DK167039B1 - Trykreduktionsventil - Google Patents

Description

i DK 167039 B1

Opfindelsen angår en hydraulisk trykreduktionsventil med et hus, som har en husboring, i hvilken en tilløbs- og en udløbskanal udmunder, med et en aksialt forløbende gennemgangsboring indeholdende ventilgliderelement, som på sin 5 omkreds mindst har en styreåbning og i den ene aksiale retning belastes af det reducerede tryk og i den anden aksiale retning af en fjeder, hvorved den af fjederen belastede ende af ventilgliderelementet er udformet som ventilsæde, mod hvilket et aksialt bevægeligt sædeventil-luk-10 keelement presses af fjederen, og med en returkanal, som på den side af ventilgliderelementet, på hvilken fjederen er anbragt, udmunder i husboringen.

Trykreduktionsventiler indsættes for at nedsætte det af en 15 pumpe leverede pumpetryk til en for trykstyrede eller -aktiverede arbejdselementer egnet værdi. Derved skal det reducerede tryk uafhængigt af det højere pumpetryk holdes konstant på en forudbestemt værdi.

20 Trykreduktionsventiler kan dog klemme i husboringen, når der ved hjælp af -hydraulikvæsken skylles smudspartikler, fx sandkorn,, ind mellem huset og ventilgliderelementet.

Hvis ventilgliderelementet klemmes i den åbne stilling, når det ikke-reducerede pumpetryk til de efterkoblede kom-25 ponenter, hvorved disse kan beskadiges.

Det er derfor kendt (FR 2 341 891) at integrere en trykbegrænsningsventil i trykreduktionsventilen, således at trykreduktionsventil og trykbegrænsningsventil danner en 30 konstruktiv enhed. Hvis alle forbrugere ved en sådan trykreduktionsventil er frakoblet på den trykreducerede side, og pumpen alligevel leverer videre, kan det ske, at der flyder en lækageoliestrøm gennem den mellem husboringen og ventilgliderelementet dannede spalte fra pumpetryksiden 35 til den trykreducerede side. Denne lækageolie forøger trykket på den trykreducerede side og forskyder ved den DK 167039 B1 2 kendte trykreduktionsventil ventilglideren så langt mod fjederens kraft, at en i ventilgliderelementet dannet drosselkanal etablerer en forbindelse mellem udløbskanal og returkanal og danner en laekageolieudløbsvej. Denne læ-5 kageolieudløbsvej er kun åben i ventilgliderelementets lukkestilling. Lækageolien kan altså over denne vej strømme bort til tanken uden at bevirke en trykforhøjelse på den trykreducerede side. Ulempen er derved, at positioneringen af den lækageolievejen dannende drosselboring skal 10 være afstemt meget nøjagtigt til husets dimensioner. Drosselboringen må først udmunde i det med returkanalen i forbindelse stående rum, når ventilgliderelementet er lukket.

En relativ præcis fremstilling er derfor nødvendig. Det er derfor heller ikke altid uden videre muligt at skifte ven-15 tilgliderelementer af forskellige trykreduktionsventiler ud med hinanden.

Formålet med den opfindelse er at angive en konstruktiv enkel løsning for laekageolieudløbsvej en i en trykredukti-20 onsventil.

Denne opgave løses ved en hydraulisk trykreduktionsventil af den i indledningen nævnte art ved, at sædeventil-lukke-elementet har en ventilgliderelementets gennemgangsboring 25 forlængende boring, og en drosselkanal er anbragt i væggen af denne boring.

Derved fås en meget enkel konstruktion. Sædeventil-lukke-elementet kan let bearbejdes, da der til fremstilling af 30 laekageolieudløbsvej en kun skal anbringes to yderligere boringer, nemlig for det første aksialboringen og for det andet drosselkanalboringen.

Med fordel har sædeventil-lukkeelementets ende, som ligger 35 an mod ventilgliderelementets ventilsæde, form af en kuglekalot. Denne kuglekalot er selvcentrerende, således at 3 DK 167039 B1 sædeventil-lukkeelementet efter hver aktivering af trykbegrænsningsventilen igen kommer sikkert til tætnende anlæg mod ventilgliderelementet. Andre selvcentrerende udførelsesformer, som formen af en keglestub eller lignende, er 5 ligeledes tænkelige.

Fortrinsvis har sædeventil-lukkeelementet et skaft, som fører fjederen. Derved beskyttes sædeventil-lukkeelementet endnu bedre mod kantning og dermed mod fastklemning i hus-10 boringen.

I en videre udførelsesform har ventilgliderelementet og/ eller husboringen i området af henholdsvis styreåbningen og tilløbskanalen en ringnot. Denne forholdsregel forbed-15 rer strømningstværsnittet, således at strømningen igennem trykreduktionsventilen i åben stilling kun påvirkes ganske uvæsentligt. Pumpetrykket skal derfor også kun være ubetydeligt højere end det reducerede tryk.

20 I en foretrukken udførelsesform udgør den af det reducerede tryk påvirkede tværsnitsflade af sædeventil-lukkeelementet ca. 50% til ca. 95% af ventilgliderelementets samlede diameter flade. Gennem valget af fladerne kan der opnås en indstilling af forholdene mellem det reducerede 25 tryk og det maksimale tryk.

Opfindelsen beskrives i det følgende ved hjælp af foretrukne udførelseseksempler i forbindelse med tegningen, der viser i 30 fig. 1 en skematisk fremstilling af en første udførelsesform og fig. 2 en trykreduktionsventil ifølge fig. 1.

35 DK 167039 B1 4

Fig. 1 viser et hus 1, som har en husboring 2. Huset 1 kan på ikke vist måde være delt på ethvert vilkårligt sted for at anbringe husboringen 2. I husboringen 2 er et ventil-gliderelement 3 lejret bevægeligt i aksial retning. Bevæ-5 gelsen er i en retning, i det viste tilfælde mod venstre, begrænset af et fremspring 17, mod hvilket ventilglider-elementet ligger an med en del af sin endeflade. Ventil-gliderelementet 3 trykkes af en fjeder 11, som over et sæ-deventil-lukkeelement 12 virker på ventilgliderelementet 10 og er understøttet på husboringens 2 bund 27, mod fremspringet 17.

I husboringen 2 udmunder tre kanaler, nemlig for det første en tilløbskanal 5, som fra en pumpe 7, som leverer hy-15 draulikolie, der står under pumpetrykket P , fører til tr husboringen 2, en udløbskanal 4, som leder hydraulikolie med reduceret tryk Pre(j videre til forbrugere, og en returkanal 6, som fører hydraulikolien tilbage til en tank 8. Hydraulikolien i returkanalen 6 står under trykket PT· 20 På det sted, hvor tilløbskanalen 5 udmunder i husboringen 2, er der i husboringen 2 anbragt en ringnot 18. Udløbskanalen 4 udmunder i husboringens 2 afsnit, som er dannet mellem fremspringet 17 og husboringens endeside.

25 Husboringen 2 har en som ringnot 18 dimensioneret styreåbning ved enden af kanalen 5. Ventilgliderelementet 3 har en styreåbning 10, som indvendigt er udformet som drossel med en diameter D og udvendigt som ringnot 19. Ventilgliderelementet 3 har en gennemgående aksialboring 9, i hvil-30 ken styreåbningen 10 udmunder.

Ved den ende, som ikke ligger an mod fremspringet 17, har ventilgliderelementet 3 et ventilsæde 15, mod hvilket sædeventil- lukkeelementet 12 med en tætningsflade 16 lægger 35 an. Da sædeventil-lukkeelementet 12 af fjederen 11 trykkes mod ventilgliderelementet 3, er der mellem ventilglider- 5 DK 167039 B1 elementet 3 og sædeventil-lukkeelementet 12 en kraftoverførende forbindelse. Fjederen 11 angriber derved på en skulder 20 af sædeventil-lukkeelementet og føres gennem en fortykning 21 af sædeventil-lukkeelementet 12. I øvrigt 5 har sædeventil-lukkeelementet 12 et skaft 22, som med sin samlede længde befinder sig inden i fjederen 11. Sædeventil-lukkeelementet har en ringere diameter end husboringen 2 og er ført berøringsfrit i denne.

10 Sædeventil-lukkeelementet 12 har en aksial boring 14, som forlænger ventilgliderelementets 3 aksiale gennemgangsboring 9. I denne borings 14 væg er en radialboring 13 anbragt, som danner en drosselkanal.

15 Hydraulikolie flyder fra pumpen 7 igennem tilløbskanalen 5, ringnoterne 18, 19, styreåbningens 10 drossel, ventilgliderelementets 3 aksialboring 9 og husboringen 2 til udløbskanalen 4. Når trykket forøges i udløbskanalen 4, forskydes ventilgliderelementet 3 mod højre mod fjederens 11 20 kraft, hvorved det for hydraulikolien til rådighed stående strømningstværsnit reduceres gennem styreåbningen 10, eller- denne styreåbning lukkes. Når ventilgliderelementet 3 forskydes så langt mod højre, at de to ringnoter 18, 19 ingen overlapning har mere, kan der ikke mere flyde hy-25 draulikolie fra tilløbskanalen 5 til udløbskanalen 4.

Trykket i udløbskanalen 4 reduceres. Derpå forskydes ventilgliderelementet 3 igen mod venstre mod fjederens 11 kraft for at lade hydraulikolie flyde fra tilløbsledningen 5 til udløbsledningen 4.

30 Når smudspartikler, som fx sand, skylles ind gennem hydraulikolien, kan det forekomme, at ventilgliderelementet 3 klemmes i en eller anden stilling. Hvis ventilgliderelementet 3 klemmes i den åbne stilling, dvs. ved anslag mod 35 fremspringet 17, kan ikke-reduceret tryk Pp nå fra pumpen 7 igennem tilløbskanalen 5 og styreåbningen 10 til udløbs- DK 167039 B1 6 kanalen 4. For at forhindre dette er sædeventil-lukkeele-mentet 12 anbragt. Stiger trykket i ventilgliderelementets 3 aksialboring 9 over en forudbestemt værdi, forskydes sæ-deventil-lukkeelementet 12 mod højre mod fjederens 11 5 kraft og lader hydraulikolien sive ud gennem den mellem ventilsædet 15 og tætningsfladen 16 opstående spalte og videre igennem returkanalen 6 til tanken 8. Ved valg af forholdene mellem ventilgliderelementets 3 diameterflade og den af trykket påvirkede flade af sædeventil-lukkeele-10 mentet 12 kan forholdet mellem det maksimalt mulige tryk i udløbskanalen 4 og det ønskede reducerede tryk Pre(j bestemmes. Derved fås forholdet mellem det maksimale tryk og det reducerede tryk Precj af forholdet mellem ventilgliderelementets 3 samlede diameter flade og den af trykket på-15 virkede flade af sæde vent i 1- lukkee 1 ement e t 12. Når disse to flader kun er uvæsentlig forskellig fra hinanden, fx når sædeventil-lukkeelementets virksomme flade udgør ca.

95% af ventilgliderelementets 3 diameter flade, adskiller det maksimale tryk sig også kun ca. 5% fra det reducerede 20 tryk. Når derimod sædeventil-lukkeelementets 12 virksomme flade er væsentlig mindre end ventilgliderelementets 3 diameter flade, er det maksimale tryk væsentlig højere end det reducerede tryk Pred· 25 Styreåbningen 10 er udført som drossel. Derved kan der selv ved åben spalte mellem ventilgliderelement 3 og sæde-ventil-lukkeelement 12 kun nå en begrænset mængde hydraulikolie fra tilløbskanalen 5 til returkanalen 6. Derved forhindres, at den af ventilgliderelementet 3 og sædeven-30 til- lukkee 1 ement et 12 dannede trykbegrænsningsventil over belastes .

Også i ventilgliderelementets 3 lukkede stilling, dvs. når ventilgliderelementet 3 er forskudt så langt mod højre, at 35 der ikke mere kan nå hydraulikolie gennem styreåbningen 10 til aksialboringen 9, flyder en ringe mængde hydraulikolie DK 167039 B1 7 gennem den mellem husboringen 2 og ventilgliderelementet 3 dannede spalte til udløbskanalen 4. Denne ringe mængde olie, som her betegnes som lækageolie, ville ved spærrede forbrugere føre til en uønsket trykforhøjelse i udløbska-5 nalen 4. For at forhindre denne trykforhøjelse er der i sædeventil-lukkeelementet anbragt en lækageolieudløbsvej, som dannes af aksialboringen 14 og radialboringen 13. Gennem denne vej kan den til ventilgliderelementets 3 aksial-boring 9 kommende lækageolie strømme bort til tanken. For 10 at forhindre at en for stor mængde hydraulikolie strømmer bort til tanken også under normal drift, er radialboringen 13 udformet som drosselkanal med en forudbestemt diameter d. Den samlede mængde af den herved bortstrømmende hydraulikolie, dvs. det permanente tab gennem denne drosselkanal 15 13, bestemmes efter formlen ft. - * · -¾5 · ÆTi hvorved Qy er tabet, K er blændefaktoren, d er drosselkanalens diameter, Pred er det reducerede tryk og PT er 20 trykket i returkanalen 6.

Sædeventil-lukkeelementet 12 har ved den ende, ved hvilken det presses mod ventilgliderelementet 3, form af en kuglekalot. Denne form har den fordel, at sædeventil-lukkeele-25 mentet efter hver aktivering af trykbegrænsningsventilen igen centreres automatisk i ventilgliderelementets 3 ventilsæde 15. Derved er en sikker lukning af denne trykbegrænsningsventil sikret.

30 Fig. 2 viser en udførelsesform af trykreduktionsventilen, som i det væsentlige svarer til den skematiske fremstilling i fig. 1. Elementer, som svarer til de i fig. 1, er forsynet med 200 forhøjede henvisningsbetegnelser.

DK 167039 B1 8 I huset 201 er der anbragt en husboring 202. I denne husboring 202 er efter hinanden indsat fjederen 211, sædeven-til-lukkeelementet 212 og ventilgliderelementet 203. Et i det væsentlige cylindrisk filterelement 228 er anbragt i 5 en aksialboring af et lukkestykke 229, som ved hjælp af et gevind 230 under mellemkobling af en tætning 231 er fastskruet i huset 201 og med sin endeflade 232 danner et anslag for ventilgliderelementet 203.

10 Ventilgliderelementet 203 har igen i området en styreåbning 210 med en ringnot 219. Denne virker sammen med tilløbskanalens 205 munding. Herved er vinkelstillingen, med hvilken ventilgliderelementet 203 er indsat i husboringen 202, ubetydelig. I hvert tilfælde er et tilstrækkeligt 15 strømningstværsnit givet for at lade hydraulikvæsken flyde igennem tilløbskanalen 205 til styreåbningen 210.

Claims (5)

1. Hydraulisk trykreduktionsventil med et hus (1, 201), 5 som har en husboring (2, 202), i hvilken en tilløbs is, 205) og en udløbskanal (4, 204) udmunder, med et en aksialt forløbende gennemgangsboring (9, 209) indeholdende ventilgliderelement (3, 203), som på sin omkreds mindst har en styreåbning (10, 210) og i den ene 10 aksiale retning belastes af det reducerede tryk (Pred) og i den anden aksiale retning af en fjeder (11, 211), hvorved den af fjederen (11, 211) belastede ende af ventilgliderelementet (3, 203) er udformet som ventilsæde (15, 215), mod hvilket et aksialt bevægeligt sæ-15 deventil-lukkeelement (12, 212) presses af fjederen (11, 211), og med en returkanal (6, 206), som på den side af ventilgliderelementet (3, 203), på hvilken fjederen (11, 211) er anbragt, udmunder i husboringen (2, 202),kendetegnet ved, at sædeventil-20 lukkeelementet (12, 212) har en ventilgliderelementets (3, 203) gennemgangsboring (9, 209) forlængende boring - (14, 214), og en drosselkanal (13, 213) er anbragt i væggen af denne boring (14, 214). 25

2. Trykreduktionsventil ifølge krav 1, kendeteg net v e d, at sædeventil-lukkeelementets (12, 212) ende, som ligger an mod ventilgliderelementets (3, 203. ventilsæde (15, 215), har form af en kuglekalot. 30

3. Trykreduktionsventil ifølge et af kravene 1-2, ken detegnet ved, at sædeventil-lukkeelementet (12, 212) har et skaft (22, 222), som fører fjederen (11, 211). 35

4. Trykreduktionsventil ifølge et af kravene 1-3, ken detegnet ved, at ventilgliderelementet (3, DK 167039 B1 10 203. og/eller husboringen (2, 202) i området af henholdsvis styreåbningen (10, 210) og tilløbskanalen (5, 205. har en ringnot (18, 19; 219).

5 5. Trykreduktionsventil ifølge et af kravene 1-4, ken detegnet ved, at den af det reducerede tryk påvirkede tværsnitsflade af sædeventil-lukkeelementet (12, 212) udgør ca. 50% til ca. 95% af ventilglider-elementets (3, 203) samlede diameterflade. 10