FI65651C

FI65651C - ANORDNING FOER UPPRAETTHAOLLANDE AV ETT VAETSKETRYCK I ETT HYDROSTATISKT LAGER

Info

Publication number: FI65651C
Application number: FI782563A
Authority: FI
Inventors: Bengt Harry Svensson; Lars Gustav Lindberg; Karl Goeran Albin Haollstedt
Original assignee: Skf Ab
Priority date: 1977-09-01
Filing date: 1978-08-22
Publication date: 1984-06-11
Also published as: DE2837346B2; GB2003559B; AT382442B; DE2837346C3; BR7805699A; AU519128B2; NO146407B; ATA634378A; FI65651B; JPS6114364B2; CA1094620A; SE416075B; ZA784955B; SE7709826L; JPS5447054A; NO146407C; AU3937078A; FR2402102B1; FI782563A; FR2402102A1

Description

2 65651 vahinkoja laakerin tavallisesti kannattamien suurien kuormien johdosta. Siksi on varmuussyistä välttämätöntä pitää huoli siitä, että esim. sähkövirtakatkoksessa laakeriin syötetään öljyä riittävän suurella paineella sen käynnin hidastumisaikana, so. aikana, joka kuluu laakerin kannattaman elimen pysähtymiseen.2,6651 damage due to large loads normally carried by the bearing. Therefore, for safety reasons, it is necessary to ensure that, for example, in the event of a power failure, oil is supplied to the bearing at a sufficiently high pressure during its deceleration, i.e. during the time taken for the bearing-supported member to stop.

Tätä tarkoitusta varten on aiemmin tunnettua DE-hakemusjulkaisun 2,127,478 mukaisesti ylläpitää tarvittavaa nestepainetta paine-akun avulla, joka on liitetty laakerinesteen syöttöjärjestelmään, ja DE-hakemusjulkaisun 1,525,813 mukaisesti varastoida paineenalais-ta öljyä esim. mäntäakkuun, joka periaatteessa muodostuu sylinteristä, jossa aksiaalisesti vapaasti liikkuva mäntä jakaa sylinteri-tilan kahteen osaan, joista toisessa on laakerin paineöljyjärjestelmään yhteydessä olevaa öljyä ja toisessa painekaasua. öljypaine ja kaasunpaine vapaasti liikkuvan männän eri puolilla automaattisesti tasaavat toisensa männän tasapainottamiseksi. Koska kaasu on kokoonpuristuvaa, niin sen tilavuus muuttuu laakerissa vallitsevasta öljynpaineesta riippuen ja laakerin öljynpaine vuorostaan muuttuu suhteessa laakerin kuormitukseen. Paineakussa oleva öljymäärä näin ollen muuttuu laakerikuormituksen aiheuttamia muutoksia vastaavasti. Lisäksi akussa täytyy aina olla riittävästi öljyä hidas-tumisajasta huolehtimiseksi. Suurille kuormitusvaihteluille alttiina olevissa laakereissa, esim. myllyissä, tämä merkitsee, että akun pitää olla suuritilavuuksinen ja kuitenkin sen tilavuutta käytetään vain pieneltä osalta hyväksi. Siksi paineakkuyksiköstä tulee melko kallis ja sen hinta ottaa suuren osan laakerijärjestelmän kokonaishinnasta. Lisäksi sillä on suuri tilantarve.For this purpose, it is previously known according to DE application 2,127,478 to maintain the required fluid pressure by means of a pressure accumulator connected to a bearing fluid supply system and according to DE application 1,525,813 to store pressurized oil in e.g. a piston accumulator divides the cylinder space into two parts, one containing oil connected to the bearing compressed oil system and the other compressed gas. the oil pressure and the gas pressure on the different sides of the freely moving piston automatically balance each other to balance the piston. Because the gas is compressible, its volume changes depending on the oil pressure in the bearing and the bearing oil pressure in turn changes in proportion to the bearing load. The amount of oil in the pressure accumulator thus changes in accordance with the changes caused by the bearing load. In addition, there must always be enough oil in the battery to take care of the deceleration time. In bearings subject to large load fluctuations, such as mills, this means that the battery must have a large capacity and yet only a small part of its capacity is used. Therefore, the pressure accumulator unit becomes quite expensive and its price takes a large part of the total price of the bearing system. In addition, it has a large space requirement.

On myös ehdotettu muita järjestelmiä hydrostaattisten laakerien laakeripintojen keskinäisen metallikosketuksen estämiseksi pump-puvian esiintyessä, esim. pumppujärjestelmän liittämistä vauhtipyöriin, jotka käyttävät pumppuja tietyn ajan sähkövirran katkettua, tai sitten tuetun elimen varustamista apulaakereilla, kuten rullalaa-kereilla, jotka pannaan toimimaan kun paine lakkaa hydrostaattisessa laakerissa. Nämä ratkaisut ovat kuitenkin teknisesti monimutkaisia ja kalliita eikä niillä useinkaan ole riittävää luotettavuutta.Other systems have also been proposed to prevent metal contact between the bearing surfaces of hydrostatic bearings in the event of a pump fault, e.g., . However, these solutions are technically complex and expensive and often do not have sufficient reliability.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on saada aikaan patenttivaatimuksessa 1 määritetyn tyyppinen laite, joka verraten pienen paineakun avulla toimii riittävän luotettavasti hyvin suurissakin laakerin paineen vaihteluissa ja joka lisäksi on tilaa säästävä, varma ja halpa. Tähän tavoitteeseen päästään keksinnön mukaan niin kuin oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa on ilmoitettu.The object of the present invention is to provide a device of the type defined in claim 1 which, by means of a relatively small pressure accumulator, operates with sufficient reliability even in very large bearing pressure fluctuations and which is also space-saving, safe and inexpensive. This object is achieved according to the invention as stated in the characterizing part of the appended claim 1.

6565165651

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa oheisten piirustusten avulla, joiden kuvio 1 ja 2 esittävät keksinnön kahden eri toteutteen periaatteet .The invention will be explained in more detail below with the aid of the accompanying drawings, in which Figures 1 and 2 show the principles of two different embodiments of the invention.

Kuviossa 1 on kaaviollisesti esitetty laakeri, johon sisältyy pyörivä rengas 1, joka on kolmen hydrostaattisen laakerikengän (liukukengän) 2, 3, 4 kannattama. Näihin kenkiin syötetään paine-öljyä öljysäiliöstä 5 kahdella pumpulla 6,7, joilla kummallakin on yksi moottori 8,9, jolloin öljyvirta jaetaan kenkien kesken virran-jakoelimellä, joka on sinänsä tunnettu ja käsittää kolme yhteen liitettyä annosteluyksikköä 10, 11, 12, jotka on rakennettu pakko-syrjäytyspumpuiksi. Pyörimisnopeusmittari (takometri) 12a ottaa selville, että riittävä öljymäärä virtaa aina kenkiin 2,3,4. Vuotovir-ta laakerista johdetaan edullisesti tässä esittämättömän suodattimen kautta takaisin säiliöön 5. öljyn estämiseksi virtaamasta taaksepäin järjestelmässä on jokaisen pumppuyksikön jäljessä yksisuunta-venttiili (vastaventtiili) 13, 14, 15, 16, 17.Figure 1 schematically shows a bearing comprising a rotating ring 1 supported by three hydrostatic bearing shoes (sliding shoes) 2, 3, 4. These shoes are supplied with pressure oil from an oil tank 5 by two pumps 6,7 each having one motor 8,9, the oil flow being distributed among the shoes by a flow distributor known per se and comprising three connected dosing units 10, 11, 12, which are built as forced displacement pumps. The tachometer 12a detects that a sufficient amount of oil always flows into the shoes 2,3,4. The leakage current from the bearing is preferably led back to the tank 5 via a filter (not shown) to prevent the oil from flowing backwards in the system.

Paineakku (painevaraaja), joka takaa, että paineöljyä syötetään kenkiin 2,3,4 laakerin hidastumisaikana pumppujen 6,7 vioittuessa tai pettäessä, käsittää sylinterin 18, jonka sisätila on jaettu kahteen kammioon aksiaalisesta, vapaasti liikkuvalla männällä 19. Koska mäntä voi vapaasti liikkua, paine on aina sama molemmissa kammioissa. Toisessa kammiossa 20 on painekaasua ja se on edullisesti liitetty erityiseen painekaasusäiliöön 21 sen takaamiseksi, että kaasulla on aina riittävä paine. Toinen kammio 22 on myöhemmin selostetulla tavalla yhdistetty laakerin paineöljyjärjestelmään ja täytetty öljyllä. Osa öljystä, joka virtaa pumpuista 6,7 laakeria vasten, johdetaan erityisen paineenkehityselimen läpi, kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa virranjakoelimessä olevan lisäannostelu yksikön 23 läpi, jolla öljylle annetaan laakerissa esiintyvää maksi-mipainetta suurempi paine. Annosteluyksiköstä 23 öljy johdetaan jokaiseen laakerikenkään 2,3,4 johtojen kautta, joihin on asennettu vakiovirtaventtiilit 24, 25, 26. Nämä venttilit asetetaan niin, että vain osa annosteluyksikön 23 läpi kulkevasta öljystä johdetaan kenkiin 2,3,4. Normaalin käynnin aikana loppuöljy johdetaan takaisin virranjakoelimen edessä sijaitsevaan kohtaan 27, jossa öljynpaine on alhaisempi kuin annosteluyksikön 23 perässä. Jotta mahdollistettaisiin annosteluyksiköstä 23 virtaavan öljyn halutun paineen säätö, on aseteltava vakiopaineventtiili 28 sijoitettu paluujohtoon ennen 4 65651 kohtaa 27. Tämä venttiili 28 asetetaan niin, että se avautuu siinä paineessa, joka halutaan paineakun kammiossa 22 olevalle öljylle.The pressure accumulator, which ensures that pressure oil is supplied to the shoes during the deceleration of the 2,3,4 bearing in the event of failure or failure of the pumps 6,7, comprises a cylinder 18, the interior of which is divided into two chambers by an axial, freely moving piston 19. the pressure is always the same in both chambers. The second chamber 20 contains compressed gas and is preferably connected to a special compressed gas tank 21 to ensure that the gas is always at a sufficient pressure. The second chamber 22 is connected to the bearing pressure oil system and filled with oil as described later. A portion of the oil flowing from the pumps against the 6.7 bearing is passed through a special pressure generating member, in the embodiment according to Figure 1, an additional dosing in the flow distributor through a unit 23 which gives the oil a pressure higher than the maximum pressure in the bearing. From the dosing unit 23, the oil is led to each bearing shoe 2,3,4 via lines fitted with constant flow valves 24, 25, 26. These valves are set so that only a part of the oil passing through the dosing unit 23 is led to the shoes 2,3,4. During normal operation, the final oil is returned to a point 27 in front of the flow distributor, where the oil pressure is lower than at the rear of the dosing unit 23. In order to allow the desired pressure of the oil flowing from the dosing unit 23 to be adjusted, a constant pressure valve 28 must be set in the return line before 4 65651. This valve 28 is set to open at the desired pressure for the oil in the pressure accumulator chamber 22.

Niin kauan kuin paine on pienempi, esim. alussa venttiili on kiinni, ja kun virta yksikön 23 läpi on suurempi kuin virta yksiköiden 24, 25, 26 läpi, loppuosa öljystä virtaa kammioon 22, joka on yhteydessä annosteluyksikköön 23 ja venttiilillä 28 varustettuun paluujohtoon ja vakiovirtaventtiileillä 24, 25, 26 varustettuihin, liukukenkiin 2,3,4 johtaviin johtoihin. Kun öljy alussa virtaa kammioon 22, tämän tilavuus kasvaa, minkä johdosta kammion 20 tilavuus vastaavasti pienenee, mikä merkitsee, että kaasunpaine suurenee ja niin tekee myös paine kammiossa 22. Kun paine saavuttaa venttiilille 28 asetetun paineen, tämä venttiili avautuu ja ylimääräinen öljy virtaa paluujohdon läpi menemättä paineakkuun, jossa toiminnan aikana on siis aina halutunpaineista öljyä. Pumppujen 6,7 vioittuessa virtaus virranjakoelimen läpi ja siten myös annoteluyksikön 23 läpi pysähtyy, minkä vuoksi paine sen takana laskee. Tämän johdosta venttiili 28 sulkeutuu ja kaasunpaine kammiossa 20 puristaa öljyä kammiosta 22 venttiileillä 24, 25, 26 varustettujen johtojen läpi niin kauan, että pyörivä rengas 1 ehtii pysähtyä ennenkuin paine kengissä 2,3,4 laskee niin alas, että kenkien ja renkaan välillä tapahtuu metallikosketusta. Takaiskuventtiili (vasta-) 29 estää öljyn virtaamisen paineakusta taaksepäin annosteluyksikön 23 läpi. Koska öljynpaine kammiossa 22 on mahdollista asettaa haluttuun arvoon venttiilillä 28,joka ei kuitenkaan salli laakerin mak-simiöljynpaineen ylitystä, niin esim. pumppuvikatapauksessa kammion 22 koko öljymäärä syötetään halutulla paineella laakeriin. Esillä olevan keksinnön mukaan ei siis ole tarpeellista tehdä paine-akku-vksikköä yhtään suuremmaksi kuin tarvitaan juuri sen öljymäärän varastointiin , jonka laakeri tarvitsee hidastumisaikanaan.As long as the pressure is lower, e.g. initially the valve is closed, and when the flow through the unit 23 is greater than the flow through the units 24, 25, 26, the rest of the oil flows into the chamber 22 communicating with the dosing unit 23 and the return line with valve 28 and constant flow valves 24, 25, 26 to conductors running on slippers 2,3,4. As the oil initially flows into the chamber 22, its volume increases, resulting in a corresponding decrease in the volume of the chamber 20, which means that the gas pressure increases and so does the pressure in the chamber 22. When the pressure reaches the valve 28, this valve opens and excess oil flows through the return line. without going into a pressure accumulator, which thus always has the desired pressure of oil during operation. When the pumps 6,7 fail, the flow through the flow distributor and thus also through the dosing unit 23 stops, causing the pressure behind it to drop. As a result, the valve 28 closes and the gas pressure in the chamber 20 compresses oil from the chamber 22 through the lines provided with valves 24, 25, 26 until the rotating ring 1 has time to stop before the pressure in the shoes 2,3,4 drops so low that metal contact occurs between the shoes and the ring. . The non-return valve (check) 29 prevents oil from flowing back from the pressure accumulator through the dosing unit 23. Since the oil pressure in the chamber 22 can be set to the desired value by a valve 28 which, however, does not allow the maximum oil pressure of the bearing to be exceeded, e.g. in the case of a pump failure, the entire oil in the chamber 22 is fed to the bearing at the desired pressure. Thus, according to the present invention, it is not necessary to make the pressure accumulator unit any larger than what is needed to store exactly the amount of oil that the bearing needs during its deceleration time.

Laakerin hidastumisaikana pumppuvian sattuessa vaaditaan paineakusta virta, joka on edullisesti ainakin n. 10 % normaalivir-rasta käynnin aikana määrätyssä laakerin kuormituksessa. Laakeria on lisäksi kyettävä rajoituksitta käyttämään vain toisen pumpuista 6,7 käydessä, so. puolivirtauksella, jotta toinen pumppu-moottori-konoikko voitaisiin korjata ja huoltaa laakerin toimiessa. Lisäksi vaaditaan, että puolivirtauksessa annosteluyksikön 23 läpi virtaava öljymäärä on myös ainakin 10 % normaali virrasta laakeriin, so. ainakin yhtä paljon kuin sitä virtaa venttiilien 24, 24, 26 läpi, 5 65651 paineakun paineen ylläpidon varmentamiseksi. Tämä merkitsee, että normaalissa toiminnassa molempien pumppujen käydessä yli puolet öljystä, joka pumpataan yksikön 23 läpi, virtaa paluujohdon läpi. Koska kuitenkin vain n. 25 % kokonaisöljyvirrasta täytyy mennä yksikön 23 läpi, kokonaisvirtaushäviö venttiilien 24, 25, 26 ja 28 läpi on melko pieni.During the deceleration of the bearing in the event of a pump failure, a current from the pressure accumulator is required, which is preferably at least about 10% of the normal current during operation at a given bearing load. In addition, the bearing must be able to be used without restriction only when one of the pumps 6,7 is running, i.e. at half flow so that the second pump-motor cone can be repaired and serviced while the bearing is operating. In addition, it is required that the amount of oil flowing through the dosing unit 23 in the half-flow is also at least 10% of the normal flow to the bearing, i.e. at least as much as it flows through valves 24, 24, 26 to verify that the pressure in the pressure accumulator is maintained. This means that in normal operation, with both pumps running, more than half of the oil pumped through the unit 23 flows through the return line. However, since only about 25% of the total oil flow must pass through unit 23, the total flow loss through valves 24, 25, 26 and 28 is quite small.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisen laitteen muunnettu konstruktiomuoto. Laakerilla ja hydraulisella järjestelmällä on pääasiassa sama rakenne kuin kuviossa 1 esitetyillä, mutta erityinen paineenkehityselin on tässä konstruktiomuodossa rakennettu pumppuyksiköiksi 32, 33, jotka on kytketty pääpumppuihin 30,31 virranjakoelimestä 34 olevan lisäannosteluvksikön asemesta. Laitteen muut elementit vastaavat täysin kuviossa 1 kuvattuja ja laite toimii vastaavalla tavalla.Figure 2 shows a modified embodiment of the device according to the invention. The bearing and hydraulic system have essentially the same structure as those shown in Fig. 1, but in this embodiment a special pressure generating member is constructed as pump units 32, 33 connected to main pumps 30,31 instead of an additional dosing unit 34. The other elements of the device correspond exactly to those described in Figure 1 and the device operates in a similar manner.

Keksinnön muut toteutteet ovat myös mahdollisia oheisten patenttivaatimusten ulottuvuudessa. Jos esim. vain yhtä laakeri-liukukenkää käytetään ei tarvita virranjakoelintä ja silloin edullisesti käytetään vakiovirtaventtiiliä erityisen oaineenkehitvseli-men ja laakerikenaän välisessä iohdossa. Yllä kuvatuntyyppisen virran jakoelimen asemesta on tietysti mahdollista käyttää muita rakenteita esim. 'kuristumia laakerikenkiin liitetyissä johdoissa. On myös mahdollista järjestää erityinen käyttömoottori niille pumpuille 10,11,12,23 kuviossa 1 ja 34 kuviossa 2, jotka muodostavat virranja-koelimen.Other embodiments of the invention are also possible within the scope of the appended claims. If, for example, only one bearing slipper is used, a current distribution member is not required, and then a constant flow valve is preferably used in the line between the special material generating element and the bearing housing. Instead of a current distribution member of the type described above, it is of course possible to use other structures, e.g. constrictions in the lines connected to the bearing shoes. It is also possible to provide a special drive motor for those pumps 10,11,12,23 in Fig. 1 and 34 in Fig. 2 which form a current distribution tester.

Claims

An apparatus for maintaining fluid pressure in a hydrostatic bearing during its expiry time at pump failure comprising an accumulator (18) connected to the bearing fluid supply system with means (19, 20, 21) for maintaining the required fluid pressure on the accumulator contained in the accumulator; part of the pressure fluid flowing against the bearing is passed through a special pressure generating means (23; 32, 33), where it is given a higher pressure than the maximum liquid pressure in the bearing, that the accumulator (18, 22) starts in connection with this part. of the pressure fluid, wherein the fluid pressure in the accumulator (22) is equal to the pressure in said portion of the pressure fluid, and that a portion of the pressure fluid passing through the pressure-producing means (23; 32, 33) is supplied to bearing shoes (2, 3, 4) via a or more constant flow valves (24, 25, 26) and the remainder to a point (27) in the lower pressure system via a return line with a pressure limiting valve (28) which opens when the pressure in the liquid corresponds to higher pressure.

Device according to claim 1, intended for a hydrostatic bearing having a plurality of bearing pockets supplied with pressure fluid from a common pump system via a flow distribution means comprising a plurality of connected, positive displacement pump measuring units (10, 11, 12), characterized therein. an additional feed unit (23) is provided in the flow distributing means and constitutes the particular pressure generating means.

3. Device according to claim 1, characterized in that the particular pressure generating means is one or more pumps (32, 33) which are driven by such motors or motors as the one or the ones that operate the main pump or main pumps and which have a lower pump capacity than this or these.

Device according to claim 1, intended for a hydrostatic bearing having a plurality of bearing pockets supplied with pressure fluid from a common pump system, characterized in that the bearing pockets are supplied with pressure fluid from the particular pressure generating means via each conduit, each having its constant flow valve. (24, 25, 26), which are dimensioned so that the total flow through the valves is less than the flow through the particular pressure generating means (23; 32, 33).