FI57172B - Saekerhetskoppling - Google Patents

Description

) S'-Π Γ«1 KUULUTUSJULKAISU e 17 λ n 0 W <,1)UTLACCNIN0$«ICI»IFT 3 '«72 i C (45) Patcr.tti cySiiir Ity 10 06 1930

Patent meddelnt ~ ' (51) Kv.lk.*/lnt.CI.* P 15 B 20/00 SUOMI — FINLAND (11) — F**t««t*n*öknlnf 1140/71 (22) Hak*ml*ptlvl — Anaekningtdag 23.04.71 * * (23) AlkiipUvt·—GlMghttidag 23.04.71 (41) Tullut Julklttksl — Riivit offantllf 22 H J1

Patentti· Ja rekisterihallitus (44) NihtIvlkeipMMn „ kuuL,ulluitun pvm._

Patent· oeh ragistarstyralsan ' Antökan utlagd och utUkrtftan puMkarad 29.02.80 (32)(33)(31) ^««y βωβίΐΜϋ·—Bagird priority 21.05.70 06.01.71 Sveitsi-Schveiz(CH) 7514/70, 101/71 Toteennäytetty—Styrkt (71) Gebruder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur, Sveitsi-Schweiz(CH) (72) Rudolf Rohner, Winterthur, Sveitsi-Schweiz(CH) (74) Oy Kolster Ab (54) Varokytkentä - Säkerhetskoppling

Keksintö koskee varokytkentää, joka kuuluu hydrauliseen tai pneumaattiseen järjestelmään, jossa on väliaineen tulon tai poiston avulla käytettävä työsylinteri kaksitoimisine mäntineen, joka väliaineen paineen laskiessa työsylinterissä siirtyy energianlähteen vaikutuksesta varoasentoon, jolloin molemnat männän erottamat sylin-" terintilat on yhdistetty toisiinsa sulkuelimen kautta, joka on avattavissa varo signaalin avulla.

Hakija on ehdottanut tällaista varokytkentää tuorehöyryjohtoon asennettua — ylivirtausventtiiliä varten. Hydraulisen väliaineen hukan pitämiseksi pienenä on sulkuelin tehtävä pienivälyksiseksi. Käytännössä on kuitenkin osoittautunut, että tällainen sulkuelin, kun sitä ei ole käytetty pitkään aikaan, voi esim. hydraulisen väliaineen lakkaantumisen johdosta hartsiintua siinä määrin, että sen käyttämiseen tarvitaan melkoisesti voimaa. Sähkömagneetti, jonka on saatava aikaan tämä vcdma s vilku el imen liikuttamiseksi, ei silloin kykene takaamaan varokytkennän luotettavaa toimintaa.

Keksinnön tehtävänä on saada aikaan varokytkentä, jossa sulkuelintä ohjataan varmuutta hipovalla todennäköisyydellä heti kun varosignaali esiintyy. Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnölle tunnusomaisesta siten, että sulkuelimeen on var o s i gpaali py>le3Le liitetty hydraulinen tai pneumaattinen voiman vahvistin, joka on itsetoimivan valin-takytkennän kautta yhdistetty järjestelmän paineväliaineen lähteeseen ja työsylin- 57172 terin sille puolelle, joka vastaa männän varoasentoa. Tämän etuna on, että voiman vahvistin takaa silloinkin sulkuelimen ohjauksen, kun tämä on hartsiintunut pitkän lepoajan jälkeen. Jos väliaineen paine jostain syystä putoaisi laskisi määrätyn arvon alapuolelle varosignaalin esiintymishetkellä eikä mäntä sen takia siirtyisi varoasentoon, niin valintakytkentä ryhtyy toimimaan ja huolehtii siitä, että mäntä pääsee kuitenkin varoasentoon. Valintakytkentä muodostuu edullisesti kahdesta vastak-kaistoimisesta takaiskuventtiilistä. Mäntä voi olla yhdistetty venttiilin, esim. höyrykattilalaitoksen ylivirtausventtiilin nostotankoon. Energianlähteenä, joka saa aikaan männän varoliikkeen, voi olla venttiilin nostotankoon liitettyyn venttiili-elimeen vaikuttavan virtausaineen paine. Energianlähteenä voi olla myös työsylinte-riin asetettu jousi.

Keksinnön edelleenkehitelmälle on tunnuscmaista se, että takaiskuventtiili on asetettu männän varoasentoa vastaavaa sylinteritilaa vastapäätä sijaitsevan sylin-teritilan ja sulkuelimen väliin siten, että se katkaisee virtauksen ensin mainitusta ~ sylinteritilasta toiseksi mainittuun sylinteritilaan, ja että sulkuelimen venttiili-elintä ohjataan venttiilielimen poistopuolelta. Tämän etuna on, että sulkuelimen ja takaiskuventtiilin välisessä johdon osassa ei ole normaalikäytössä, so. sulkuelimen sulkuasennossa, paineväliainetta, joten sulkuelimessä ei voi esiintyä vuotohäviöitä.

Keksinnön edullisessa rakennemuodossa voiman vahvistin on yksinkertainen vaihtoelin. Vaihtoelin voi olla yksimäntäinen ohjausluisti. Etuna tunnetun rakenteen monimäntäiseen voiman vahvistimeen verrattuna on se, että voiman vahvistimessa on vain yksi ainoa männän (ja sylinterin) välys, jonka kautta paineväliaine voi päästä kevennyspuolelie. Tämä etu tulee voimaan silloin, kun paineväliaineena käytetään yllä mainitun venttiilin hallitsemaa ainetta.

Keksinnön kohteesta selitetään kaksi rakenne-esimerkkiä piirustusten avulla, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista varokytkentää ja kuvio 2 esittää muutettua varokytkentää.

Servomoottori 1 (kuvio l), joka muodostuu kaksitoimisella männällä 3 varustetusta hydraulisesta (tai pneumaattisesta) työsylinteristä 2, ohjaa männänvarrellaan ~ 1+ venttiilin 6 venttiilielintä 5· Venttiili 6 hallitsee virtausaineen siirtymistä putkesta 6a putkeen 6t>. Qtyösylinteri on varustettu jousen 10 muodossa olevassa ener-gianvaraimella, joka vaikuttaa niin mäntään 3, että työsylinterin tilassa 2a olevan ohjausöljyn paineen pudotessa tai laskiessa määrätyn arvon alapuolelle venttiili 6 avataan ja pidetään auki riippumatta venttiilin 6 hallitseman virtausaineen venttiili-elimeen 5 staattisesti tai dynaamisesta vaikuttavista voimista. Jousen sijasta voi energianlähteenä myös olla venttiilin nostotankoon yhdistettyyn venttiilielimeen vaikuttavan virtausaineen paine.

Suojattavan laitoksen normaalikäytössä ohjaa ohjausluisti 13 servomoottoria 1 johtojen 11 ja 12 kautta. Ohjausluistin ohjausmäntä 15 on tuettu jouseen 16. Ohjausluistiin on liitetty signaalijohto 18, jonka läpi ohjaussignaalit 3 57172 pääsevät ohjausluistiin· Ohjausluistissa on reikä 19v joka on yhdistetty paine-öljy johdolla 20 paineöljypumppuun 21« Ohjausluistin reiät 22 ja 23 on yhdistetty ohjausöljyn poistojohdolla 24 öljysäiliöön 23· Ohjausmäntä 13 yhdistää sopivassa aaennos^ollessaan sylinteritilan 2a johdon 11 kautta paineöljyjohtoon 20 ja sylinterintilan 2b poistojohtoon 24» niin että mäntää liikutetaan tällöin eylinterintilan 2b suuntaan·

Servomoottorin 1 männän 3 molemmilla puolilla oleviin sylinterintiloi-hin 2a ja 2b on liitetty johto 30 ja 31»joiden väliin on asetettu kaksi taka-iskuventtiiliä 32 ja 33· Takaiskuventtiilin 32 venttiilielin 32a on jousen 32b kuormittama» kun takaiskuventtiilin 33 venttiilielin 33a on sitävastoin yhdistetty mäntään 34» joka voi liikkua aksiaalisesti pesässä 33· Takaiskuventtiiliä 33 varten on järjestetty ohjausluistin 40 muodossa oleva hydraulinen voiman vahvistin. Ohjausluisti 40 on vuorostaan sähkömagneetin 41 ohjaama» jonka uppo-ankkuri 41a on liitetty ohjausmäntään 40a· Ohjausluisti 40 on rakennettu suuri-" välyksiseksi» niin että sähkömagneetti voi liikuttaa sitä helposti· öljynpois-tojohto 43 lähtee ohjausluistista öljysäiliöön 23· Takaiskuventtiileihin 32» 33 j& niihin liittyvään ohjausluistiin 40 ja sähkömagneettiin 41 on kytketty rinnan lisäelementit 32', 33'» 40',41' ja 32", 33”» 40", 41"» jotka parantavat laitoksen suojausta·

Ohjausluisti 40 on liitetty johdolla 42 ja jakojohdolla 43 toisaalta johdon 44 kautta paineöljyjohtoon 20 ja toisaalta johdon 31 kautta työsylinterin 2 johtoon 30· Johtoon 44 on asennettu takaiskuventtiili 30, johtoon 31 takais-kuventtiili 32· Nämä takaiskuventtiilit toimivat vastasuuntaisesti* Laitoksen normaalikäytössä pysyy takaiskuventtiili 32 suljettuna venttiilielimeen 32b vaikuttavan jousen 32a paineen ja johdoissa 44 ja 31 vallitsevan öljynpaineen johdosta. Jousen 30a kuormitus takaiskuventtiilin 30 venttiilielimeen 30b on valittu sellaiseksi, että paineöljy voi päästä esteettömästi johdosta 20 johtoon 44· Molemmat takaiskuventtiilit 30 ja 32 muodostavat keksinnön mukaisesti ohjauslulstille 40 ns· vaiintakytkennän, so. ohjausluisti saa paineöljyä joko paineöljyjohdosta 20 takaiskuventtiilin 30 kautta tai johdosta 30 takaiskuventtiilin 32 kautta paineöljyjohdossa 20 vallitsevasta paineesta riippuen.

Varokytkentä toimii seuraavasti:

Laitoksen normaalikäytössä ohjausluisti 13 ohjaa servomoottoria 1. Takaiskuventtiilit 32 ja 33 ovat suljetut, edellinen sen venttiilielimeen 32 vaikuttavan jousen 32b toimesta, jälkimmäinen männän 34 oikeaan puoleen vaikuttavan ohjausöljyn paineen toimesta· Koska venttiili 32 on kiinni, ohjaus-luistia 40 syötetään painejohdästa 20 takaiskuventtiilin 50, yhdysjohdon 44, jakojohdon 43 ja yhdysjohdon 42 kautta· Jos varosignaali pääsee nyt sähkömagneettiin 41» niin tämän uppoankkuria 41a vedetään jousen 41b jännitystä vastaan. Ohjausluistin 40 ohjausmäntä 40a yhdistää tällöin yhdysjohdon 42 taka-iskuventtiiliin 33» niin että paineöljy kuormittaa männän 34 puolta 34a ja paineöljyä poistuu sen vastakkaiselta puolelta 34^· Näin ollen takaiskuvent- 4 57172 tiili 53 avautuu. Täten paineöljy voi päästä johdosta 50 takaiskuventtiilin 52 läpi johtoon 51 ja tästä servomoottorin 1 sylinterintilaan 2b. Koska johdoilla 50» 51 ja nämä yhdistävillä takaiskuventtilleillä 32, 53 on suuri poikkileikkaus, voitetaan mahdollisesti esiintyvän, ohjausluistin 15 kautta tapahtuvan jälkisyötön vaikutus, niin että öljynpaine laskee nopeasti sylinterintilassa 2a ja servomoottorin 1 mäntä 5 liikkuu nopeasti ylöspäin varoasentoon jousen 10 vaikutuksesta. Servomoottori 1 avaa tällöin venttiilin 6 ja on täten täyttänyt suojaustehtävänsä.

Jos jostain syystä paineöljyn syöttö johtoon 20 lakkaisi tai öljynpaine laskisi määrätyn arvon alapuolelle sillä hetkellä kun varosignaali esiintyy sähkömagneetissa eikä servomoottorin 1 mäntä siirtyisi, esim. kiinni juuttuneen ~ ohjausluistin 15 takia, jousen 10 vaikutuksesta haluttuun varoasentoon, koska öljynpaine jää milloin vaikuttamaan männän 5 yläpuoleen 5a, niin takaiskuvent-tiili 52 ryhtyy keksinnön mukaan toimintaan. Sen venttiilielin 52a on näet nyt kevennetty siitä kuormituksesta, jonka paineöljyjohdosta 20 takaiskuventtiilin 50 kautta johtoon 51 tullut paineöljy siihen muutoin vaikuttaa, niin että takaiskuventtiili 52 avautuu. Ohjausluistin syötetään nyt sylinterintilas-sa 2a olevaa paineöljyä takaiskuventtiilin 52 ja johtojen 51» 43 ja 42 kautta. Ohjausluisti 40 avaa, kuten jo edellä kuvattiin, takaiskuventtiilin 53, niin että paineöljyä voi päästä johdosta 30 tämän venttiilin 53 ja takaiskuventtiilin 52 kautta johtoon }1 ja tästä servomoottorin 1 sylinterintilaan 2b. Servomoottorin mäntä siirtyy samalla varoasentoon jousen 10 vaikutuksesta. Takaiskuventtiilin 52 avautuessa johdossa 44 vallitseva öljynpaine sulkee automaattisesti takaiskuventtiilin 50 ja näin estetään paineöljyä menemästä hukkaan paineöljy-johdon 20 kautta. Mäntä 54 on niin mitoitettu, että ohjausöljyn paine, joka esiintyy jousen 10 vaikutuksesta sylinterintilassa 2a vielä vähän ennen männän 5 kohoamista avaa varmasti takaiskuventtiilin 53·

Kuvion 2 mukaisessa varokytkennässä on kaksi takaiskuventtiiliä 60 ja 61 kytketty sarjaan johtojen 50 ja 51 väliin, jotka on liitetty servomoottorin tai työsylinterin 1 männän 5 molemmille puolilla oleviin sylinterintiloihin ~ 2a ja 2b. Takaiskuventtiilin tai sulkuelimen 60 mäntä 62 on liitetty jousen 65 kuormittamaan venttiilielimeen 64· Yksimäntäisen ohjausluistin 65 tai muun yk-sitoimisen vaihtoelimen muodossa oleva voiman vahvistin ohjaa takaiskuventtiiliä 60 johdon 70 kautta. Ohjausluisti puolestaan on lepovirtakytkentäisen sähkömagneetin 66 ohjaama, jonka uppoankkuri 67 on liitetty mäntään 6Θ. Ohjausluisti 65 on liitetty johdolla 42· ja jakojohdolla 43 takaiskuventtiilien 50 ja 52 muodostamaan valintakytkentään ja paineöljyjohtoon 20. Takaiskuventtiili 61 estää normaalikäytössä - kun takaiskuventtiili 60 on suljettu - tämän venttiilin 60 avaamisen suhteellisen vähäistä jousen 65 painetta vastaan riittävän paine-eron ollessa sylinterintilojen 2b ja 2a välillä ja paineväliaineen pääsemisen sylinterintilasta 2b sylinterintilaan 2a. Takaiskuventtiilin 60 ja siihen 5 57172 liittyvän ohjausluistin 65 kanssa on kytketty rinnan lisäelementit 60*, 65' ja 60", 65", jotka antavat laitokselle paremman suojan.

Takalskuventtiili 61 estää normaalikäytön aikana - kun takaiskuventtii-li 60 on suljettu - paineväliaineen pääsyn molempien takaiskuventtiilien 61 ja 60 väliseen johdon osaan, niin ettei viimeksi mainittu venttiili voi vuotaa pienpainejohtojensa kautta. Lisäksi takaiskuventtiili 61 estää takaiskuventtii-lin 60 avaamisen normaalikäytössä jousen 65 suhteellisen vähäistä painetta vastaan riittävän paine-eron ollessa sylinterintilojen 2a ja 2b välillä ja siten paineväliaineen pääsyn sylinterintilasta 2b sylinterintilaan 2a. Koska voiman vahvistimessa 65 on vain yksinkertaismäntä 68. paineväliaine voi vain sen kaut-~~ ta vuotaa hydraulisen järjestelmän pienpainepuolelle, niin että vuotohäviöt jäävät hyvin pieniksi.

Jos varosignaali tulee sähkömagneettiin 66 tehden tämän virrattomaksi, niin voiman vahvistimen 65 mäntä 68 avaa johdon 42' ja takaiskuventtiilin 60 keskinäisen yhteyden (johdon 70 kautta),niin että paineöljy kuormittaa männän 62 puolta 62a. Tällöin takaiskuventtiili 60 avautuu. Paineöljy voi nyt päästä johtoon 30 liitetystä servomoottorin 1 sylinterintilasta 2a takaiskuventtiilin 60, tämän ulosvirtauspuolen 71 ja takaiskuventtiilin 61 kautta johtoon 31 ja tästä servomoottorin sylinterintilaan 2b. öljynpaine servomoottorin sylinterin-tilassa 2a laskee sen vuoksi nopeasti ja mäntä liikkuu servomoottoriin asetetun, mäntää kuormittavan jousen 10 vaikutuksesta nopeasti ylöspäin varoasentoon. Servomoottori avaa tällöin männänvarteen 4 liitetyn venttiilin ja on täten täyttänyt varmistustehtävänsä.

Jos jostain syystä varosignaalin esiintymishetkellä sähkömagneetissa 66 paineöljyn syöttö johtoon 20 lakkaisi tai öljynpaine laskisi määrätyn arvon alapuolelle eikä servomoottorin 1 mäntä 3 sen vuoksi siirtyisi jousen 10 ~ vaikutuksesta haluttuun varoasentoon, niin tässäkin kytkennässä takaiskuvent tiili 52 ryhtyy toimintaan ja avautuu. Voiman vahvistimeen 65 syötetään nyt pai-neöljyä servomoottorin 1 sylinterintilasta 2a takaiskuventtiilin 52 ja johto-v jen 51* 43 ja 42' läpi. Voiman vahvistin 65 avaa takaiskuventtiilin 60, kuten edellä kuvattiin, niin että paineöljy voi päästä tämän takaiskuventtiilin 60 ja takaiskuventtiilin 61 läpi johtoon 31 ja tästä servomoottoriin. Servomoottorin mäntä siirtyy samalla varoasentoon jousen 10 vaikutuksesta.

Claims (8)

1. 6 57172
2. 1. Varokytkentä, joka kuuluu hydrauliseen tai pneumaattiseen järjestelmään, jossa on väliaineen tulon tai poiston avulla käytettävä työsylinteri kaksitoimi-sine mäntineen, joka väliaineen paineen laskiessa työsylinterissä siirtyy energian-lähteen vaikutuksesta varoasentoon, jolloin molemmat männän erottamat sylinterin-tilat on yhdistetty toisiinsa sulkuelimen (33, 60) kautta, joka on avattavissa varosignaalin avulla, tunnettu siitä, että sulkuelimeen(33, 60) on varo-signaalipuolelle liitetty hydraulinen tai pneumaattinen voiman vahvistin (UO, 65), joka on itsetoimivan valintakytkennän (50, 52, U3) kautta yhdistetty järjestelmän paineväliaineen lähteeseen (21) ja työsylinterin (2) sille puolelle (2a), joka vastaa männän (3) varoasentoa.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että _ valintakytkentä muodostuu kahdesta vastakkaistoimisesta takaiskuventtiilistä (50, 52).
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että mäntä (3) on liitetty venttiilin (6) nostotankoon (U). U. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että energianlähteenä on venttiilin nostotankoon (U) liitettyyn venttiilielimeen (5) vaikuttavan virtausaineen paine.
5. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että energianlähteenä on työsylinteriin (2) asetettu jousi (10).
6. 6. Jonkun edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että takaiskuventtiili (6l) on asetettu männän (3) varoasentoa vastaavaa sylinteritilaa (2a) vastapäätä sijaitsevan sylinteritilan (2h) ja sulkuelimen (60) väliin siten, että se katkaisee virtauksen ensin mainitusta sylinteritilasta (2a) — toisekei mainittuun sylinteritilaan (2h), ja että sulkuelimen (60) venttiili-elintä (6^0 ohjataan venttiilielimen (6U) poistopuolelta. (Kuvio 2).
7. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että _ voiman vahvistin (65) on rakennettu yksinkertaiseksi vaihtoelimeksi (65).
8. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kytkentä, tunnettu siitä, että vaihtoelin on ohjausluisti (65), jossa on yksinkertaismäntä (68).