CZ16352U1 - Multiplikátor hydraulického válce - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká multiplikátoru hydraulického válce, určeného pro zařízení, která potřebují v konečné fázi zdvihu válce rychle zvýšit tlak ve válci, jako např. licí stroje při lití hliníku.

Dosavadní stav techniky

Je známa řada zařízení, kde hydraulické válce potřebují v konečné fázi zdvihu zvýšit tlak (multiplikovat) V pracovním prostoru válce pro hejrůznější funkce.

Například při lití hliníku na licích strojích s horizontální licí komorou probíhá odlévání ve 3 fázích. V I. fázi dochází k pomalému pohybu, pístu hydraulického (lisovního) válce až po. úplné odvzdušnění licí komory. Tekutý kov vyplní celý prostot lisovní komory a nastoupá až k naříznutí (vstupu) ve formě. Následuje přechod do II. fáze tzv. plnicí. Hydraulický (lisovní) válec zrychlí na vysokou rychlost 2 až 10 m/s. Nárůst rychlosti se děje po rampě. Po zaplnění dutiny formy tekutým kovem následuje III. fáze tzv. dotlak nebo multiplikace. Tato fáze musí proběhnout před ztuhnutím kovu v naříznutí, co nejrychleji cca v milisekundách.

Pro III. fázi je klíčový rychlý řízený nárůst tlaku v lisovním válci. Tím dojde k zhutnění kovu ve formě. Tento tlak je vyvozen multiplikátorem. Multiplikovaný tlak je nutno v co nejkratším čase vpustit do lisovního válce. Součastně je nutno uzavřít průtok z tlakového okruhu II. fáze do lisovního válce. Uzavření provádí řízenými nebo neřízenými zpětnými ventily různého typu a konstrukce. Funkce a zejména rychlost uzavření tohoto ventilu přímo prodlužuje čas nárůstu multi20 plikačního tlaku.

Pro použití v tlakovém lití se v současné době používá několik variant uspořádání lisovního válce a multiplikačriího válce. Jde například o následující řešení:

- Lisovní a multiplikáční válec jsou uspořádány za sebou v jedné ose.

Ventil uzavírající přítok kapaliny z akumulátoru II. fáze při začátku multiplikace je integrován ve válci, nebo je umístěn mimo válec jako samostatný prvek. Vždy ovšem pracuje jako zpětný ventil. Uzavírá tedy po dosažení určitého tlakového spádu (rozdílu tlaků před a za tímto ventilem). K tomu dojde až v okamžiku zastavení pohybu lisovního válce. Tedy tento ventil se zaěne uzavírat až v okamžiku, kdy již potřebujeme co nejrychleji multiplikovat tlak v hlavním válci. Reakční doba na uzavření tohoto ventilu nám prodlužuje čas, za který dosáhneme požadovaného multi30 plikovaného tlaku. Tvoří významnou část této časové prodlevy. Navíc opakovatelnost rychlosti uzavření tohoto ventilu není také dobrá. Je dána tlakovými poměry a tedy není nijak řízena.

- Multiplikáční válec je uspořádán kolmo na osu lisovního válce.

Princip je v principu obdobný. Zpětný ventil je v ovládacím bloku, ale opět pracuje na základě rozdílu tlaků. I v tomto případě je tedy hlavní nevýhodou prodleva při nárůstu multiplikace a to, že uzavírání není řízeno.

Nevýhodou výše uvedených zařízení tedy zejména je, že pokud je doba nárůstu multiplikačního tlaku dlouhá, dojde k Částečnému nebo úplnému ztuhnutí kovu ve formě a tlakový odlitek je nekvalitní. Cílem je co nejkratší přechod mezi H. a UL fází lisování, tedy co nejrychlejší multiplikace tlaku v prostoru lisovního válce. Obdobně tomu může být u jiných technologií, například pro uzavření formy a pod.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny multiplikátorem hydraulického válce s integrovaným uzavíracím ventilem, kde ventil je přímo vložen svou částí do prostoru mezi píst hydraulického válce a pístnicí multiplikačního válce, podle technického řešení, jehož podstatou je, že uzavírací ventil je sestaven tak, že mezi čelem pístnice multiplikačního válce a čelem kroužku, uloženým s

- 1 CZ 16352 Ul vůlí na dutém čepu s otvory, je spára. Velikost spáry je nastavená řízeným pohybem multiplikačního válce. Dutý čep je souose pevně spojen s pístnicí multiplikačního válce a jeho délka je větší než délka kroužku. Podstatou dále je, že dutý čep s otvory je souose pevně spojen s nástavcem pístnice multiplikačního válce a spára je vytvořená mezi čelem nástavce a čelem kroužku. Multi5 plikační válec je ovládán ventilem a řídicím systémem, přičemž poloha multiplikačního válce je snímaná snímačem polohy. Vnější válcová plocha kroužkuje proti vnitřní válcové ploše hydraulického válce těsněna těsněním.

Řízeným pohybem multiplikačního válce ve směru k hydraulickému válci je řízeno uzavírání spáry - tj. uzavíracího ventilu, na základě informace o poloze ze snímače polohy multiplikačního válce. To je prováděno řídicím ventilem multiplikačního válce a řídicím, systémem na základě zadaných veličin. Je tedy přesně zadáno a není ovlivněno náhodnými veličinami, jako je diference tlaku a pod.

Z uvedeného vyplývá, že opakovatelnost procesu je výrazně lepší a je výrazně snížena doba nárůstu multiplikačního tlaku, což zásadně zvyšuje kvalitu odlitků. Řešení podle užitného vzoru může být použito, u libovolného hydraulického válce pro libovolnou technologii.

Přehled obrázků na výkresech

Na připojených výkresech je na obr. 1 zobrazen řez tělesem, ve kterém je uložen multiplikační i hydraulický válec. Obr. 2 znázorňuje variantní provedení s nástavcem pístnice.

Příklad provedení technického řešení

V tělese 24 je uložen multiplikační válec 2 s pístnicí 12 a hydraulický válec1. S prostorem 15 nad pístem multiplikačním válcem 2 je spojen zdroj tlaku 5 multiplikačního válce 2, s prostorem B nad pístem hydraulického válcem i je spojen zdroj tlaku 4 hydraulického válce L Na pístnicí 12 multiplikačního válce 2, v prostoru 13 nad pístem hydraulického válce I, je souose namontován dutý čep 10 s otvory 19. Na tomto čepuje s vůlí uložen kroužek 3. Délka kroužku 3 je menší než délka čepu 10, tím je vytvořena spára 20 mezi čelem .17 kroužku 3 a čelem 18 pístnice 12 multiplikačního válce 2. Tato sestava vytváří uzavírací ventil. Variantním řešením je, že k pístnici 12 je připevněn nástavec 26. Duty čep 10 s otvory 19 je souose pevně spojen s nástavcem 26 pístnice 12 a spára 20 je vytvořena mezi čelem 25 nástavce 26 a čelem'17 kroužku. Vnější válcová plocha 21 kroužku 3 je proti vnitřní válcové ploše 22 hydraulického Válce 1 těsněna těsněním

23. Hydraulický válec i je spojen se snímačem polohy 9 hydraulického válce i a multiplikační válec 2 se snímačem polohy 6 multiplikačního válce 2, údaje z obou snímačů jsou přivedeny do řídicího systému 11. Ten je dále propojen s řídicím ventilem 8 hydraulického válce i a s řídicím ventilem 7 multiplikačního válce 2, kde řídicí ventil 8 hydraulického válce X je spojen s prostorem 14 pístnice hydraulického válce i a řídicí ventil 7 je spojen s prostorem 16 pístnice multipli35 kačního válce 2.

Hydraulický válec i je při pohybu vpřed (lisování) zásobován ze zdroje tlaku 4 hydraulického válce přes spáru 20. Kapalina protéká ze zdroje tlaku 4 otvory 19 v čepu 10 a dutou částí čepu 10 do prostoru 13 za pístem hydraulického válce. Hydraulický válec 1 se pohybuje vpřed. Poloha pístu hydraulického válce i může být snímána snímačem 9 a pohyb řízen řídicím ventilem 8 hyd40 raulického válce. Před koncem pohybu vpřed hydraulického válce 1 se snižováním rychlosti hydraulického válce i klesá i průtok ze zdroje tlaku 4 přes spáru 20 a dutý čep 10 do prostoru 13 za pístem hydraulického válce. Průtočnou plochu spáry 20 uzavíracího ventilu lze tedy zmenšovat. Řídicí systém Π. dá povel řídicímu ventilu 7 multiplikačního válce a dochází k pomalému pohybu multiplikačního válce 2 vpřed. Kroužek 3 je na čepu 10 uložen s vůlí, a proto nedochází k jeho pohybu vpřed společně s multiplikačním válcem 2. Tím se plynule uzavírá spára 20 uzavíracího ventilu tak, jak se snižuje průtok ze zdroje 4 tlaku hydraulického válce do prostoru 13 za pístem hydraulického válce. Multiplikační. válec 2 může být zásobován tlakovou kapalinou ze zdroje tlaku 5 multiplikačního válce nebo ze stejného zdroje tlaku jako hydraulický válec 2 - ze

-2CZ 16352 U1 zdroje 4 tlaku hydraulického válce. Poloha multiplikačního válce 2 je snímána snímačem 6 a vyhodnocována v řídicím systému 11. Tímto způsobem dojde k plynulému uzavření spáry 20 uzavíracího ventilu přesně v okamžiku, kdy je hydraulický válec i zastaven a průtok ze zdroje 4 do prostoru 13 za pístem hydraulického válce ustane. Tím, jak se multiplikační válec 2 pohybuje dále, tlačí před sebou kroužek 3 a ihned bez prodlevy nastává multiplikace tlaku v prostorii 13 za pístem hydraulického válce. Kroužek 3 je tlačen pístnicí 12 multiplikačního válce 2 vpřed a vyvozuje multiplikační tlak v prostoru 13 za pístem. Zároveň je tím uzavřen průtok zpět přes uzavírací ventil do zdroje 4 tlaku hydraulického válce. Vše se děje zcela bez ztráty času.

Uzavírání tohoto ventilu je tedy řízené, na základě uživatelem zadaných parametrů - například v ío závislosti na dráze, nebo rychlosti hydraulického válce I, nebo na základě dosaženého tlaku v hydraulickém válci i - prostoru 13 za pístem hydraulického válce nebo prostoru 14 - pístnice hydraulického válce, případně jiných veličin.

Claims (4)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Multiplikátor hydraulického válce s integrovaným uzavíracím ventilem, kde ventil je přímo 15 vložen svou částí do prostoru mezi píst hydraulického válce a pístnici multiplikačního válce, vyznačuj ící se tím, že uzavírací ventil je sestaven tak, že mezi čelem (18) pístnice (12) multiplikačního válce (2) a čelem (17) .kroužku (3), uloženým s vůlí na dutém čepu (10) s otvory (19), který je souose pevně spojen s pístnicí (12) multiplikačního válce (2) je vytvořena spára (20), přičemž velikost spáry (20) je nastavená řízeným pohybem multiplikačního válce (2)

   20 a délka dutého čepu (10) je větší než délka kroužku (3). A
2. 2. Multiplikační válec s integrovaným ventilem podle nároku 1, vyznačující se tím, že dutý čep (10) s otvory (19) je souose pevně spojen s nástavcem (25) pístnice (12) a spára (20) je vytvořená mezi čelem (25) nástavce (26) a čelem (17) kroužku.
3. 3. Multiplikační válec s integrovaným ventilem podle nároku 1 nebo 2, vyznačující 25 s e t í m, že multiplikační válec (2) je ovládán ventilem (7) a řídicím systémem (11), přičemž poloha multiplikačního válce (2) je snímaná snímačem polohy (6).
4. 4. Multiplikační válec s integrovaným ventilem podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že vnější válcová plocha (21) kroužku (3) je proti vnitřní válcové ploše (22) hydraulického válce (1) těsněna těsněním (23).