DE2406051A1

DE2406051A1 - Control valve anti-cavitation arrangement - has two or more throttling orifices with multi-stage pressure reduction

Info

Publication number: DE2406051A1
Application number: DE19742406051
Authority: DE
Inventors: Walter Lorenz
Original assignee: GIEHL ALGI KG MASCH
Current assignee: GIEHL ALGI KG MASCH
Priority date: 1974-02-08
Filing date: 1974-02-08
Publication date: 1975-08-21

Abstract

The arrangement is intended primarily for the lowering throttle valve of hydraulic lifts. The control valve contains two or more throttling orifices located in series, causing multi-stage cavitation free pressure reduction of the pressure fluid. The throttle orifices are formed as an independent throttle construction section, fastened to the valve piston of the control valve, and which may be located parallel so that they may be switched on or off in proportion to the pressure fluid flow. The throttles consist of four hollow cylinders with orifice apertures, inserted into each other, leaving an open ring chamber. The cylinders are combined into groups, and separated from each other within the ring chamber via piston ring type intermediate walls.

Description

Vorrichtung zur Vermeidung von Kavitationstörwikungen in Steurventilen ölhydraulischer Drucksysteme, insbesondere in ölhydraulischen Aufzügen.Device to avoid cavitation disturbances in control valves oil hydraulic pressure systems, in particular in oil hydraulic elevators.

Die Erfindung betrifft ein. Vorrichtung zur Vermeidung von Kavitationstörwirkungen in Steuerventilen ölhydraulischer Drucksysteme, insbesondere in ölhydraulischen Aufzügen.The invention relates to a. Device to avoid cavitation disruptive effects in control valves of oil hydraulic pressure systems, especially in oil hydraulic systems Elevators.

In hydraulischen Systemen treten häufig große Druckdifferenzen an Steuerventilen und Leckipalten auf.Large pressure differences often occur in hydraulic systems Control valves and leakage columns.

Die damit verbundenen hohen Strömungsgeschwindigkeiten führen zu mechanischer und thermischer Belastung der Druckfüssigkeit und zu örtlich niedrigen statischem Druck. Dies sind die Ursachen ftir die häufig zu beobachtenden Kavitationserscheinungen in Hydraulikanlagen. Kavitation kann in Hydraulikanlagen ein. Quelle von unangenehmen Störungen sein und bis zum Versagen des Systems führen. Es können Leistungsverluste, Erosionen laute Geräusche und Gasblasen in der Druckflüssigkeit entstehen, die über die Rückleitung bis in den Ölbehälter gelangen und in der Pumpe zu weiteren Schäden führen können.The associated high flow velocities lead to mechanical and thermal load of the pressure fluid and locally low static Pressure. These are the causes of the cavitation phenomena that are frequently observed in hydraulic systems. Cavitation can occur in hydraulic systems. Source of unpleasant Be faults and lead to the failure of the system. There can be performance losses, Erosions Loud noises and gas bubbles in the hydraulic fluid arise that reach the oil tank via the return line and into the pump can lead to further damage.

Bei öl#hydraulischen Afzügen ist man bisher der Ansicht geweson, daß die bei der Senkfahrt auftretenden Geräusche nicht wesentlich reduziert werden können, also hingenommen werden müssen, weil bei dem abfließen des Drucköles über die Drossel des Senkventiles die im Fahrkorb gespeicherte potentielle Energi. an der Drossel in Wärme umgewandolt wird und diese Umwandlung ohne Geräuschentwicklung nicht vonstatten gehen kann. Es entspricht Jedoch der neueren Erkenntnis, daß diese trotz Geräuschentwicklung nicht vonstatten gehen kann. Es entausschließlich auf Kavitationswirkungen an der Senkventildrossel zurückzuführen sind.In the case of oil-hydraulic draw-offs, it has been the view so far that the noises occurring during lowering cannot be significantly reduced, So have to be accepted because when the pressure oil drains through the throttle of the lowering valve the potential energy stored in the car. at the throttle is converted into heat and this conversion does not take place without generating noise can go. However, it corresponds to the more recent knowledge that this despite noise development cannot take place. It exclusively on the effects of cavitation on the Lowering valve throttle are due.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese schädlichen Kavitationsstörwirkungen in Steuerventilen ölhydraulischer Drucksyzsteme, insbesondere in der Senkventildrossel von ölhydraulischen Aufzügen, zu vermeiden.The invention is based on the problem of these harmful cavitation disturbance effects in control valves of oil hydraulic pressure systems, especially in the lowering valve throttle of hydraulic lifts.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß das Steuerventil zwei oder mehrere hintereinander g-schaltete Drosselblenden enthält, in denen ein zwei- oder mehrstufiger Kavitationsfreier Druckabbau der Druckflüssigkeit erfolgt.This object is achieved according to the invention in that the control valve contains two or more consecutively g-switched throttle orifices in which a Two or more stages cavitation-free pressure reduction of the hydraulic fluid takes place.

Vortelhalf sind die Drosselblenden als am Ventilkolben des Steuerventile befestigtes selbständiges Drossel-Bauteil ausgebildet.The throttle orifices are more advantageous than those on the valve piston of the control valve attached independent throttle component formed.

Wo wechselnde Druckflüssigkeitsmengen auftreten, also insbesonders bei ölhydraulischen Aufzügen, ist es notwendig, daß zwei oder mehrere hintereinander geschaltete Drosselblenden zu zweit oder mehrfach derart parallel geschaltet angeordnet sind, daß die parallelgeschalteten Drosselblenden proportional zur durchfließenden Druckflüssigkeitsmenge ab- bzw. zugeschaltet werden.Wherever changing amounts of hydraulic fluid occur, in particular in the case of hydraulic lifts, it is necessary that two or more lifts are in a row switched throttle orifices arranged in pairs or multiple in such a way connected in parallel are that the throttle orifices connected in parallel are proportional to the flow rate Hydraulic fluid volume can be switched on or off.

Die Drosselblenden können zweckmäßig ausmehreren -insbesondere vier - unter Offenlassung jeweils einer Ringkammer ineinandergesteckten Hohlzylinder mit Blendenöffnungen bestehen, die Kolbenringartige Zwischenwände in den Ringkammern gruppenweise zusammengefaßt und voneinander abgetrennt sind.The throttle orifices can expediently consist of several - especially four - Hollow cylinders plugged into one another while leaving one ring chamber open with orifice openings exist, the piston ring-like partition walls in the annular chambers are grouped together and separated from each other.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung und unter Einsbeziehung des nächstliegenden Standes der Technik näher erläutert und beschrieben.The invention is described below with reference to the drawing and with reference to one another the closest prior art explained and described in more detail.

Es zeigen : figur 1 s das Scaltbild eines Hydraulikkreises eines Autzuges, Figuren 2 und 3 a in bekanntes Steuerventil ii Längeschnitt und Figuren 4 und 3 S das erfindungsgemäße Steuerventil im Längeschnitt Das in Figur 1 gezeigte Schaltbild zeigt einen Autsugfahrkorb 1, der am oberen Ende eines Stempels 2 befestight ist, welchersich in einem ölhydraulishen Zylinder 3 auf- und abwärtsbewegt. Die Druckfüssigkeit zur Betätigung des Stempels 2 wird durch eine durch einen Wo tor 4 angetrieben. Pumpe 5 aus einem Ölvorratsbehälter 6 über eine Druckleitung7 durch das Steuerventil 8 in die Druckleitung 9 gepumpt, Innerhalb des Steuerventile 8 zweigt eine Ablasaleitung 10 ab, die zum Vorratabehälter 6 über die Rückechlagventile 11 führt. Aus verschiedenen Gründen empfiehlt es sich, zwei parallel geschaltete RUckschlagventile 11 in der Ablassleitung 10 su verwenden, um auf diese Weise eine Hauptenk- und eine Feinsenkgeschwindigkeit erzielen zu können.They show: Fig. 1 s the circuit diagram of a hydraulic circuit of a train, FIGS. 2 and 3 a in known control valve ii longitudinal section and FIGS. 4 and 3 S the control valve according to the invention in longitudinal section That in figure The circuit diagram shown in FIG. 1 shows a suction car 1, which is at the upper end of a ram 2 is fastened, which moves up and down in an oil hydraulic cylinder 3. The pressure fluid for actuating the plunger 2 is through a Wo gate 4 driven. Pump 5 from an oil reservoir 6 via a pressure line 7 pumped through the control valve 8 into the pressure line 9, inside the control valve 8 branches off a discharge line 10, which leads to the storage container 6 via the non-return valves 11 leads. For various reasons it is advisable to have two connected in parallel Use non-return valves 11 in the drain line 10 su in this way a To be able to achieve main lowering and a fine lowering speed.

Zur Erzielung eines lastfreien Anlaufend des Motors und einer verstellbaren Beschleunigung in Aufwärtefahrt, zweigt innerhalb des Steuerventils 8 eineweitere Ablassleitung 12 vor dem Rückschlagventil 13 ab, die ebenfalls über ein Rückschlagventil 14, da in gleicher Weise wie das Rückschlagventil 11 aussbildet ist, das Öl beim Anlaufen des Motors fast drucklos in den Vorratsbehälter 6 laufen läßt.To achieve a load-free starting of the motor and an adjustable one Acceleration in the upward journey, a further branch branches within the control valve 8 Drain line 12 in front of the check valve 13, which also has a check valve 14, since is formed in the same way as the check valve 11, the oil when Starting the engine can run almost without pressure in the reservoir 6.

Venn eine in der Zeichnung nicht dargestellte Drucktaste in Fahrkorb 1 fUr eine höhergelegene Stellung gedrückt wird, wird eine ebenfalls nicht abgebildete Steuerung betätigt und der Pumpenmotor 4 erregt, wodurch Öl über die Drossel 14 in den Vorratsbehälter umgepumpt wird.Venn a pushbutton, not shown in the drawing, in the car 1 is pressed for a higher position, one is also not shown Control actuated and the pump motor 4 energized, whereby oil over the Throttle 14 is pumped into the reservoir.

Wird nun über ine Vorsteuerung 19 die Drossel 14 langsam geschlossen, so steigt der Druck in der Leitung 7 so stark an, daß das Rückschlagventil 13 öffnet und das Drucköl dem Zylinder 3 zufließt, wodurch der Steinpei 2 aus dem Zylinder 3 verdrängt wird und somit seine llubbewegung vollzieht.If the throttle 14 is now slowly closed via a pilot control 19, so the pressure in the line 7 rises so strongly that the check valve 13 opens and the pressure oil flows to the cylinder 3, whereby the stone pei 2 from the cylinder 3 is displaced and thus completes its sliding movement.

Hat der Fahrkorb 1 seine vorgesehene Stellung orreicht, so wird ein nichtabgebildeter Endsch@alter in einem Schacht fUr den Fahrkorb 1 betätigt, so daß die Steuerung den Motor 4 abschaltet und der Fahrkorb über das Rückschlagventil 13 in seiner Stellung gehalten wird.If the car 1 has reached its intended position, a End switch not shown in a shaft for car 1 actuated, see above that the control switches off the motor 4 and the car via the check valve 13 is held in place.

Wenn der Fahrkorb 1 aus dieser Stellung nach unten in eine zweite vorgesehene Stellung bewegt werden soll, so wird eine weitere Drucktaste im Fahrkorb ftir die zweite vorgesehene Stellung gedrückt, wodurch eine Vorsteuerung 16 bewirkt, daß sich die Drossel 11 langsam öffnet und das Öl aus dem Zylinder 3 in den Behälter 6 laufen läßt, wodurch sich der Fahrkorb 1 nach unten bewegt Wenn der Fahrkorb die zweite vorgesehene Stellung erreicht hat, wird ein ebenfalls nicht abgebildeter Endschalter im Fahrachacht des Fahrkorbes betätigt, so daß die Vorsteuerung 16 die Drossel 11 langsam scllliessen läßt, bis der Korb endgültig in der gewünschten Stellung abgehalten wird.When the car 1 from this position down into a second If the intended position is to be moved, another pushbutton is in the car pressed for the second intended position, whereby a pilot control 16 causes that the throttle 11 opens slowly and the oil from the cylinder 3 into the container 6 runs, causing the car 1 to move downwards has reached the second intended position, it is also not shown Limit switch actuated in the elevator shaft of the car, so that the pilot control 16 the The throttle 11 can be closed slowly until the basket is finally in the desired position is held.

In den Figuren 2 und 3 sind weitere Einzelheiten einer bekannten Steuerventileinrichtung für ölhydraulische Aufzüge dargestellt.FIGS. 2 and 3 show further details of a known control valve device shown for oleohydraulic elevators.

In der Stufenbohrung eines Steuerventilgehäuses 17 verschiebt sich ein Ventilkolben 18 mit anhängender Drossel 19, die sich ihrerseits wiederum auch in der Stufenbohrung verschiebt. Die Drossel 19 hat meist zwei oder vier Drosselblenden 20, durch welche das 01 abließt, wenn der Ventilkegel 21 von seinem Sitz 22 abhebt. Das Schließen und Öffnen des Ventilkolbens 18 mit anhängender Drossel wird über ein Vorsteuerventil 16 bewirkt. Dies geschicht in folgender Weise : Im Ruhezustand läßt das Vorsteuerventil Öl von der Ringkammer 23 in die Kolbenkammer 24 f@@ßen. Da die Kolbenkammer eine großere Fläche hat als die Ringkammer 25 wird bei gleichem Flüssigkeitsdruck in beiden Kammern der Kolben nach unten gedrückt und somit die Drossel 19 durch die Stufenbohrung vollkommen abgdeckt, so daß kein 01 abfließen kann, da der Ventilkegel 21 auf dem Sitz z 22 spaltfrei aufsistzt.In the stepped bore of a control valve housing 17 shifts a valve piston 18 with an attached throttle 19, which in turn is also moves in the stepped bore. The throttle 19 usually has two or four throttle orifices 20, through which the 01 drains when the valve cone 21 lifts off its seat 22. The closing and opening of the valve piston 18 with the throttle attached is over a pilot valve 16 causes. This happens in the following way: At rest lets the pilot valve oil from the annular chamber 23 into the piston chamber 24 f @@ ßen. Since the piston chamber has a larger area than the annular chamber 25 is with the same Fluid pressure in both chambers of the piston is pressed down and thus the Throttle 19 completely covered by the stepped bore so that no 01 can flow off can, since the valve cone 21 rests on the seat z 22 without a gap.

Wird das Vorsteuerventil 16 erregt, so läßt es das Öl von der Kolbenkammer 24 in den Vorratsbehälter fließen und sperrt die Zuleitung von der Ringkammer zu Kolbenkammer ab. Dadurch bewegt eich der Vintilkolben 18 mit der anhängenden Drossel 11 nach oben, wodurch die schlitzförmigen Drosselblenden 20 freigegeben werden und das Öl aus der Ringkammer 23, die mit dem Zylinder 3 über die Druckleitung 9 verbunden ist, abfließen kann. Soll der Ventikolben 18 wieder schließen, damit der Ölabfluß unterbunden wird, so wird die Vorsteuerung 16 stromlos geschaltet. Somit fließt wieder Öl von der Ringkammer 23 über die Vorsteuerung 16 su der Kolbenkammer 24 und der Ventilkolben Bbewegt sich nach unten, d.h. er schließt.When the pilot valve 16 is energized, it releases the oil from the piston chamber 24 flow into the storage container and blocks the supply line from the annular chamber Piston chamber. As a result, the Vintile piston 18 moves with the attached throttle 11 upwards, whereby the slot-shaped throttle orifices 20 are released and the oil from the annular chamber 23, which is connected to the cylinder 3 via the pressure line 9 is, can flow away. Should the valve piston 18 close again, so that the oil drain is prevented, the pilot control 16 is de-energized. Thus flows again oil from the annular chamber 23 via the pilot control 16 below the piston chamber 24 and the valve piston B moves down, i.e. it closes.

Wesentlich ist bei dem in den Figuren 2m und 3 bekannten Steuerventil di. Tatsache, daß der 01-druck durch eine einzige Blende in Form der Drosselblenden 20 von seinem momentan in der Anlage auftretenden Höchstwert auf Null atü abgebaut wird, wodurch die schädlichen Kavitationswirkungen mit allen Nebenerscheinungen auftreten.This is essential in the case of the control valve known in FIGS. 2m and 3 di. The fact that the 01-pressure through a single orifice in the form of the throttle orifices 20 is reduced from its currently occurring maximum value in the system to zero atü thereby reducing the harmful effects of cavitation with all its side effects appear.

Bei der in den Figuren 4 und 5 dargestellten erfindungse gemäßen Ausführungsform des Steuerventils sind gleiche Toile mit den gleichen Bezugaziffern versehen. Hier sind Jedoch im Unterschied zu der bokannten Ausführungsform mehrere Drosselblenden 20', 20'', 20''' und 20'''' hintereinander angeordnet, so daß ein gestufter Druckabbau unter Vermeidung schädlicher Kavitationsstörwirkungen möglich ist. Die Anzahl der Abbaustufen ist selbstverstündlich variabel. Bei höherem Druck als. üblich ist die Anzahl der Blenden größer, bei niedrigeren Drücken als üblich kleiner.In the embodiment according to the invention shown in FIGS of the control valve, the same toilet blocks are provided with the same reference numbers. here However, in contrast to the above-mentioned embodiment, there are several throttle orifices 20 ', 20' ', 20' '' and 20 '' '' arranged one behind the other, so that a gradual pressure reduction is possible while avoiding harmful cavitation disruptive effects. The number of The level of degradation is of course variable. At higher pressure than. is common Number of orifices larger, smaller than usual at lower pressures.

In konstruktiver Hinsicht wird der erwähnte stufenweise Druckabbau durch vier k ineinandergesteckte Hohlzylinder 25. 26. 27 und 28 mit Drosselblenden 20'. 20''. 20''' und 20'''' bewerkstelligt.From a constructive point of view, the mentioned gradual pressure reduction by four k nested hollow cylinders 25, 26, 27 and 28 with orifices 20 '. 20 ''. 20 '' 'and 20' '' 'accomplished.

Zwischen den Hohlzylindern befinden sich freie Ringkammern, die durch Kolbenringartige Zwischenwände in den Ringkammern in der Weise unterteilt sind, daß die erwähnten Drosselblenden hierdurch gruppenweise zusammengefaßt und voneinander abgetrennt sind. Dies hat Bedeutung für Zwischenstellungen des Ventilkolbens 18 zwischen d.r in don Figuren 3 bzw. 5 gezeigten Offenstellung und der in den Figuren 2 bzw. 4 gezeigten Verschließstellung.Between the hollow cylinders there are free annular chambers that pass through Piston ring-like partitions in the ring chambers are divided in such a way that the throttle orifices mentioned hereby combined in groups and from each other are separated. This is important for intermediate positions of Valve piston 18 between the open position shown in FIGS. 3 and 5 respectively the closed position shown in Figures 2 and 4, respectively.

Bem Übergang von der Offenstellung bis zu der Verschließstellung werden die Drosselblenden 20 im äußeren Hohlzylinder 25 fortschreitend abgedeckt und verringert. In gleicher Weise werden aber auch die nachgeschelteten zugehörigen Drosselblenden 20'', 20''' und 20'''' wirkungsloß gemacht. Auf diese Weise werden also der Jeweiligen dldruckmenge entsprechende Drosselblendenquerschnitte zur Verüfügung gestellt, so daß jeweils der Druck im richtigen Verhältnis abgebaut wird. Die Kavitationsstörwirkungen werden also bei großen und kleinen Drucköldurchflüssen gleichermaßen vermieden.Bem transition from the open position to the closed position the orifice plates 20 in the outer hollow cylinder 25 are progressively covered and reduced. However, the downstream associated throttle orifices are also made in the same way 20 '', 20 '' 'and 20' '' 'made ineffective. So in this way become the respective appropriate throttle orifice cross-sections are made available, see above that the pressure is relieved in the correct proportion. The cavitation disturbance effects are therefore equally avoided with large and small pressure oil flows.

Claims

Patent and protection claims

1. Device to avoid cavitation disturbance effects in control valves oil-hydraulic pressure systems, in particular in oil-hydraulic elevators, thereby characterized in that the control valve (8) has two or more series-connected Contains throttle orifices (20 '- 20' '' '), in which a two or inelir-stage cavitation-free Pressure reduction of the hydraulic fluid takes place.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the throttle orifices (20'-20 '' '') as an independent tee attached to the valve piston (18) of the control valve (8) Throttle component (19) are formed.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that two or several throttle orifices (20'-20 '' '') connected in series in pairs or multiple are arranged connected in parallel in such a way that the throttle orifices connected in parallel can be switched on or off proportionally to the amount of hydraulic fluid flowing through

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the throttle orifices of several - in particular four - one ring chamber plugged into one another, each leaving open Hollow cylinders (25-28) with orifices are made by piston ring-like Intermediate wounds in the annular chambers combined in groups and separated from one another are.

L e r s e i t e