CZ305091B6 - Zařízení dávkování tekutin, zvláště pro maziva centrálních systémů ztrátového mazání - Google Patents

Abstract

Zařízení dávkování tekutin, zvláště pro maziva centrálních systémů ztrátového mazání, pracující na základě střídání tlaku v hlavních potrubích (H1, H2), obsahující zdroj stlačeného vzduchu, řídicí ventily (R1, R2), zásobník dávkovací tekutiny (Z), jednu dávkovací jednotku (DJ) s diferenciálním dávkovacím pístem (D), integrovanou v dávkovači (DD), připojeným prostřednictvím jednoho hlavního potrubí (H1) k zásobníku dávkované tekutiny (T) a druhým hlavním potrubím (H2) k rozvodu stlačeného vzduchu. Pro případ nízkého protitlaku odběrného místa (MM), kdy tento není sám o sobě schopen zabránit nežádoucímu průtoku dávkované tekutiny dávkovací komorou při jejím plnění, je na straně jejího výstupu přidán pojistný ventil (V2), který protitlak bránící výstupu z dávkovací komory zvyšuje. Pracovní tlak (pK) dávkované tekutiny v dávkovací komoře (K) je násobkem tlak stlačeného vzduchu (pY) a ovládá výtlačný pohyb diferenciálního dávkovacího pístu (D).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení dávkování tekutin, výhodně pro dávkování maziva centrálních systémů ztrátového mazání a zvláště výhodně pak pro dávkování plastického maziva, kdy je k centrálnímu systému ztrátového mazání potřeba připojit desítky až stovky mazaných míst.

Dosavadní stav techniky

Centrální ztrátově mazací systémy jsou systémy, kdy se z centrálního zdroje maziva rozděluje dávkované mazivo k jednotlivým mazaným místům. Tyto systémy se zpravidla dělí podle několika hledisek. Podle způsobu použití maziva se dělí na ztrátové a oběhové, podle typu používaného maziva na olejové a tukové a z pohledu procesu přípravy jednotlivých dávek maziva se dělí na jednopotrubní, dvoupotrubní nebo vícepotrubní.

V principu jsou centrální ztrátové mazací systémy tvořeny zdrojem tlaku (čerpadlem), zásobníkem maziva, zařízeními pro dělení maziva (dávkovači), kontrolním a řídicím systémem a příslušenstvím (trubky, hadice, ventily, filtry, manometry, sroubení atd.). Úkolem centrálních mazacích systémů je řízené dopravovat malé dávky mazacího oleje nebo tekutého plastického maziva (tuku) do jednotlivých mazaných míst. V současné době jsou pro tento účel používány jednopotrubní a dvoupotrubní dávkovače, popřípadě progresivní dávkovače, jejichž použití je vymezeno pro případy, kdy jednotlivá mazací místa nejsou od sebe příliš vzdálena. Problematika centrálního mazání je dosti rozsáhlá a značně složitá. K centrálním ztrátovým mazacím systémům, pracujícím často v nepříznivých podmínkám (teplota okolí, prašnost, vlhkost, vibrace), jsou zpravidla připojeny desítky až stovky mazaných míst, v mnoha případech od sebe značně vzdálených.

Dávkovač můžeme pro účely popisu dosavadního stavu techniky definovat jako zařízení, odměřující množství tekutiny dodávané pod tlakem do připojených odběrných (mazacích) míst, sestávající se zpravidla z několika dávkovačích jednotek integrovaných do jednoho tělesa (dávkovače), vzájemně propojených vnitřními kanálky, pracující na základě střídání tlaku v jednom, nebo dvou potrubích, k němu připojených. Z hlediska funkce dávkovači jednotky je u centrálních ztrátových mazacích systémů nutné zajistit střídání pracovního a odlehčovacího tlaku, kdy je při pracovním tlaku mazivo vytlačováno pod tlakem z dávkovači jednotky směrem k připojenému mazanému místu, při odlehčovacím tlaku je mazivo plněno do dávkovači komory. Pokud je mazivo dopravováno do dávkovače jednopotrubním mazacím systémem, je zapotřebí zajistit toto střídání tlaků v jednom hlavním potrubí, u dvoupotrubních mazacích systémů je potom nutné zajistit toto střídání pracovního a odlehčovacího tlaku ve dvou hlavních potrubích, kterými je mazivo do dávkovače přiváděno. Toto střídání tlaků v hlavních potrubích se v praxi provádí střídavým zapnutím a vypnutím zdroje tlaku nebo prostřednictvím šoupátkových rozvaděčů (pro olej), popřípadě prostřednictvím sedlových rozvaděčů (pro tuky a plastická maziva).

Mazací (dávkovači) cyklus se obecně skládá ze dvou fází, tlakové (vytlačovací), kdy je mazivo vytlačováno z dávkovačích komor směrem k připojeným mazaným místům a odlehčovací fáze (plnicí), kdy je mazivo plněno do dávkovačích komor, aby mohlo být následně vytlačeno v nové dávce. Při tlakové fázi jsou pracovní (dávkovači) písty uváděny do pohybu tlakem maziva přiváděného z hlavního potrubí, přičemž je z dávkovačích komor těmito dávkovacími písty vytlačováno mazivo směrem k připojeným mazaným místům. Při odlehčovací fázi se uvolní tlak, kteiý v předchozí tlakové fázi působil na dávkovači písty a dochází k naplnění nového maziva z hlavního potrubí do dávkovačích komor, přičemž se dávkovači písty při tomto plnění pohybují zpět. Zjednodušeně lze dávkovači jednotku přirovnat k hydraulicky řízené pumpičce.

- 1 CZ 305091 B6

U jednopotrubních dávkovačů zabezpečuje zpětný pohyb dávkovačích pístů zpravidla pružina, u dvoupotrubních dávkovačů je při odlehčovací fázi dávkovači píst uváděn do zpětného pohybu tlakem přiváděného maziva z druhého hlavního potrubí. U progresivních dávkovačů je to jinak, pohyb dávkovačích pístů je postupný, kdy následující píst se začne pohybovat až po úplném dokončení zdvihu předchozího pístu.

Z pohledu tohoto vynálezu je na místě se dále zabývat jen stávajícími dvoupotrubními dávkovači, resp. dvoupotrubními dávkovacími jednotkami, z nichž se dvoupotrubní dávkovače sestávají, neboť právě dvoupotrubnímu centrálnímu ztrátovému mazacímu systému se řešení podle tohoto vynálezu nejvíce přibližuje. V dalším popisu si tedy autor vynálezu neklade za cíl podrobně rozebírat všechny možné varianty centrálních ztrátových mazacích systémů.

V současné době používané dvoupotrubní dávkovači jednotky jsou v podstatě hybridem dvou jednopotrubních dávkovačích jednotek, sdružených do jedné dávkovači jednotky, avšak bez pružin. Každá dávkovači jednotka dvoupotrubního dávkovače se sestává z jednoho společného dávkovacího pístu, ze dvou dávkovačích komor (zásobníků maziva) a dvoupolohového hydraulicky řízeného šoupátkového čtyřcestného rozvaděče se dvěma vstupy a dvěma výstupy, vše propojeno vnitřními spojovacími kanálky.

Obě dávkovači komory dvoupotrubní dávkovači jednotky mají sdruženou funkci řídící a dávkovači. Při tlakové fázi, tj. při první fázi mazacího cyklu, vytlačuje dávkovači píst z jedné dávkovači komory mazivo směrem k připojenému mazanému místu, přičemž v té době je druhá dávkovači komora doplňována novým mazivem, přiváděným z hlavního potrubí. Při druhé - odlehčovací fázi mazacího cyklu je zpětným pohybem dávkovacího pístu vytlačováno dávkované mazivo z druhé komory do druhého výstupu směrem k připojenému mazanému místu a současně doplněno nové mazivo do první komory.

Vstup nového maziva do dávkovači komory dvoupotrubní dávkovači jednotky, posuv dávkovačích pístů a výstup maziva z dávkovače je řízen dvoupolohovým šoupátkovým rozvaděčem, integrovaným v dávkovači jednotce. Válcové šoupátko rozvaděče je střídavě uváděno do pohybu tlakovým účinkem přiváděného maziva z obou hlavních potrubí. Ke každému dávkovacímu pístu (dávkovači jednotce) přísluší jeden řídicí šoupátkový rozvaděč, dvě dávkovači komory umístěné z čel společného dávkovacího pístu, připojené k šoupátkovému rozvaděči vnitřními kanálky. Při tlakové fázi je dávkovacími písty vytlačováno mazivo z poloviny všech dávkovačích komor směrem k připojeným mazaným místům a současně tlakově doplněna dávka nového maziva do druhé poloviny dávkovačích komor. Každá dávkovači jednotka tedy obsahuje dva výstupy, k nimž je možno připojit dvě mazaná místa.

Změny pracovního a odlehčovacího tlaku v obou hlavních potrubích dvoupotrubního centrálního ztrátového mazání jsou zajišťovány v jednodušších případech běžnými elektromagnetickými šoupátkovými rozvaděči, při značně vysokém tlaku plastického maziva elektromotorickými rozvaděči. Mezi prvním a druhým hlavním potrubím tak dochází k záměně (střídání) tlaků, kdy v jednom hlavním potrubí je pracovní tlak zajišťující vytlačování maziva z dávkovačích komor směrem k připojeným mazaným místům a v druhém hlavním potrubí odlehčovací tlak, blížící se výhodně k nule, aby tak bylo umožněno přesunutí šoupátka rozvaděčů zpět a doplnění nové dávky do druhé poloviny dávkovačích komor, a naopak.

Vysoká spolehlivost dvoupotrubních dávkovačů je předurčuje pro nejnáročnější aplikace. Tlakové doplňování maziva do dávkovačích komor je ovšem u stávajících dvoupotrubních dávkovačů ekonomicky nákladnější, proto jsou používány převážně jen tam, kde jsou pochybnosti o spolehlivosti podstatně levnějších jednopotrubních dávkovačů, které pro oleje s vysokou viskozitou nebo plastická maziva selhávají. Zejména se jedná o mazání drahých strojních zařízení, kde je na místě požadavek na mazání plastickými mazivy. Svoji vysokou spolehlivost prokazují dvoupotrubní dávkovače právě díky tlakovému plnění dávkovačích komor, a to i v těžkých podmínkách při mazání strojních zařízení jako např. v dolech, hutích, elektrárnách, cementárnách, cukrova-2CZ 305091 B6 rech, apod. Pro tyto případy je typické použití dvojice značně dlouhých vysokotlakých potrubí (hlavních potrubí), spojující zdroj tlakového maziva s dávkovači. K těmto potrubím jsou pak prostřednictvím dávkovačů připojeny až stovky mazaných míst, často od sebe značně vzdálených.

Logicky je pro mazací systémy nutno volit takový pracovní tlak, resp. řídicí tlak výtlačného pohybu dávkovacího pístu, aby dávkovači píst překonal vnitřní odpory mazacího systému i nejvyšší protitlak mazaného místa, působící proti vytlačení maziva z dávkovače.

Zjednodušeně lze shrnout, že vysoká spolehlivost dvoupotrubních dávkovačů, zejména pro plastická maziva, oproti jednopotrubním dávkovačům je umožněna plněním maziva do dávkovačích komor pod tlakem, což se ovšem na druhé straně projevuje vysokými pořizovacími náklady na vysokotlakový zdroj a dopravu maziva pod vysokým tlakem na dlouhé vzdálenosti. V extrémních případech totiž dosahuje součet odporů (protitlaků) hlavního potrubí, vnitřních hydraulických odporů dávkovače a nejvyššího protitlaků připojených mazaných míst hodnoty až 40 MPa.

Z komerčního hlediska je sice vedle schopností překonávat vysoké protilátky mazaných míst vyzdvihována i možnost připojit k hlavnímu potrubí mazacího systému řádově stovky mazaných míst, ve skutečnosti se ale z ekonomického hlediska jedná o nutnost. Schopnost mazacího systému překonávat značně vysoké protilátky mazaných míst je rozhodně velkou předností, otázkou je však za jakou cenu. Pro vyvolání značně vysokých tlaků u plastických maziv totiž nelze použít běžná zubová čerpadla, problém je navíc i s obrácením (reverzí) pracovního a odlehčovacího tlaku mezi hlavními potrubími, kdy je nutno použít drahý speciální rozvaděč, který je schopen pracovat za takto vysokého tlaku. To vše vede k tomu, že se v těchto mazacích systémech používá velmi drahé speciální vysokotlaké pístové čerpadlo, ke kterému je obvykle připojena jen jedna dvojice hlavních potrubí a k té je připojeno až několik set dávkovačích jednotek. V důsledku toho není možné rozdělit mazaná místa např. do několika skupin s různými intervaly mazání a mazat je nezávisle na sobě.

Pro všechny doposud známé centrální ztrátové mazací systémy je charakteristické, že hodnota pracovního tlaku, resp. řídicího tlaku potřebného k přesunutí dávkovacího pístu ve směru jeho výtlačného pohybu je vyšší, než je součet všech hydraulických odporů mazacího systému a nejvyššího protitlaků připojeného mazaného místa, působícím proti vytlačení maziva z dávkovači komory.

Na místě je zmínit se zde o patentu US 4 157 132, který popisuje řešení dávkovači jednotky s diferenciálním pístem. Protože toto řešení vyžaduje čtyři potrubí, jedno pro dopravu maziva do dávkovače, jedno pro ovládání dávkovacího pístu, jedno pro odvzdušnění a odvod přebytečného maziva z „hluchého“ prstencového prostoru v diferenciálním válci a jedno pro dopravu dávky maziva k mazanému místu, a dále pro své řízení používá funkčně choulostivý a výrobně náročný hydraulicky řízený sedlový ventil spolu s jednosměrným ventilem, vše náročné na zástavbový prostor, nepodařilo se v praxi zmíněné řešení dávkovačích jednotek integrovat do dávkovače, který by byl vhodný k použití do centrálních ztrátových mazacích systémů, k nimž by bylo možno připojit řádově desítky až stovky mazaných míst s vysokými protitlaky.

Řešení podle patentu US 4 157 132 navíc ani nezmiňuje výhodu diferenciálního účinku - neklade si za cíl docilovat značně vysokých tlaků na výstupu z dávkovači jednotky, nezmiňuje dokonce ani možnost jednotlivé dávkovači jednotky integrovat do centrálních mazacích systémů, k nimž by bylo možno připojit více mazaných míst. Možnost integrace těchto dávkovačích jednotek do centrálních mazacích systémů nebyla tedy ani cílem uvedeného patentu. Uvedeným patentem je de facto chráněn jen způsob plnění dávkované tekutiny do dávkovači komory, resp. řízení průchodu dávkované tekutiny dávkovači jednotkou prostřednictvím hydraulicky řízeného sedlového ventilu umístěného na jejím výstupu a jednosměrného ventilu umístěného na jejím vstupu.

-3CZ 305091 B6

Z hlediska způsobu plnění dávkovači komory je pro doposud známé dávkovače centrálních ztrátových mazacích systémů, ale i pro dávkovač podle patentu US 4 157 132 charakteristické, že mazivo doplňované do dávkovači komory nemá, bez ohledu na výši jeho tlaku, schopnost otevřít výstup směrem k mazanému místu. Výstup z dávkovači jednotky zůstává po celou dobu plnění dávkovači komory, bez ohledu na výši tlaku přiváděného maziva, uzavřený. Pro správnou funkci dávkovači jednotky je to samozřejmě přednost, nutno ovšem podotknout, že tato přednost je draze zaplacena značnou výrobní a zástavbovou náročností hydraulicky řízeného dvoupolohového čtyřcestného šoupátkového rozvaděče, integrovaného do dávkovači jednotky dvoupotrubního dávkovače, i hydraulicky řízeného sedlového ventilu u řešení podle Patentu US 4 157 132, a de facto tak brání integraci dávkovačích jednotek s diferenciálním pístem do centrálních mazacích ztrátových systémů.

Podstata vynálezu

Cílem tohoto vynálezu je zejména u centrálních ztrátových mazacích systémů zachovat, případě i zvýšit schopnost překonávat velmi vysoké protilátky působící v místě výstupu dávkované tekutiny z dávkovači jednotky, aniž by bylo nutné používat značně vysoký tlak v hlavním potrubí.

Předpokladem k dosažení tohoto cíle je najít nové jednoduché řešení doplňování dávkované tekutiny pod tlakem do dávkovači komory s nízkými nároky na zástavbový prostor, které by mohlo nahradit stávající hydraulický řízený šoupátkový rozvaděč. Právě stávající náročnost na zástavbový prostor hydraulicky řízeného rozvaděče brání možnosti nahradit jednoduchý dávkovači píst diferenciálním pístem, aniž by dávkovači jednotka ztratila schopnost integrace do centrálních ztrátových mazacích systémů.

Podle jednoho aspektu tohoto vynálezu je zajištěno oddělení procesu doplňování tekutiny do dávkovači komory od procesu vytlačování tekutiny z dávkovači komory. Je tak možné opustit koncepci sdružující dvě dávkovači jednotky do jedné a nahradit tak stávající dvoupolohový šoupátkový čtyřcestný rozvaděč, náročný na zástavbový prostor, navíc výrobně nákladný a funkčně choulostivý, dvojicí jednoduchých výrobně a „zástavbové“ nenáročných hydraulických prvků.

Nové řešení doplňování tekutiny do dávkovači komory je založeno na předpokladu, že tlak vstupující tekutiny do dávkovači komory při odlehčovací fázi je nižší, než protitlak působící proti jejímu výstupu z dávkovači komory. Toho lze docílit buď snížením tlaku přiváděné dávkované tekutiny do dávkovači komory, nebo zvýšením protitlaku působícího proti výstupu dávkované tekutiny z dávkovači komory, nebo optimálně kombinací obojího. Potom je možné tlakovou tekutinu do dávkovači komory přivést přes zpětný ventil, který při tlakové fázi brání zpětnému pohybu dávkované tekutiny směrem do hlavního potrubí a na straně výstupu z dávkovači jednotky umístit hydraulický prvek schopný vyvodit protitlak, např. pojistný ventil (zpětný ventil s pružinou).

Odběrná místa dávkované tekutiny s dostatečně vysokým protitlakem, bránícím se dodávce tekutiny, splňují uvedený předpoklad přirozeně, tam není nutno poměr vstupního tlaku dávkované tekutiny vůči protitlaku bránícímu výstupu tekutiny z dávkovači komory nijak upravovat. Aby ale nedocházelo k neřízenému průtoku přiváděné tlakové tekutiny v průběhu odlehčovací fáze dávkovači komorou směrem k připojenému odběrnému místu s nízkým protitlakem, je nutno poměr tlaku vstupující tekutiny do dávkovači komory vůči tomuto nízkému protitlaku upravit. Nejjednodušším řešením je v tomto případě zvýšit protitlak na straně výstupu z dávkovači jednotky, působící proti výstupu dávkované tekutiny, nejvýhodněji jak již bylo uvedeno - pojistným ventilem.

Současně podle jiného aspektu je předloženo nové řešení dávkovačů, zejména pro odběrná místa s mimořádně vysokým protitlakem působícím proti dodávce dávkované tekutiny v místě výstupu z dávkovači jednotky, kde je nahrazen stávající jednoduchý dávkovači píst diferenciálním dávko-4CZ 305091 B6 vacím pístem, jenž umožňuje i několikanásobně zvýšit tlak tekutiny vytlačované z dávkovači jednotky. Nový způsob doplňování tekutiny do dávkovači komory, nenáročný na zástavbový prostor, umožní integraci diferenciálních pístů do dávkovačů centrálních dávkovačích systémů.

Pro dávkovače podle vynálezu je charakteristické použití hydraulického prvku schopného zvýšit protitlak odběrného místa proti výstupu dávkované tekutiny z dávkovači komory. Tento vynález poskytuje nový způsob tlakového doplňování dávkované tekutiny do dávkovači komory i nové zařízení - dávkovači jednotku s diferenciálním pístem pro dávkování tekutin, schopnou integrace do jednoho dávkovače, vhodného zejména pro systémy centrálního ztrátového mazání, jakožto i možnost snížit pracovní tlak v hlavním potrubí, a to aniž by došlo ke snížení schopnosti překonávat značně vysoké protitlaky odběrných míst, a potažmo tak i nahradit drahá vysokotlaká pístová čerpadla a vysokotlaké rozvaděče podstatně levnějšími provedeními.

Nelze přehlédnout ani fakt, že náhrada šoupátkového rozvaděče dvojicí ventilů - jednosměrného a pojistného ventilu - zjednoduší výrobu vlastních dávkovačů a sníží nárok na jejich zástavbový prostor, a to i v případě použití diferenciálního pístu. Lze předpokládat, že využití vynálezu např. v oblasti mazací techniky jíž nebude bránit ekonomické hledisko použití dávkovačů s tlakovým plněním dávkovači komory i pro běžná strojní zařízení, navíc s možností rozdělit mazaná místa do několika skupin s různými, na sobě nezávislými intervaly mazání.

Ve výše uvedeném popisu byl používán termín mazivo. Je ale zřejmé, že je možné použít dávkovač podle vynálezu i pro dávkování jiných tekutin zejména tam, kde je zapotřebí dodávat tyto tekutiny v menších dávkách pod tlakem.

Objasnění výkresů

Vynález je podrobněji vysvětlen pomocí příkladů zobrazených na výkresech, kde

Obr. 1 představuje ve schematickém řezu dvoupotrubní dávkovač tekutin s jednou dávkovači jednotkou s diferenciálním dávkovacím pístem, jehož pohyb je řízen tlakem stlačeného vzduchu.

Obr. 2 schematicky znázorňuje dvoupotrubní dávkovač tekutin podobný řešení z obr. 1, ale se dvěma dávkovacími jednotkami s diferenciálním pístem, řízenými tlakem stlačeného vzduchu.

Obr. 3 schematicky znázorňuje dvoupotrubní dávkovač, který spolu s připojeným reverzním zubovým čerpadlem a dvojicí hlavních potrubí tvoří jednoduchý hydraulický obvod se dvěma mazanými místy.

Obr. 4 schematicky zobrazuje zjednodušený hydraulický obvod mazání se dvěma dávkovači, řízenými nezávisle na sobě.

Příklady uskutečnění vynálezu

Na obr. 1 je ve schematickém řezu znázorněn dvoupotrubní dávkovač tekutin DD s jednou dávkovači jednotkou DJ s diferenciálním dávkovacím pístem D, připojený prostřednictvím hlavního potrubí H1 k zásobníku tekutiny Z. Na hladinu tekutiny T umístěné v zásobníku Z působí střídavě tlak stlačeného vzduchu řízený třícestným dvoupolohovým ventilem RJ. Prostřednictvím druhé hlavní větve H2 je dvoupotrubní dávkovač tekutin DD připojen k rozvodu stlačeného vzduchu.

Pracovní cyklus dávkovacího zařízení (dávkovače) podle tohoto vynálezu se skládá ze dvou fází, z nichž při první - odlehčovací fázi dojde k přesunutí dávkovacího pístu D do jeho pravé polohy a k naplnění dávkovači komory K dávkovanou tekutinou, jejíž objem se pohybem dávkovacího pístu D zvětšuje, až dosáhne objemu předpokládané dávky tekutiny, která má být dávkovačem následně dodána do připojeného odběrného místa MM. Při druhé - tlakové fázi dojde k přesunutí dávkovacího pístu D zpět do levé polohy a současnému stlačování prostoru dávkovači komory

-5CZ 305091 B6

Ka vytlačení dávkované tekutiny T přes pojistný ventil V2 směrem k výstupu M z dávkovače DD.

Dávkovači jednotka DJ se sestává z kanálku A napojeného na hlavní potrubí Hl, přivádějící dávkovanou tekutinu pod tlakem pX ze zásobníku 7 do vstupního a řídicího prostoru X, vyústěného do tohoto vstupního a řídicího prostoru X, kanálku B vyústěného do vstupního a řídicího prostoru Y, dávkovači komory K., diferenciálního dávkovacího pístu D s dorazy F, G a výstupního kanálku C, z jedné strany vyústěného do dávkovači komory K a druhé strany směřující k výstupnímu místu M.

Řídicí a vstupní prostor X je propojen prostřednictvím jednosměrně působícího zpětného ventilu VI s dávkovači komorou K. Tento zpětný ventil VI umožňuje při odlehčovací fázi vstup tekutiny T do dávkovači komory K a při tlakové fázi naopak brání nežádoucímu úniku tekutiny zpět směrem do hlavního potrubí Hl.

Předpokládejme, že protitlak pM v bodě M, působící proti výstupu dávkované tekutiny z dávkovači komory je nízký, tedy že není schopen sám o sobě zabránit výstupu dávkované tekutiny z dávkovači komory, přiváděné do ní pod tlakem v průběhu odlehčovací fáze, proto je do výstupního kanálku C vložen prvek s nastavitelným hydraulickým odporem (protitlakem), v tomto případě pojistný ventil V2, který spolu s protitlakem odběrného místa pM brání neřízenému průtoku tekutiny T z dávkovači komory.

Odlehčovací fáze začíná okamžikem tlakového odlehčení vstupního a řídicího prostoru Y (do atmosféry), tedy uvedením třícestného ventilu R2 do klidového stavu. Pokračuje otevřením třícestného ventilu R1 a přivedením stlačeného vzduchu, předpokládejme např. o tlaku 0,8 MPa, na hladinu tekutiny T umístěné v zásobníku Z. Tekutina T může být přirozeně od stlačeného vzduchu oddělena např. membránou nebo plovoucím pístem. Tlaková energie tekutiny je přenesena prostřednictvím hlavního potrubí Hl do vstupního a řídicího prostoru X a svým účinkem pX přesune dávkovači píst D z levé do pravé krajní polohy na doraz G, přičemž vznikající podtlak v dávkovači komoře K je okamžitě vyrovnáván s přetlakem pX, nacházejícím se ve vstupním a řídicím prostoru X. Předpokládejme, že protitlak pM odběrného místa MM v bodě M je poměrně nízký, např. 0,4 MPa, a že tekutina přiváděná do dávkovači komory je potenciálně schopna dosáhnout tlaku pK = 0,5 MPa (0,8 MPa snížených o tlakové ztráty). V tomto případě budeme muset pojistný ventil V2 nastavit na hodnotu převyšující 0,1 MPa, aby tak zůstal po celou dobu odlehčovací fáze zavřený. Odlehčovací fáze pokračuje i po naplnění dávkovači komory K dávkovanou tekutinou a uvedením ventilu R1 do klidového stavu, a to až do okamžiku zahájení druhé fáze dávkovacího cyklu. Pojistný ventil V2 spolu s protitlakem odběrného místa pM v bodě M zabraňuje po celou dobu odlehčovací fáze nežádoucímu průtoku tekutiny dávkovači komorou.

Druhá - tlaková fáze začíná aktivací ventilu R2, přitom ventil R1 je již v klidové poloze a odlehčuje zásobník Z, resp. vstupní a řídicí prostor X do atmosféry. Prostřednictvím hlavního potrubí H2 přivádí ventil R2 stlačený vzduch do vstupního a řídicího prostoru Y. Tlakovým účinkem stlačeného vzduchu pY, předpokládejme 0,6 MPa (0,8 MPa sníženo o hydraulické odpory), dojde k přesunutí dávkovacího pístu D do levé krajní polohy na doraz F a k vytlačení dávky tekutiny z dávkovači komory směrem k výstupnímu bodu M (přes pojistný ventil V2 nastavený na hodnotu převyšující 0,1 MPa). Tekutina T nacházející se ve vstupním a řídicím prostoru X je přitom vytlačena zpět do tlakově odlehčeného zásobníku Z. Zpětný jednosměrný ventil VI, integrovaný v tomto případě přímo do dávkovacího pístu D, zabraňuje dávkované tekutině ve zpětném pohybu do vstupního a řídicího prostoru X.

Předpokládejme, že diferenciální píst má převodový poměr např. 5:1, což je příhodné i z hlediska nároků na zástavbový prostor. Pokud pomineme vnitřní tlakové ztráty dávkovači jednotky a ponecháme nastavení pojistného ventilu V2 na hodnotě protitlaku 0,1 MPa, můžeme k dávkovači připojit odběrné místo s protitlakem teoreticky až 2,9 MPa.

-6CZ 305091 B6

Na obr. 2 je ve schematickém provedení znázorněn obdobný případ dvoupotrubního dávkovače tekutin DD se dvěma dávkovacími jednotkami DJ1 a DJ2 s diferenciálními dávkovacími písty DJ_ a D2, připojený prostřednictvím hlavního potrubí H11 k zásobníku tekutiny Z a podpůrnému hlavnímu potrubí H12. Na hladinu tekutiny T působí střídavě tlak stlačeného vzduchu, řízeného ventilem Rl. Prostřednictvím druhého hlavního potrubí H2 je dvoupotrubní dávkovač tekutin DD připojen k rozvodu stlačenému vzduchu.

Funkce činnosti je obdobná jako u předchozího provedení na obr. 1 s tím rozdílem, že pohyb tekutiny T ze zásobníku Z do dávkovače je jednosměrný. Rovněž jako v předchozím provedení se mazací cyklus skládá z odlehčovací a tlakové fáze.

Na obr. 3 je ve schematickém provedení zobrazen jiný příklad provedení dvoupotrubního dávkovače DD podle vynálezu, připojený prostřednictvím hlavních potrubí H1 a H2 k reverznímu zubovému čerpadlu RC a spolu tvořící jednoduchý hydraulický mazací obvod. Funkce dávkovačích jednotek DJ1 a DJ2, integrovaných v dávkovači DD, je obdobná jako u předcházejícího příkladu dle obr. 1, rovněž i základní prvky, z nichž se obě dávkovači jednotky DJ1 a DJ2 skládají, jsou stejné.

Vzájemná poloha dávkovačích jednotek DJ1 a DJ2 je volena čistě pro názornost tak, aby byla na první pohled zřejmá možnost rozdělit mazaná místa na dvě skupiny s obráceným cyklem, tedy například že jedna skupina mazaných míst bude mazána při pravotočivém chodu čerpadla a druhá skupina při levotočivém chodu. Rovněž i zvolená kombinace vnitřního a vnějšího uspořádání zpětných ventilů Vil, V12 a V21 ukazuje na variabilitu možností provedení dávkovačů DD podle vynálezu. Pokud např. při pravotočivém chodu reverzního čerpadla bude tlaková tekutina přiváděna do hlavního potrubí Hl, bude hlavní potrubí H2 tlakově odlehčeno, při levotočivém chodu čerpadla tomu bude naopak. Při pravotočivém chodu čerpadla tedy bude dávkovači jednotka DJ1 ve fázi odlehčovací a dávkovači jednotka DJ2 ve fázi tlakové.

Předpokládejme, že mazané místo MM1 v místě jeho připojení Ml k dávkovači působí samo o sobě proti dodávce maziva jen atmosférickým tlakem. Aby nedocházelo v průběhu odlehčovací fáze k neřízenému průtoku dávkovaného maziva dávkovači komorou K1 směrem k tomuto mazanému místu, musíme mezi dávkovači komoru a toto mazací místo vložit hydraulický prvek vyvozující protitlak, např. pojistný ventil V21, kdy jej pro ukázku variability umístíme mimo vlastní dávkovač.

Dále předpokládejme, že připojené mazané místo MM2 v bodě M2 působí naopak značně vysokým protitlakem, bránícím spolehlivě neřízenému průtoku maziva dávkovači komorou K2 v průběhu odlehčovací fáze. Zde není teoreticky potřeba nijak zasahovat, mezi toto mazané místo a dávkovači komoru K2 nemusíme žádný hydraulický prvek s nastaveným protitlakem vkládat. Pro názornost zde tedy není pojistný ventil V22 zakreslen.

Použití reverzního čerpadla RČ umožňuje zajistit střídání tlaku v obou hlavních potrubích H1 a H2, aniž by k tomu bylo nutno použít jakýkoliv řídicí rozvaděč či ventil.

Na obr. 4 je schematicky zobrazen zjednodušený hydraulický obvod mazání se dvěma dávkovači DPI a DD2 s diferenciálními dávkovacími písty D, připojenými prostřednictvím hlavního potrubí H1 ke zdroji tlakového maziva T a prostřednictvím druhého hlavního potrubí H21 a H22 k řídicím ventilům Rl a R2.

Oba dávkovače jsou řízeny nezávisle na sobě, společnou mají de facto jen první odlehčovací fázi, a to pokud jsou oba ventily Rl a R2 v klidové poloze. Při odlehčovací fázi se dávkovači písty D, účinkem tlakové kapaliny T, přiváděné do dávkovačích komor K, posunou do pravé krajní polohy, pokud tam ještě nejsou. Dávkovači komory jsou tak naplněny dávkou tlakového maziva. Pojistné ventily V2 musí být přitom nastaveny tak, aby součet jejich protitlaků spolu s protitlakem

-7CZ 305091 B6 pM příslušného mazaného místa připojeného v bodě M, byl vyšší tlak, než je tlak v hlavním potrubí Hl.

Předpokládejme pro zjednodušení, že jen v jednom bodě M je připojeno mazané místo s protitlakem pM = 30 MPa, v ostatních bodech jsou připojena mazaná místa s protitlakem pM = 2 MPa, tlak maziva vstupující do dávkovačích komor pK = 6 MPa a vnitřní tlakové ztráty dávkovačích jednotek = 0 MPa. U dávkovači jednotky s připojeným protitlakem mazaného místa 30 MPa můžeme ventil V2 nastavit na minimální hodnotu protitlaku (cca 0 MPa), ostatní ventily nastavíme na hodnotu protitlaku (tlakového odporu) převyšující hodnotu 4 MPa. Pro překonání nejvyššího protitlaku mazaného místa nám v tomto případě vychází převodový diferenciální poměr dávkovačího pístu 5:1. Tlakové odlehčení dávkovačích jednotek je vyvedeno do potrubí Q s atmosférickým protitlakem.

V první - odlehčovací fázi mazacího cyklu jsou řídicí ventily R1 a R2 v klidové poloze a tlakově odlehčují hlavní potrubí H21, resp. H22, jímž je odváděna do odpadního potrubí Q přebytečná tekutina nacházející se v pravém čelním prostoru dávkovacího pístu.

Druhou - tlakovou fázi zahájíme sepnutím ventilu Rl, resp. R2, při současném běhu čerpadla a přivedeme tak prostřednictvím hlavního potrubí H21, resp. H22 do příslušného dávkovače DPI, resp. DD2 řídicí tlak pY, jenž způsobí přesunutí diferenciálních dávkovačích pístů D, nacházející se v aktivovaném dávkovači. Tlak v dávkovači komoře K příslušné tomu kterému dávkovacímu pístu je vyšší, než řídicí tlak pY, resp. je jeho několikanásobkem, a tak tedy hravě překoná protitlak pojistného ventilu V2 a vytlačí přes něj dávku tekutiny do mazaného místa.

Z uvedených příkladů na obrázcích 1 až 4 můžeme shrnout, že vnitřní uspořádání a funkce dávkovačů tekutin DD podle vynálezu umožňuje v hydraulických systémech snížit pracovní tlaky v hlavních potrubích H, při zachování schopnosti překonávat vysoké protitlaky mazaných míst. Dávkovači jednotky DJ v provedení podle vynálezu jsou de facto přetlakově plněné diferenciální pumpy, řízené v obou směrech tlakem dávkované tekutiny, tlakem stlačeného vzduchu nebo tlakem pružiny. V úvahu mohou přijít i jiné varianty, kdy dávkovanou tekutinou bude např. plastické mazivo a řídicím médiem hydraulický olej.

Tak jak již bylo naznačeno v kapitole nazvané „Podstata technického řešení vynálezu“, poskytuje řešení podle vynálezu zcela nový koncept centrálního systému dávkování, kdy při zachování funkce tlakového plnění dávkovači komory a zachování schopnosti integrace dávkovačů do centrálního systému dávkování, je možno využít účinku diferenciálního pístu pro překonání extrémně vysokých protitlaků odběrných míst.

Pro provedení dávkovači jednotky podle vynálezu je charakteristické použití pojistného ventilu V2 na straně výstupu maziva z dávkovači komory a propojení jejího vstupu prostřednictvím zpětného ventilu VI se vstupním a řídicím prostorem X, a díky tomuto řešení, nenáročného na zástavbový prostor, schopnost její integrace v provedení s diferenciálním pístem do centrálních dávkovačích systémů.

Claims (6)

1. Zařízení dávkování tekutin, zvláště pro maziva centrálních systémů ztrátového mazání, sestávající alespoň z jednoho zdroje tlaku, alespoň jednoho zásobníku (Z) s dávkovanou tekutinou (T), alespoň jedné dvojice hlavních potrubí (Hl, H2) a alespoň jednoho přetlakově plněného dávkovače (DD), v jehož tělese je integrována alespoň jedna dávkovači jednotka (DJ), v níž je posuvně uložen dávkovači píst (D), pracující na základě střídání pracovního a odlehčovacího tlaku, vyznačující se tím, že alespoň u jedné dávkovači jednotky (DJ) je umístěn na straně vstupu do dávkovači komory (K) zpětný ventil (VI) pro zabránění zpětného pohybu dávkované tekutiny do hlavního potrubí (Hl), a na straně výstupu z dávkovači komory (K) je umístěn hydraulický prvek (V2) s protitlakem hydraulickým odporem, pro zabránění průtoku dávkované tekutiny směrem k odběrnému místu (MM) při jejím plnění do dávkovači komory (K).

2. Zařízení dávkování tekutin podle nároku 1, vyznačující se tím, že hydraulickým prvkem (V2) s protitlakem je zpětný ventil, zabudovaný do výstupního kanálku (C), vyústěný ze strany svého vstupu do dávkovači komory (K) a svým výstupem směřující k výstupnímu bodu (M).

3. Zařízení dávkování tekutin podle nároku 1, vyznačující se tím, že dávkovacím pístem (D) je diferenciální píst.

4. Zařízení dávkování tekutin podle nároku 3, vyznačující se tím, že zpětný ventil (VI), oddělující hlavní potrubí (Hl) od dávkovači komory (K), je umístěn v dávkovacím pístu (D).

5. Zařízení dávkování tekutin podle nároku 1, vyznačující se tím, že výtlačný pohyb dávkovacího pístu (D) ve směru k dorazu (F) je řízen tlakem (pY) plynného nebo kapalného média, které je svým složením rozdílné od dávkované tekutiny, nebo tlakem dávkované tekutiny.

6. Zařízení dávkování tekutin podle nároku 1, vyznačující se tím, že střídání pracovního a odlehčovacího tlaku ve dvojici hlavních potrubí (Hl, H2) je zajišťováno reverzním zubovým čerpadlem (RČ).