CS266559B2

CS266559B2 - Three-way valve, two-way valve

Info

Publication number: CS266559B2
Application number: CS838061A
Authority: CS
Inventors: Guy Geuns; Karl Krieger
Original assignee: Hemscheidt Maschf Hermann
Priority date: 1983-11-02
Filing date: 1983-11-02
Publication date: 1990-01-12
Also published as: CS806183A2

Abstract

Rozváděč ovládaný elektromagnetem a pružinou, určený zejména pro posuvnou důlní výztuž a spojený s obvodem zabraňujícím jiskření, má závěrné těleso, které ve spínací poloze spojuje přípojku pro spotřebič s vysokotlakou přípojkou. Mezi závěrným tělesem a kotvou elektromagnetu je tlumič s předpjatou pružinou a zdvihátkem. Celkový zdvih kotvy je delší než spínací zdvih závěrného tělesa o zdvih zdvihátka v pouzdru. V obvodu zabraňujícím jiskření je zapojeno zařízení ke snížení budicího napětí elektromagentu v sepnuté poloze.The solenoid and spring-operated valve, intended primarily for sliding mine reinforcement and connected to a spark-preventing circuit, has a closing body which, in the switched position, connects the appliance connection with the high-pressure connection. Between the closing body and the solenoid armature there is a damper with a pre-tensioned spring and a tappet. The total stroke of the armature is longer than the switching stroke of the closing body by the stroke of the tappet in the housing. The spark-preventing circuit includes a device for reducing the excitation voltage of the electromagnet in the switched position.

Description

Vynález se týká ventilového třícestného dvoupolohového rozváděče ovládaného elektromagnetem a pružinou, zejména pro hydraulickou kráčející důlní Výztuž, opatřeného přípojkou k vysokotlakému potrubí, přípojkou k nízkotlakému potrubí a přípojkou pro spotřebič, s jednou základní polohou a jednou spínací polohou ke spojení přípojky pro spotřebič s vysokotlakou přípojkou, se závěrným tělesem a obvodem zabraňujícím jiskření.The invention relates to a valve three-way two-position switchboard operated by an electromagnet and a spring, in particular for hydraulic walking mine reinforcement, provided with a high-pressure pipe connection, a low-pressure pipe connection and an appliance connection, with one basic position and one switching position for connecting the appliance connection to the high-pressure connection. , with closing body and spark - preventing circuit.

Problém, který řeší vynález, bude vysvětlen na příkladě z oboru hornictví. V dolech se k dobývání ložisek na široké porubní frontě používá jednotek kráčivé důlní výztuže, které stojí vedle sebe, podpírají vyrubaný prostor a samočinně se přemistují s postupem dobývání. K tomu účelu mají jednotky výztuže hydraulicky délkově stavitelné stojky, vratné válce a řadu dalších válců, které podle specifické konstrukce výztuže vykonávají různé funkce. Napájení těchto pístových pohonů tlakovým médiem se provádí přes řídicí ventily, které se zapínají hydraulicky nebo, elektricky ovládanými předřazenými ventily. Při elektrickém řízení se musejí ovládací elektromagnety ventilů chránit elektrickými obvody zajištěnými proti jiskření, protože v dolech, zejména kamenouhelných hlubinných dolech, je neustále nebezpečí výskytu třaskavých plynů. Elektromagnety buzené takovým nízkým napětím však mají jen slabou spínací sílu, takže je třeba zajistit, aby jí byla přizpůsobena síla udržující ventil ve výchozí poloze. Protože k sepnutí ventilu během přitahování musí vždycky působit plný elektrický výkon, nedá se jedním ochranným obvodem proti jiskření současně spínat několik elektromagnetů. Právě to se však většinou při provozu výztuže žádá. Proto se musí použít několika takových obvodů,jejichž galvanické oddělení je spojeno se značnými nároky.The problem that the invention solves will be explained by an example from the field of mining. In the mines, units of walking mining reinforcement are used to mine deposits on a wide face, which stand side by side, support the excavated area and move automatically as the mining process progresses. For this purpose, the reinforcement units have hydraulically adjustable struts, return cylinders and a number of other cylinders which, depending on the specific design of the reinforcement, perform various functions. These piston actuators are supplied with pressure medium via control valves which are switched on hydraulically or by electrically operated upstream valves. During electrical control, the valve control solenoids must be protected by spark-proof electrical circuits, as there is a constant risk of explosive gases in mines, especially deep coal mines. However, solenoids driven by such a low voltage have only a weak switching force, so it must be ensured that the force keeping the valve in the initial position is adapted to it. Because full electrical power must always be applied to close the valve during tightening, it is not possible to switch several solenoids simultaneously with one spark protection circuit. However, this is usually required during the operation of the reinforcement. Therefore, several such circuits must be used, the galvanic separation of which is associated with considerable demands.

Z německého spisu DOS č. 2 923 719 je známý třícestný dvoupolohový ventil ovládaný elektromagnetem a pružinou, vhodný zejména pro hydraulickou výztuž a opatřený řídicím zařízením, které má za účel udržovat síly vyvozované elektromagnetem k ovládání ventilu na co nejnižší hodnotě, aby se stejnosměrný elektromagnet mohl napájet nízkým napětím v režimu zajištujícím ochranu proti jiskření, jak je to v dolech nezbytné. Kotva elektromagnetů, která koná dlouhý zdvih, je spojena se závěrnými tělesy ventilu prostřednictvím pákového převodu, takže i poměrně slabý stejnosměrný elektromagnet dává dostatečnou sílu k ovládání ventilu. Pákovým převodem se tedy docílí příznivého mechanického přenosu síly, uvedený problém, týkající se současného buzení několika elektromagnetů jedním obvodem s nízkým napětím, se však neřeší.German Offenlegungsschrift No. 2,923,719 discloses a three-way two-position valve actuated by a solenoid and a spring, suitable in particular for hydraulic reinforcement and provided with a control device intended to keep the forces exerted by the solenoid to actuate the valve as low as possible so that the DC solenoid can to supply low voltage in a mode providing protection against sparks, as is necessary in mines. The armature of the solenoid, which makes a long stroke, is connected to the valve closing bodies by means of a lever transmission, so that even a relatively weak DC solenoid gives sufficient force to actuate the valve. Thus, a favorable mechanical transmission of force is achieved by the lever transmission, but the above-mentioned problem concerning the simultaneous excitation of several electromagnets by one low-voltage circuit is not solved.

Uvedené nedostatky odstraňuje ventilový třícestný dvoupolohový rozváděč, jehož podstata spočívá v tom, že mezi kotvou elektromagnetů a závěrným tělesem jé uspořádám tlumič tvořený pouzdrem, předpjatou pružinou tlumiče a zdvihátkem, přičemž celkový zdvih S kotvy je delší než spínací zdvih Sj závěrného tělesa o zdvih S₂ zdvihátka v pouzdru pro dosednutí kotvy ve spínací poloze na skříň elektromagnetů. V obvodu zabraňujícím jiskření je zapojeno zařízení ke snížení budicího napětí elektromagnetů v sepnuté poloze.These drawbacks are eliminated by the valve, three-way two-position valve, which is characterized in that between the electromagnet and the stop body is arranged damper comprising a casing, a spring-biased damper and the tappet, and the total stroke S of the armature is longer than the switching stroke Sj locking body by the stroke S ₂ tappets in a housing for abutment of the armature in the switching position on the electromagnet housing. A device for reducing the excitation voltage of the electromagnets in the closed position is connected in the spark-preventing circuit.

Výhoda ventilového rozváděče spočívá v tom, že po přestavení rozváděče do spínací polohy se budicí napětí elektromagnetů může snížit bez nebezpečí, že by se závěrné těleso oddálilo od těsnicích ploch. Přebytečné energie obvodu zabraňujícího jiskření lze pak použít k sepnutí dalších rozváděčů, takže např. u hydraulické jednotky posuvné výztuže lze vykonávat současně několik funkcí. K přestavení rozváděče zpátky do základní polohy dojde až při odpojení tohoto sníženého budicího napětí silou vratné pružiny.The advantage of the valve switchboard is that, after the switchboard has been moved to the switching position, the excitation voltage of the electromagnets can be reduced without the risk of the closing body moving away from the sealing surfaces. The excess energy of the spark-preventing circuit can then be used to close other switchboards, so that, for example, several functions can be performed simultaneously with the hydraulic unit of the sliding reinforcement. The switchboard is not returned to the basic position until this reduced excitation voltage is disconnected by the force of the return spring.

Vynález bude vysvětlen v souvislosti s výkresem, kde obr. 1 znázorňuje podélný řez ventilovým rozváděčem, obr. 2 schéma zapojení rozváděče a obr. 3 jeho výkonový diagram, kde na pořadnici je vynesena elektromagnetická síla F a na úsečce zdvih S.The invention will be explained in connection with the drawing, where Fig. 1 shows a longitudinal section of a valve switchboard, Fig. 2 shows a circuit diagram of the switchboard and Fig. 3 shows its power diagram, where the electromagnetic force F is plotted and

Ve skříni 11 elektromagnetů £ je uložena cívka 14 s proudovými přívody 13 a v ní pohyblivá kotva 12 zakončená kolíkem 15. Mezi kotvou 12 a skříní 11 je vzduchová mezera 16. Na skříň 11 elektromagnetů £ navazuje v osovém směru skříň 32 rozváděče £ s podélným vývrtem, ve kterém je upevněno těleso 38 rozváděče 3 s neoznačenými kanály. V tělese 38 je posuvně uloženo závěrné těleso 34 s tyčkou 33, přivrácenou k elektromagnetů £. Skříň 32 rozváděčeA coil 14 with current leads 13 and a movable armature 12 terminated by a pin 15 are housed in the housing 11 of the electromagnets 6. There is an air gap 16 between the armature 12 and the housing 11. , in which the body 38 of the switchboard 3 with unmarked channels is mounted. A closing body 34 with a rod 33 facing the electromagnets 6 is slidably mounted in the body 38. Cabinet 32

CS 266 559 B2 3 je opatřena vysokotlakou přípojkou P, nízkotlakou přípojkou T a přípojkou A ke spotřebiči, které ústí do kanálu v tělese 38 rozváděče 2· Závěrné těleso 34 má tvar válce zakončeného z obou stran kuželovou plochou a je posuvné mezi horním sedlem 35 a dolním sedlem 36, přičemž z opačného konce než je tyčka 33 ja zatíženo vratnou pružinou 37.CS 266 559 B2 3 is provided with a high-pressure connection P, a low-pressure connection T and a connection A to the appliance, which opens into a channel in the body 38 of the switchboard 2. The closing body 34 has a cylindrical shape lower seat 36, the load spring 37 being loaded from the opposite end than the rod 33 by a return spring 37.

Mezi elektromagnet 2 a těleso 38 rozváděče je v podélném vývrtu 31 vložen tlumič 2» sestávající z uzavřeného pouzdra 21 s předpjatou pružinou 22, dosedající na posuvné zdvíhátko 23. Konec zdvihátka 23 vyčnívá z poudra 21 a dosedá na konec tyčky 33 závěrného tělesa 34.Inserted between the electromagnet 2 and the distributor body 38 in the longitudinal bore 31 a damper 2 consisting of a closed housing 21 with a prestressed spring 22 abutting the sliding tappet 23. The end of the tappet 23 protrudes from the housing 21 and abuts the end of the rod 33 of the closing body 34.

Na obr. 2 je schematicky zakreslen elektromagnet 1, připojený k budicímu obvodu 2» spojenému přes spínač £ se zdrojem 2 stejnosměrného napětí, dále tlumič 2 a rozváděč 2· Ke zdroji 2 mohou být dalšími spínači 6. připojeny další rozváděče 2·Fig. 2 schematically shows an electromagnet 1 connected to an excitation circuit 2 connected via a switch 6 to a DC voltage source 2, a damper 2 and a switchboard 2. Additional switches 6 can be connected to the source 2 by further switches 6.

Rozváděč je na obr. 1 zakreslen v základní uzavřené poloze, v níž závěrné těleso 21 dosedá posobením vratné pružiny 37 na horní sedlo 35, přípojka A pro spotřebič je propojena s nízkotlakou přípojkou T, zatímco vysokotlaká přípojka P je uzavřena a elektromagnet 2 není vybuzen. Když se na přívody 13 cívky 14 přiloží napětí, začne cívkou 14 protékat proud, kotva 12 je vtahována dovnitř a vzduchová mezera 16 se postupně zmenšuje. Pohyb kotvy 12 se přenáší na zdvihátko 23 a přes tyčku 15 na závěrné těleso 21» které se zdvihne od horního sedla 21» dosedne na dolní sedlo 36 a tím propojí přípojku A pro spotřebič s vysokotlakou přípojkou P. Po odpojení budicího napětí vrátí pružina 37 závěrné těleso 34 do základní polohy.The switchboard is shown in FIG. 1 in the basic closed position, in which the closing body 21 abuts the upper seat 35 by the action of a return spring 37, the appliance connection A is connected to the low pressure connection T, while the high pressure connection P is closed and the solenoid 2 is not excited. When a voltage is applied to the leads 13 of the coil 14, current begins to flow through the coil 14, the armature 12 is drawn in, and the air gap 16 gradually decreases. The movement of the armature 12 is transmitted to the tappet 23 and via the rod 15 to the closing body 21 »which rises from the upper seat 21» abuts the lower seat 36 and thus connects the appliance connection A to the high pressure connection P. After disconnecting the excitation voltage, the spring 37 returns body 34 to the home position.

K přestavení ventilového rozváděče 2 se elektromagnet 2 vybudí plným elektrickým výkonem obvodu zabraňujícího jiskření. Ve výchozí poloze kotvy 12 je elektromagnetická síla F přibližně nulová, ale rychle vzrůstá se zdvihem kotvy 12 při zmenšující se vzduchové mezeře 16. Když elektromagnetická síla F vzroste nad hodnotu vratné síly Fg vratné pružiny 22» závěrné těleso 34 se přestaví. Tlumič 2, jehož pružina 22 je předpjata větší silou než je vratná síla Fg, se přitom chová jako tuhé těleso a přenáší pohyb kotvy 12 na závěrné těleso 34, které vykoná spínací zdvih S.^. Podle vynálezu je spínací zdvih závěrného tělesa 34 kratší než celkový zdvih S kotvy 12, takže k přestavení závěrného tělesa 34 do spínací polohy dojde dřív, než kotva 12 narazí na skříň 21· Mezi těmito dvěma okamžiky vykoná kotva 12 další pohyb po dráze £>2» který se přenáší kolíkem 15 na pouzdro 21 tlumiče 2, stlačí pružinu 22 tlumiče na zvýšenou sílu F₂ předpětí a projeví se jako zdvih S₂ zdvihátka 22· Při dosednutí kotvy 12 na skříň 11 dosáhne elektromagnetická síla hodnoty F^; současně vymizí vzduchová mezera 16 a vznikne remanentní síla F^, která se přičítá k elektromagnetické síle Fj. Budicí napětí elektromagnetu 2 se pak může snížit na hodnotu, které odpovídá snížená elektromagnetická síla Fg, kdy součet snížené elektromagnetické síly Fg a remanentní síly F₄ je větší než zvýšená síla F₂ předpětí pružiny 22 tlumiče 2, která má opačný směr. Závěrné těleso 34 je tedy udržováno ve spínací poloze při podstatně sníženém příkonu elektromagnetu 2 ^a ušetřenou energii lze využít k tomu, aby se současně přestavovalo několik ventilových rozváděčů připojených k obvodu zajištěnému proti jiskření. Síly působící v rozváděči vyhovují nerovnos tiTo adjust the valve distributor 2, the solenoid 2 is excited by the full electrical power of the spark-preventing circuit. In the initial position of the armature 12, the electromagnetic force F is approximately zero, but increases rapidly with the stroke of the armature 12 as the air gap 16 decreases. The damper 2, the spring 22 of which is biased by a force greater than the return force Fg, behaves like a rigid body and transmits the movement of the armature 12 to the closing body 34, which performs a switching stroke S. According to the invention, the switching stroke of the closing body 34 is shorter than the total stroke S of the armature 12, so that the closing body 34 is moved to the switching position before the armature 12 strikes the housing 21. Between these two moments 12 Which is transmitted by a pin 15 to the housing 21 of the damper 2, compresses the spring 22 of the damper to an increased _{biasing force F 2} and acts as a stroke S _{2 of the} tappet 22. When the armature 12 abuts the housing 11, the electromagnetic force reaches the value F at the same time, the air gap 16 disappears and a remanent force F1 is created, which is added to the electromagnetic force F1. The excitation voltage of the electromagnet 2 can then be reduced to a value corresponding to the reduced electromagnetic force Fg, where the sum of the reduced electromagnetic force Fg and the remanent force F ₄ is greater than the increased force F _{2 of the} bias of the damper 2 spring having the opposite direction. The closing body 34 is thus kept in the switching position with a substantially reduced power input of the electromagnet 2, ^{and the} energy saved can be used to adjust several valve distributors connected to the spark-proof circuit at the same time. The forces acting in the switchboard satisfy the unevenness

F₅ 4 f₂ 4 (F₅ + F₄) 4, F₃ F ₅ 4 f ₂ 4 (F ₅ + F ₄ ) 4, F ₃

K přestavení rozváděče 2 zpátky do základní polohy se odpojí cívka 14 od budicího napětí, snížená elektromagnetická síla Fg klesne na nulu a kotva 22» přidržovaná jen remanentní silou F₄, je nadzdvižena zvýšenou silou F₂ předpětí pružiny 22 od skříně 11. Tím vznikne znovu vzudchová mezera 16 a remanentní síla F₄ vymizí, takže na závěrné těleso 34 působí jen vratná síla Fg vratné pružiny 37, která je vrátí do výchozí polohy.To move the switchboard 2 back to the basic position, the coil 14 is disconnected from the excitation voltage, the reduced electromagnetic force Fg drops to zero and the armature 22 »held only by the remanent force F ₄ is lifted by the increased force F _{2 of} the spring bias 22 from the housing 11. the inspiratory gap 16 and the remanent force F ₄ disappear, so that only the return force Fg of the return spring 37 acts on the closing body 34, which returns them to the initial position.

V diagramu na obr. 3 značí horní křivka výkonovou charakteristiku při plném budicím napětí a dolní křivka charakteristiku při sníženém budicím napětí.In the diagram in Fig. 3, the upper curve indicates the power characteristic at full excitation voltage and the lower curve indicates the characteristic at reduced excitation voltage.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION * Valve three-way two-position switchboard operated by solenoid and spring, equipped with high-pressure pipe connection, low-pressure pipe connection and appliance connection, with one basic position and one switching position for connecting the appliance connection with high-pressure connection, shut-off and circuit sparking, characterized in that a damper (2) is arranged between the armature (12) of the electromagnet (1) and the closing body (34), formed by a housing (21), a preloaded spring (22) of the damper (2) and a tappet (23), the stroke (S) of the armature (12) is longer than the switching stroke (S1) of the closing body (34) by the stroke (Sj) of the tappet (23) in the housing (21) for abutment of the armature (12) in the switching position on the housing (11) electromagnet (1), and a device for reducing the excitation voltage of the electromagnet (1) in the closed position is connected in the spark-preventing circuit.