DK152148B - Prioritetsventil for hydrauliske anlaeg - Google Patents

Description

DK 152148 B

Opfindelsen angår en prioritetsventil for hydrauliske anlæg med en hovedkreds og en tillægskreds, med en med ringnoter forsynet boring og en deri anbragt, ringe indeholdende glider, som i afhængighed af trykvæskebehovet i hovedkredsen 5 indstiller drosler i en fra pumpen til hovedkredsen førende første drosselvej og i en fra pumpen til tillægskredsen førende anden drosselvej modsat hinanden således, at overskudsmængden af trykvæsken tilføres tillægskredsen, hvorved droslerne ved gliderbevægelsen har foranderlige drosselkana-10 ler mellem væggen af en på ringen udformet konusflade og et cylindrisk boringsafsnit.

Ved en kendt prioritetsventil af denne art (DE-OS 26 43 713) er der i begge drosselveje kun anbragt en indstillelig drossel. Por så vidt der i drosselvejene er anbragt yderligere 15 drosler, drejer det sig om indstillelige drosselsteder, som er uafhængige af prioritetsventilen, og hvis glider kan indstilles. Den af en fælles pumpe leverede trykvæskemængde deles af prioritetsventilen op i en af hovedkredsen krævede mængde og i en overskudsmængde, som tilføres tillægskredsen.

20 Det har vist sig, at der ved en sådan prioritetsventil undertiden optræder generende støj. Dette gælder især, når tillægskredsen har en styreventil, som i neutralstillingen etablerer en direkte forbindelse til beholderen, og når den fælles pumpe per tidsenhed afgiver en konstant trykvæske-25 mængde.

Endvidere kendes en servoventil til spærring og/eller styret gennemstrømning af hydraulisk væske (DE-OS 27 30 431), ved hvilken ventilglideren og boringen i hver styret gennemstrømningsretning af den hydrauliske væske har flere, fortrinsvis to efter hinanden liggende styrekanter. Ved at koble sådanne styrekantpar efter hinanden fås en styret labyrint. På hvert styrekantpar optræder kun en del af det samlede trykfald. På denne måde fjernes erosionen.

DK 152148 B

2

Endvidere kendes en indretning (US-PS 2 593 185), der som strømningsdeler tilføres trykvæsken over en tilslutning, og fra hvilken denne aftages af forskellige forbrugere over andre tilslutninger. Indretningen kan også forene to væske-5 strømninger. Fra den første tilslutning til hver af de andre tilslutninger findes en drosselvej, som har en fast indstillelig drossel og en regulerbar drossel. Denne dannes mellem den ydre endeside af glidere og en ringnot.

Formålet med opfindelsen er at angive en prioritetsventil af 10 den i indledningen beskrevne art, som arbejder støjsvagt.

Opgaven løses ifølge opfindelsen ved, at der i den anden drosselvej er koblet mindst to af glideren i samme retning indstillelige drosler mellem mindst to nabo-ringe og et til hver ringnot sluttende boringsafsnit i serie, og at konus-15 vinklen ved den til enhver tid bagved liggende drosselkanal er større end ved den forudgående drosselkanal.

Denne konstruktion beror på den erkendelse, at den kun i perioder optrædende støj næsten udelukkende kan føres tilbage til strømningsforholdene i den anden drosselvej. Det er der-20 for tilstrækkeligt kun at gøre foranstaltninger til støjdæmpning i den anden drosselvej. Ved at koble flere drosler efter hinanden fås en trinvis reducering af trykket, ved hjælp af hvilken kavitationsforekomster og dermed støjdannelse undgås. Som følge af anvendelsen af foranderlige dros-25 selkanaler, ved hvilke også den variable kanallængde har indflydelse på drosselmodstanden, lykkes det at opnå en ønsket trykaftrapning uafhængigt af størrelsen af den til tillægskredsen flydende overskudsmængde. På grund af kanaldannelsen mellem en konusflade og en cylinderflade har kanaler-30 ne i det væsentlige et aksialt forløb. De bevirker næppe en omstyring af væsken, hvad der bidrager ganske betydeligt til støjformindskelsen. Alligevel fås en betydelig drosselvirkning, fordi trykfaldet i området med de højere tryk ikke op-

DK 152148 B

3 træder langs et styrekantpar, men over den pågældende kanallængde. Ved en indstilling ændres den pågældende drosselmodstand ikke kun på grund af overlapningen af begrænsningsvæggene (kanallængde), men også på grund af kanaltværsnittetr 5 der ændres på grund af konusfladen.

På grund af den ændrede konusvinkel er drosselmodstanden af den efterkoblede drossel mindre. Dette er gunstigt for en støjsvag trykreduktion. Ved anvendelse af de forskellige vinkler opnår man, at de samme fladeforhold opretholdes un-10 der den samlede udstyring af prioritetsventilen, således at der fås en høj stabilitet.

Især kan konusvinklerne være ca. 2° forskellige fra hinanden.

Ved en foretrukken udførelsesform er der koblet tre drosler 15 i serie. Dette giver en optimal nedsættelse af støjdannelsen, uden at konstruktionsomkostningen bliver for stor.

Den aksiale længde af konusfladerne bør være dimensioneret således, at der i endestillingen ikke sker en overlapning med det tilhørende boringsafsnit. I denne endestilling kan 20 trykvæsken så praktisk talt uden drosseltab strømme til tillægskredsen.

Afstanden mellem begyndelsen af på hinanden følgende drosselkanaler er betydelig mindre end ringdiameteren. Trykvæsken kan derfor strømme direkte fra en drossel til den næ-25 ste, uden at der kræves et pladskrævende mellemrum. Ved forsøg kan der konstateres en afstand, ved hvilken støjdannelsen er minimal.

Især kan afstanden udgøre omtrent 2/3 af ringdiameteren.

Ved flere end to drosselkanaler bør afstandene mellem begyn-

DK 152148 B

4 delsen af på hinanden følgende drosselkanaler være ens. Man får da de samme optimale forhold ved alle mellemrum.

Særlig gunstigt er det, når en bøsning indeholder boringen med samtlige ringnoter og tilslutningskanaler. En sådan bøs-5 ning, som kan stikkes ind i et ventilhus, kan lettere bearbejdes end ventilhuset.

Opfindelsen forklares nærmere nedenstående ved hjælp af på tegningen viste, foretrukne udførelseseksempler, der viser i fig. 1 en prioritetsventil ifølge opfindelsen i skematisk 10 længdesnit i forbindelse med et hydraulisk anlæg og fig. 2 en varieret udførelsesform af prioritetsventilen.

I fig. 1 leverer en pumpe 1 med konstant leveringsmængde trykvæske fra en beholder 2 over en prioritetsventil 3 valg-15 frit til en hovedkreds 4 og/eller til en tillægskreds 5. Hovedkredsen 4 har et styreapparat 6, over hvilket trykvæske over en målemotor 8 leveres til en styre-arbejdsmotor 9 og tilbage til beholderen 2 ved aktivering af et rat 7. I afhængighed af indstillingen af rattet 7 og aktiveringen af 20 målemotoren 8 indstilles droslerne 10, 11, 12, 13 og 14, der tilsammen danner en ventilindretning, som udgør en retningsventil for styre-arbejdsmotoren 9 og en fordelerventil for målemotoren 8. En drossel 15 indstilles i modsat retning og forbinder i neutralstillingen punktet mellem droslerne 10 og 25 11 med tanken 2. Tillægskredsen 5 har en styreventil 16 og en stempelcylinder 17. I sin neutralstilling afspærrer styreventilen 16 stempelcylinderens 17 kammer og forbinder dets indgang 18 med beholderen 2.

Prioritetsventilen 3 har et hus 19 med en boring 20, i hvil-30 ken en glider 21 kan forskydes aksialt. Den ene endeflade 22

DK 152148 B

5 er påvirket af trykket på prioritetsventilens udgang 23.

Denne udgang er over en ledning 24 og en drossel 25 forbundet med et trykrum 26. Den anden endeflade 27 er påvirket af trykket i punktet mellem droslerne 10 og 11. Dette punkt er 5 over en ledning 28 med en første drossel 29 og en anden drossel 30 forbundet med et trykrum 31. Endefladen 27 er desuden belastet af en fjeder 32. En pilotventil 33 åbner til beholderen, når et forudbestemt tryk i ledningen 28 overskrides, især når styre-arbejdsmotoren 9 har nået sin 10 endestilling. I neutralstillingen er trykrummet 31 over droslerne 30, 29 og 15 forbundet med beholderen 2.

Boringen 20 har en første ringnot 34, som er forbundet med hovedkreds-udgangen 23, en anden ringnot 35, som er forbundet med pumpen 1, tredie og fjerde ringnoter 36 og 37 samt 15 en femte ringnot 38, som er forbundet med en tillægskredsudgang 39. Derimellem tilbagestår boringsafsnit 40, 41, 42 og 43. Glideren 21 har foruden de to stempelformede ender 44 og 45 fire ringe 46, 47, 48 og 49. Ringen 46 har en konusflade 50, som formindskes mod venstre, ringene 47, 48 og 49 20 har konusflader 51, 52 og 53, som formindskes mod højre. Som følge deraf dannes fire kanalformede drosler, nemlig en drossel 54 mellem det cylindriske boringsafsnit 40 og konusfladen 50, en drossel 55 mellem det cylindriske boringsafsnit 41 og konusfladen 51, en drossel 56 mellem det cylin-25 driske boringsafsnit 42 og konusfladen 52 og en drossel 57 mellem det cylindriske boringsafsnit 43 og konusfladen 53. Droslen 54 ligger i en drosselvej 58 mellem pumpe 1 og hovedkreds 4. De tre drosler 55, 56 og 57 ligger i en anden drosselvej 59 mellem pumpe 1 og tillægskreds 5.

30 Når pumpen 1 er i drift, og hovedkredsen 4 er frakoblet, skubbes glideren 21 under indflydelse af det på endefladen 22 virkende tryk på udgangen 23 mod venstre. Pumpens samlede trykvæskemængde føres over den anden drosselvej 59 og den i sin neutralstilling værende styreventil 16 af tillægskredsen 6 DK 1521483 5 tilbage til beholderen 2. Det i systemet herskende tryk er lavt.

Kræves der ved indstilling af rattet 7 trykvæske til hovedkredsen 4, fås ved åbning af droslen 10 et trykfald over 5 denne. Trykket i punktet 28 virker på endefladen 27. Glideren 21 indtager en ligevægtsstilling, i hvilken en del af trykvæsken strømmer til hovedkredsen 4 over den første drosselvej 58, og overskudsmængden strømmer til tillægskredsen 5 over den anden drosselvej 59. Herved afhænger det af belast-10 ningen af arbejdsmotoren 9, hvilket tryk der opstår i systemet. For da pumpen 1 leverer en konstant mængde per tidsenhed, er systemtrykket afhængigt af den ydre belastning. Herved kan der optræde midlertidige tryk, som ligger over 100 bar. Da udgangen 39 næsten ligger på beholdertrykket, 15 skal overskudsmængden i den anden drosselvej 59 udsættes for et tilsvarende trykfald. Dette var ved de kendte prioritetsventiler ikke muligt uden kavitationsforekomster og støj.

Ved at koble flere drosler 55, 56, 57 efter hinanden fås dog en støjfri drosling.

20 Ved udførelsesformen i fig. 2 er kun huset 19 erstattet af et hylster 119, som på sin side kan indsættes i et ventilhus, hvorved forbindelsen til pumpen 1 sker over en boring 60, til hovedkredsen 4 over en boring 61 og til tillægskredsen 5 over henholdsvis en boring 62 eller et sæt af sådanne 25 boringer. De enkelte tilslutningsområder er af ringtætninger 63, 64, 65 og 66 tætnet mod hinanden og mod trykrummene 26 og 32. Desuden er konusvinklerne V1, V2, V3 og V4 mellem konusfladerne 50, 51, 52 og 53 og glideraksen 67 indtegnet. Afstanden a mellem begyndelsen af på hinanden følgende dros-30 selkanaler 55, 56 og 56, 57 er ens og mindre end gliderens 21 diameter d.

Ved et foretrukket udførelseseksempel gælder de nedenstående værdier:

DK T52148B

7

Diameter d = 16 ran

Afstand a = 10,3 mm

Konusvinkel V1 = 8°

Konusvinkel V2 = 4° 5 Konusvinkel V3 = 60

Konusvinkel V4 = 8°

Ved denne dimensionering blev der ved de enkelte drosselkanaler opnået et trykfald i forholdet 3:1. Således kunne et tryk på 135 bar i ringnoten 35 støjfrit sænkes til 45 bar i 10 ringnoten 36, videre til 15 bar i ringnoten 37 og videre til 5 bar i ringnoten 38. At holde trykket på udgangen 39 på 5 bar giver ingen vanskeligheder ved tilsvarende dimensionering af styreventilen 16. For lavere trykværdier i ringnoten 35 gælder tilsvarende lavere trykværdier på udgangsn 39.

Claims (8)

1. Prioritetsventil (3) for hydrauliske anlæg med en hovedkreds (4) og en tillægskreds (5), med en med ringnoter (34 - 38) forsynet boring (20) og en deri anbragt, ringe (46 - 49) indeholdende glider (21), som i afhæn- 5 gighed af trykvæskebehovet i hovedkredsen (4) indstil ler drosler (54 - 57) i en fra pumpen (1) til hovedkredsen (4) førende første drosselvej (58) og i en fra pumpen (1) til tillægskredsen (5) førende anden drosselvej (59) modsat hinanden således, at overskudsmæng-10 den af trykvæsken tilføres tillægskredsen (5), hvorved droslerne (54 - 57) ved gliderbevægelsen har foranderlige drosselkanaler mellem væggen af en på ringen udformet konusflade (51, 52, 53) og et cylindrisk boringsafsnit (41, 42, 43), kendetegnet ved, 15 at der i den anden drosselvej (59) er koblet mindst to af glideren (21) i samme retning indstillelige drosler (55, 56, 57) mellem mindst to nabo-ringe (47, 48, 49) og et til hver ringnot (35, 36, 37) sluttende boringsafsnit (41, 42, 43) i serie, og at konusvinklen (V2,

20 V3, V4) ved den til enhver tid bagved liggende drossel kanal er større end ved den forudgående drosselkanal.

2. Prioritetsventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at konusvinklerne (V2, V3, V4) er ca. 2° forskellige fra hinanden.

3. Prioritetsventil ifølge krav 1 eller 2, kende tegnet ved, at tre drosselkanaler (55, 56, 57) er koblet i serie.

4. Prioritetsventil ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet ved, at den aksiale længde af konusfla-30 derne (51, 52, 53) er dimensioneret således, at der i DK 152148B endestillingen ikke sker em overlapning med det tilhørende boringsafsnit (41, 42, 43).

5. Prioritetsventil ifølge et af kravene 1-4, kendetegnet ved, at afstanden (a) mellem begyndelsen 5 af på hinanden følgende drosselkanaler er mindre end ringdiameteren (d).

6. Prioritetsventil ifølge krav 5, kendetegnet ved, at afstanden (a) udgør omtrent 2/3 af ringdiameteren.

7. Prioritetsventil ifølge et af kravene 1-6, k e n d e - tegnet ved, at ved flere end to drosselkanaler (55, 56, 57) er afstandene (a) mellem begyndelsen af på hinanden følgende drosselkanaler ens.

8. Prioritetsventil ifølge et af kravene 1-7, k e n d e - 15 tegnet ved, at en bøsning (119) indeholder bo ringen (20) med samtlige ringnoter (34, 35, 36, 37) og tilslutningskanaler (60, 61, 62).