10 k sekundárnímu spotřebiči 11.

Dojde-li přitom též z povelu primárního ovládače 22, kterým je zde pootočení volantu 22“ s odměrným hydrogenerátorem, 22‘, přestaví se volič průtoku 3‘ podle smyslu otáčení volantu 22“ do polohy I nebo analogické polohy l‘ a dělič průtoku 2 se přestaví do střední polohy I, v níž pracuje jako stabilizátor průtoku řízený tlakovým rozdílem na měřicí cloně 15.

Primární výstupní větví 6 k primárnímu spotřebiči 7 (zde hydraulickému servořízení) teče pak stálý, na proměnlivém průtoku hydrogenerátoru 5 bozzávislý proud a zbytkový proud teče sekundární výstupní větví 10 k sekundárnímu spotřebiči 11 — pracovní hydraulice stroje. Primární spotřebič 7 — — hydraulické servořízení dostává přednostně stálý průtok z hydrogenerátoru 5.

Při transportu stroje, kdy sekundární spotřebič 11 — pracovní hydraulika stroje není v činnosti, dělič průtoku 2 zaujímá jen polohy O, I, takže není nebezpečí jeho uváznutí vlivem náhodných nečistot v kapalině v poloze II, v níž by servořízení 7‘ mohlo zůstat zcela bez dodávky kapaliny.

Tato vlastnost je z hlediska provozní spolehlivosti servořízení 7 velmi významná.

Obr. 3 představuje alternativní provedení vynálezu podle obr. 2. Odchylka je jen v tom, že primární ovládač 22 sestávající z odměrného hydrogenerátoru 22‘ naháněného· volantem 22“ je ovládacími větvemi 23, 23‘ spojen s ovládacími prostory 24, 24‘ rozváděče 8“, který je mechanicky spojen s voličem průtoku 3‘. Funkce zůstává stejná jako u předcházejícího provedení — každým pootočením volantu 22“ s odměrným hydrogenerátorem 22‘ se přestaví rozváděč 8“ spolu s voličem průtoku 3‘. Tím se přeruší spojení sekundárního ovládače 26 s děličem průtoku 2 a tento zaujme střední polohu I, v níž stabilizuje průtok jdoucí do rozváděče 8“.

218

Je možné též rozváděč 8 s voličem průtoku 3 spojit v jeden konstrukční celek plnící zároveň funkci rozváděče 8 i voliče průtoku 3, aniž by se cokoliv změnilo na základním principu vynálezu.

Vynález může být realizován v mnoha dalších nezobrazených modifikacích, uzpůsobených vhodně potřebám hydraulických systémů, v nichž má být využit. Například volič průtoku 3 nemusí být ovládán primárním ovládačem 22 přímo, ale může být ovládán nepřímo například změnou tlaku v samotném rozváděči 8, ke kterému dochází při každém jeho přestavení ze střední polohy do pracovních poloh I, II primárním ovládačem 22. V některých aplikacích, zejména těch, které nevyžadují komplexní funkci kombinovaného regulátoru průtoku 1 podle vynálezu, mohou některé jeho· části odpadnout nebo být zjednodušeny.

Nepožaduje-li se stabilní průtok, ale jen prioritní napájení primárního· spotřebiče 7, 7‘, může být z primární výstupní větve 6 vypuštěna měřicí clhna 15. V případě, že se nepožaduje dodávka kapaliny do sekundárního spotřebiče 11, může odpadnout volič průtoku 3 a řídicí větve 19, 21 se pak propojí navzájem v jednu akční řídicí větev 19.

Claims (7)

1. Zařízení k řízení průtoku z jednoho zdroje ke dvěma spotřebičům, primárnímu a sekundárnímu, spojeného vstupní větví s hydrogenerátorem a výstupními větvemi se spotřebiči, vyznačující se tím, že je tvořeno voličem průtoku (3) a děličem průtoku (2), zařazeným mezi vstupní větev (4), spojenou s hydrogenerátorem (5), primární výstupní větev (6) spojenou s primárním spotřebičem (7) a sekundární výstupní větev (10), spojenou se sekundárním spotřebičem (11), přičemž dělič průtoku (2) má ovládací prostor (17) na straně tlačné pružiny (18) trvale spojen řídicí větví (16) s primární výstupní větví (6) v místě za měřicí clonou (15) a protilehlý ovládací prostor (20) má prostřednictvím akční řídicí větve (19) spojen is voličem; průtoku (3), který je vstupním hrdlem (14) prostřednictvím sekundární větve (27) spojen se sekundárním ovládačem (26) a výstupním hrdlem (29) prostřednictvím řídicí větve (21) propojen s primární výstupní větví (6) v místě před měřicí clonou (15) a ovládacím prostorem (25) prostřednictvím primární ovládací větve (23) spojen s primárním ovládačem (22).

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že dělič průtoku (2) má tři rozdílné polohy (0, I, II), přičemž v levé krajní poloze (0) je propojen hydrogenerátor (5) s primární výstupní větví (6) primárního spotřebiče (7), ve střední poloze (I) je propojen hydrogenerátor (-5) s primární výstupní větví (6) a sekundární větví (10) a

VYNALEZU v pravé krajní poloze (II) je propojen hydrogenerátor (5) se sekundární výstupní větví (10) sekundárního spotřebiče (11).

3. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že volič průtoku (3) má nejméně dvě polohy (0, I), přičemž v první poloze (0·) je propojen ovládací prostor (20) děliče průtoku (2) prostřednictvím akční řídicí větve (19) s ovládací větví (27) sekundárního ovládače (26) sekundárního· spotřebiče (11) a ve druhé poloze (I) je propojen ovládací prostor (20) děliče průtoku (2) prostřednictvím řídicích větví (19, 21) s primární výstupní větví (6) primárního spotřebiče (7).

4. Zařízení podle bodu 1, 2, 3, vyznačující se tím, že primárním spotřebičem (7) s rozváděčem (8‘) je hydraulické servořízení pro řízení směru jízdy a sekundárním spotřebičem (11) s rozváděčem (12) je hydraulický pohon pracovního nářadí stroje.

5. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že primárním ovládačem (22) je odměrný hydrogenerátor (22‘) opatřený volantem (22“).

6. Zařízení podle bodů 1 a 5, vyznačující se tím, že odměrný hydrogenerátor (22‘) je ovládacími větvemi (23, 23*) spojen s ovládacími prostory (24, 24*) rozváděče (8), který je mechanicky spojen s voličem průtoku (3).

7. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že řídicí větve (19, 21) jsou spojeny trvale navzájem v jednu řídicí větev.