FI79745C

FI79745C - Hydraulic systems

Info

Publication number: FI79745C
Application number: FI852095A
Authority: FI
Inventors: Sakari Pinomaeki
Original assignee: Sakari Pinomaeki
Priority date: 1985-05-27
Filing date: 1985-05-27
Publication date: 1990-02-12
Also published as: FI852095L; FI852095A0; FI79745B

Description

7974579745

Hydrauliikkajarjestelmä - HydrauliksystemHydraulic system - Hydrauliksystem

Keksinnön kohteena on hydrauliikkajärjestelmä, jossa on yksi tai useampia venttiileitä, joissa kussakin on venttiilirungon sisässä pituussuunnassaan liikutettava kara paineväliaineen siirtämiseksi pumpulla hydrauliseen toimilaitteeseen venttiilin 5 kautta paineväliainesäiliöstä ja poistamiseksi toimilaitteesta venttiilin kautta paineväliainesäiliöön; ja jossa on venttiilin ja paineväliainesäiliön välisen kanaviston osien välillä oleva vapaakiertoventtiili, johon sen säätämiseksi karaa neutraali-asemastaan liikutettaessa on yhdistetty kanava, joka on yhtey-10 dessä kanaviston osaan, jossa vallitsee hydrauliseen toimilaitteeseen kohdistuvan kuorman paine.The invention relates to a hydraulic system having one or more valves, each of which has a longitudinally movable stem inside the valve body for transferring pressure medium by a pump to a hydraulic actuator via valve 5 from a pressure medium tank and for removing it from the actuator via a valve to a pressure medium tank; and having a free-rotation valve between parts of the ductwork between the valve and the pressure medium tank, to which a duct is connected to a part of the ductwork where the pressure of the load on the hydraulic actuator prevails when adjusting it when moving the stem from its neutral position.

Hydrauliikkajärjestelmissä, joissa käytetään sisäistä ohjaus-painetta venttiilien karojen ohjaukseen, esiintyy yleensä vai-15 keuksia, silloin kun käytettävän toimielimen aiheuttama paine vaihtelee ja erityisesti silloin, kun paine menee negatiiviseksi. Mikäli järjestelmän vapaakiertoventtiiliä ohjataan toimielimeen vaikuttavan kuorman paineen välityksellä, avautuu vapaakiertoventtiili ja järjestelmän toiminta häiriintyy.In hydraulic systems which use an internal control pressure to control the valve stems, difficulties usually occur when the pressure caused by the actuator used varies, and especially when the pressure becomes negative. If the system's free-circulation valve is controlled via the load pressure acting on the actuator, the free-flow valve opens and the system malfunctions.

/20 Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä esitetty epäkohta pääasiassa siten, että kanavan, joka yhdistää vapaakier-toventtiilin ja toimilaitetta ohjaavan venttiilin ja kanaviston osan, joka yhdistää pumpun ja venttiilin, väliin on sovitettu 25 venttiilielimistö ja että kanava on varustettu vastaventtii-leillä, jotka estävät virtauksen kanavasta toisaalta venttiilielimistön ja toisaalta toimilaitetta ohjaavan venttiilin suuntaan, jolloin mainittujen vastaventtiilien kautta kanavassa vallitsee joko hydrauliseen toimilaitteeseen 30 kohdistuvan kuorman paine tai venttiilielimistön säätämä paine sen mukaan kumpi edellä mainituista paineista on korkeampi. Näin ollen siis karan ollessa siirrettynä neutraaliasemastaan varmistetaan, että vapaakiertoventtiili pystyy säätä- 2 79745 mään järjestelmän toimintaa vaikka hydrauliseen toimilaitteeseen kohdistuvan kuorman aiheuttama paine menee jopa negatiiviseksi, koska venttii1iel imistö tällöin ylläpitää vapaakierto-venttiilin ja toimilaitetta ohjaavan venttiilin välisen kanavan 5 painetta. Karan ollessa neutraaliasemassaan edellä mainittu ka nava on toimilaitetta ohjaavan venttiilin karan kautta yhteydessä paluukanavaan. Näin ollen ohjausvaikutusta (minimipainet-ta) ei synny vapaakiertoventtiilin ja toimilaitetta ohjaavan venttiilin väliseen kanavaan ja vapaakiertoventtiili on auki.The object of the present invention is to eliminate the above drawback mainly by providing a valve body between the duct connecting the free-circulation valve and the actuator control valve and the part of the duct connecting the pump and the valve, and by providing the duct with non-return valves which prevent flow from the passage in the direction of the valve body on the one hand and the valve controlling the actuator on the other hand, whereby either the pressure applied to the hydraulic actuator 30 or the pressure set by the valve body is higher in the passage through said check valves, whichever is higher. Thus, when the stem is moved from its neutral position, it is ensured that the freewheel valve can control the operation of the system even if the pressure exerted by the load on the hydraulic actuator even becomes negative. When the stem is in its neutral position, the above-mentioned channel is connected to the return channel via the stem of the valve controlling the actuator. Thus, there is no control effect (minimum pressure) in the channel between the idle valve and the actuator control valve and the idle valve is open.

10 Normaalin toiminnan aikana vapaakiertoventtiili ylläpitää sitä painetta ja paineväliainevirtausta, jonka järjestelmän toimilaitteet tarvitsevat ja päästää ylimääräisen paineväliaineen paluukanavaan.10 During normal operation, the free-circulation valve maintains the pressure and pressure medium flow required by the system actuators and releases excess pressure medium to the return duct.

Lisäksi nykyiset hydrauliikkajärjestelmät on siten suunniteltu, 15 erityisesti ohjauspaineella toimivilla venttiileillä varustetut hydrauliikkajärjestelmät, että toimilaitteeseen kohdistuvan kuorman aiheuttaman paineen mennessä negatiiviseksi toimilaitetta ohjaavan venttiilin sisäinen ohjauspaine laskee niin alas, että se ei voi pitää pääkaraa säädetyssä asennossa, vaan 20 kara alkaa sulkeutua. Tästä on seurauksena öljyvirran kuristu minen karan kohdalla ja paine hydrauliikkajärjestelmässä kohoaa. Ohjauspaineen noustessa kara siirtyy jälleen säädettyyn asentoon ja järjestelmän paine laskee. Näin syntyy toistuva paineenvaihtelu järjestelmässä ja venttiilin ohjaama liike on 25 epästabiili .In addition, current hydraulic systems are designed, in particular hydraulic systems with control pressure valves, so that by the pressure exerted by the load on the actuator, the internal control pressure of the actuator control valve drops so low that it cannot keep the main stem in the adjusted position. As a result, the oil flow at the spindle is constricted and the pressure in the hydraulic system increases. When the control pressure increases, the spindle moves back to the adjusted position and the system pressure decreases. This results in repeated pressure fluctuations in the system and the movement controlled by the valve is unstable.

Keksintö mahdollistaa myös tämän epäkohdan poistamisen siten, että toimilaitetta ohjaavan, ohjauspaineella toimivan venttiilin ohjauspaine on liitetty venttiilielimistön yhteyteen. Tällä ratkaisulla voidaan pitää ohjauspaine vakiona ja venttii1ieli-30 mistön säätämän minimipaineen suuruisena. Tämä minimipaine voi daan valita siten, että se riittää karan siirtoon kaikissa olosuhteissa.The invention also makes it possible to eliminate this drawback by connecting the control pressure of the valve operating at the control pressure to the actuator in connection with the valve body. With this solution, the control pressure can be kept constant and the minimum pressure set by the valve member 30. This minimum pressure can be chosen to be sufficient to move the mandrel in all conditions.

Keksinnön eräitä muita edullisia suoritusmuotoja on lisäksi esitetty oheisissa ali vaatimuksissa.Some other preferred embodiments of the invention are further set out in the appended subclaims.

3 797453,79745

Keksintöä on havainnollistettu lähemmin samalla viitaten oheiseen piirustukseen, joka esittää kaaviollisesti keksinnön mukaista hydrauliikkajärjestelmää.The invention is further illustrated with reference to the accompanying drawing, which schematically shows a hydraulic system according to the invention.

Piirustuksessa on esitetty FI-patenttihakemuksen 843152 mukais-5 ta hydrauliikkajärjes telmää, jonka venttii1i1 ohkojen I ja IIThe drawing shows a hydraulic system according to FI patent application 843152, the valve of which according to sections I and II

venttiileiden 1 ja 2 yhteyteen keksinnön mukainen venttiilieli-mistö minimipaineen ylläpitämiseksi on sijoitettu. Venttiilit 1 ja 2 ohjaavat toimilaitteita 3 ja 4, esim. hydraulisylinterei-tä. Piirustuksessa on viitenumerolla 5 esitetty hydrauliikka-10 järjestelmän paineväliainepumppua ja viitenumerolla 6 hydrau liikka j ärj es telmän vapaakiertoventtii1iä ja viitenumerolla 7 maksimipaineen rajoitusventtiiliä. Viitenumeroilla 8, 8' on esitetty venttiilien 1 ja 2 tulolinjaa ja vastaavasti paluulin-jaa venttiilien 1 ja 2 sekä paineväliainesäiliön 9 välillä.in connection with valves 1 and 2, a valve element according to the invention is placed in order to maintain a minimum pressure. Valves 1 and 2 control actuators 3 and 4, e.g. hydraulic cylinders. In the drawing, reference numeral 5 shows the pressure medium pump of the hydraulic system 10 and reference number 6 shows the free-circulation valve of the hydraulic system and reference number 7 the maximum pressure relief valve. Reference numerals 8, 8 'denote the inlet line of valves 1 and 2 and the return line between valves 1 and 2 and the pressure medium tank 9, respectively.

15 Järjestelmässä käytettävät venttiilit 1, 2 ovat esim. sähkömag- neettisesti ohjattuja venttiileitä, joiden karan keskittämisessä käytetään jousia. Sähkömagneettinen ohjaus ja keskitysjouset on esitetty piirustuksessa viitenumeroilla 10a, 10b. Venttiiliin 1, 2 voi edullisesti kuulua lisäksi paineenrajoituslait-20 teet, jotka on merkitty viitenumeroilla 11a ja 11b, ja jotka ovat hakijan Fl-patentista 56 726 tunnettuja säädettävästi jou-sikuormitteisia, normaalisti suljettuja venttiileitä. FI-paten-tin 56 726 mukainen toiminta voidaan toteuttaa edullisesti myös tämän keksinnön kohteena olevan hydrauliikkajärjestelmän yhtey-25 dessä.The valves 1, 2 used in the system are, for example, electromagnetically controlled valves in which springs are used to center the stem. The electromagnetic control and centering springs are shown in the drawing by reference numerals 10a, 10b. The valve 1, 2 may advantageously further comprise pressure relief devices 20, denoted by reference numerals 11a and 11b, which are adjustably spring-loaded, normally closed valves known from the applicant's F1 patent 56,726. The operation according to the FI patent 56 726 can advantageously also be carried out in connection with the hydraulic system which is the subject of the present invention.

Kuhunkin venttiiliin 1 ja 2 kuuluu lisäksi edullisesti ohjauslaite 12 (esitetty oheisessa FI-patenttihakemuksessa 843152), joka on sijoitettu venttiilin tulokanavaan. Ohjauslaite 12 on periaatteessa normaalisti avoin jousikuormitteinen venttiili, 30 jonka karan toisella puolella vaikuttaa järjestelmän paine (katkoviiva 13) ja jonka vastakkaiselle puolelle vaikuttaa hydrauliseen toimilaitteeseen kohdistuvan kuorman aiheuttama paine (kanavassa 14 sekä jousikuorma 15). Vaihtoventtiilin 16 kautta kanavaan 14 vaikuttaa aina toimilaitteessa vallitseva korkeampi 35 paine. Vaihtoventtiilin 16 kautta kanava 14 on aina yhteydessä venttiilin ja toimilaitteen väliseen yhdyslinjaan 17 tai 18.Each valve 1 and 2 further preferably comprises a control device 12 (shown in the attached FI patent application 843152), which is located in the inlet channel of the valve. The control device 12 is in principle a normally open spring-loaded valve 30, the system side of which is affected by the system pressure (dashed line 13) and the opposite side by the pressure exerted by the load on the hydraulic actuator (channel 14 and spring load 15). Through the diverter valve 16, the channel 14 is always affected by the higher pressure 35 prevailing in the actuator. Through the changeover valve 16, the channel 14 is always connected to the connecting line 17 or 18 between the valve and the actuator.

4 797454,79745

Piirustuksessa on siis esitetty kuorman tunteva, lohkokohtai-sesti painekompensoitu venttiili, johon on lisätty minimipai-netta ylläpitävä ventti ilielimistö 20. Toimilaitetta 3 tai 4 ohjaavan venttiilin 1 tai 2 ollessa lepotilassa vapaakierto-5 venttiiliä 6 ja toimilaitetta ohjaavaa venttiiliä 1, 2 yhdis tävä kanava 19 on yhteydessä (katkoviivoin 21 esitetty kanava) venttiilin 1, 2 karan kautta paluukanavaan. Tällöin kuorman tunteva vapaakiertoventtii1i 6 on täysin auki. Vapaakiertopaine riippuu vapaakiertoventtiilin jousen 22 jäykkyydestä. Minimi-10 painetta ohjaavan venttii1ielimi stön 20 kautta on yhteys vasta- venttiilin 23 ja kuristimen 24 läpi kanavaan 19. Lisäksi ventti i1iel imi ston 20 jälkeen on kytkentä toimilaitetta ohjaavien venttiileiden 1 ja 2 ohjauspainepiiriin 25 yhdyskanavalla 26. Venttiilielimistö 20 on normaalisti avoin jousikuormitteinen 15 yksitieventtiili, joka saa ohjauksen venttiilielimistön läpi tapahtuvasta virtauksesta. Toisin sanoen venttiilielimistö 20 on auki silloin, kun jousen 27 voima on suurempi kuin minimi-paine .Thus, the drawing shows a load-sensing, block-specific pressure-compensated valve to which a minimum pressure-maintaining valve body 20 has been added. When the valve 1 or 2 controlling the actuator 3 or 4 is at rest, the free-rotation valve 5 and the actuator control valve 1, 2 19 is connected (ducted line 21) through the stem of valve 1, 2 to the return duct. In this case, the load-sensing freewheel valve 1i 6 is fully open. The free circulation pressure depends on the stiffness of the free circulation valve spring 22. A minimum of 10 pressure control valve members 20 communicate with a passage 19 through the check valve 23 and the choke 24. , which is controlled by the flow through the valve body. That is, the valve body 20 is open when the force of the spring 27 is greater than the minimum pressure.

Vapaakiertopaineen tulee olla niin suuri, että toimilaitetta 20 ohjaavan venttiilin 1, 2 karaa voidaan siirtää ohi keskiasennon niin, että yhteys kanavan 19 kautta paluukanavaan (katkoviiva 21) sulkeutuu. Tämän jälkeen kanavaan 19 vaikuttaa joko hydrauliseen toimilaitteeseen 3, 4 kohdistuvan kuorman aiheuttama paine vastaventtii1 in 28 kautta venttiilin 1, 2 tulokanavasta 8 25 tai venttiilielimistön 20 kautta vaikuttava minimipaine, riip puen siitä, kumpi paine on korkeampi. Venttiilielimistön 20 kautta vaikuttava paine on valittu siten, että se säätää vapaa-kiertopainetta eli vapaakiertoventtiilin 6 läpi tapahtuvaa virtausta siten, että järjestelmän toiminta on stabiilia. Vasta-30 venttiilit 23 ja 28 estävät öljynvirtauksen matalampaan paine- tilaan (joko venttiilielimistöön 20 päin tai toimilaitetta ohjaavaan venttiiliin 1, 2 päin).The free circulation pressure must be so high that the stem of the valve 1, 2 controlling the actuator 20 can be moved past the middle position so that the connection via the channel 19 to the return channel (dashed line 21) is closed. Thereafter, the channel 19 is affected either by the pressure exerted by the load on the hydraulic actuator 3, 4 via the check valve 28 in the inlet channel 8 25 of the valve 1, 2 or by the minimum pressure acting through the valve body 20, whichever is higher. The pressure acting through the valve body 20 is chosen so as to regulate the free-circulation pressure, i.e. the flow through the free-circulation valve 6, so that the operation of the system is stable. Valves 23 and 28 of the counter-30 prevent the flow of oil to a lower pressure state (either towards the valve body 20 or towards the valve 1, 2 controlling the actuator).

Tämän jälkeen hydrauliikkajärjestelmän paine nousee vähintään venttiilielimistön 20 säätämään minimipaineeseen. Venttiilien-35 mistö 20 pitää samalla paineen toimilaitetta ohjaavien venttii leiden 1, 2 ohjauspaineen vakiona.Thereafter, the pressure in the hydraulic system rises to at least the minimum pressure set by the valve body 20. At the same time, the system 20 of the valves 35 keeps the control pressure of the valves 1, 2 controlling the actuator constant.

5 797455,79745

Silloin, kun venttiilin työliitännöissä (17 tai 18) on painetta, säätyy pääpaine kanavaan 19 venttiilin 1, 2 ja kanavan 19 välisessä kanavassa 29 olevan vastaventtiilin 28 kautta niin, että hydrauliikkajärjestelmän paine on vapaakiertoventtiilin 6 5 jousen 22 aiheuttama paine + hydrauliseen toimilaitteeseen vaikuttavan kuorman paine. Usein käytännössä kuitenkin syntyy tilanteita, joissa hydrauliseen toimilaitteeseen kohdistuvan kuorman paine pienenee nollaksi tai jopa negatiiviseksi. Tällöin venttiilielimistö 20 pitää yllä järjestelmässä vähintään 10 venttiileiden 1, 2 ohjauspaineen suuruista painetta.When there is pressure in the valve working connections (17 or 18), the main pressure in the channel 19 is regulated via a check valve 28 in the channel 29 between the valve 1, 2 and the channel 19 so that the hydraulic system pressure is the pressure caused by the spring 22 of the free circulation valve 6 + load on the hydraulic actuator . In practice, however, situations often arise in which the load pressure on the hydraulic actuator drops to zero or even negative. In this case, the valve body 20 maintains in the system at least 10 pressures equal to the control pressure of the valves 1, 2.

Venttiilielimistön jousen 27 kuormitus on edullisesti säädettävä, jolloin järjestelmässä voidaan soveltaa tarkoituksen mukaista minimipainetta.The load on the spring 27 of the valve body is preferably adjustable, so that the appropriate minimum pressure can be applied in the system.

Claims

6 79745

A hydraulic system with one or more valves (1, 2), each having a longitudinally movable stem inside the valve body for transferring pressure medium by a pump (5) to a hydraulic actuator (3, 4) via valve 5 (1, 2) from a pressure medium tank (9). ) and to remove it from the actuator (3, 4) via the valve (1, 2) to the pressure medium tank (9), and in which hydraulic system there is a free-circulation valve (1, 2 ') between the valve (1, 2) and the parts of the duct (8, 8') 6), to which a channel (19) is connected in connection with the part of the channel system (8, 8 ') for controlling the pressure of the load applied to the hydraulic actuator in order to adjust it when moving the 10 spindles from its neutral position, characterized in - between the tank circulation valve (6) and the valve 15 (1, 2) controlling the actuator, and the part of the duct (8) connecting the pump (5) and the valve (1, 2): fitted valve actuator (20) and that the duct (19) is provided with non-return valves (23, 28) which prevent flow from the duct (19) in the direction of the valve assembly (20) on the one hand and the actuator control valve (1, 20 2) on the other hand, wherein through said check valves (23, 28) in the channel (19) there is either a pressure of the load on the hydraulic actuator (3, 4) or a pressure controlled by the valve body (20), whichever is higher.

Hydraulic system according to Claim 1, characterized in that the actuator control valve (1, 2) is a valve acting on a control medium known per se and in that the control pressure (connecting channel 26) of the valve (1, 2) is connected to the valve body (20).

Hydraulic system according to Claim 1, characterized in that the channel (19) is connected via an actuator control valve (1, 2) to the return channel with the stem of the valve (1, 2) in the neutral position. 7 7974b

Hydraulic system according to Claim 1, characterized in that a throttle (24) is arranged between the channel (19) and the non-return valve (23) of the valve body (20). β 79745