FI90584B - Menetelmä ja laitteet paineväliaineen johtamiseksi toimilaitteille - Google Patents

Description

90584

MENETELMÄ JA LAITTEET PAINEVÄLIAINEEN JOHTAMISEKSI TOIMILAITTEILLE - FÖRFARANDE OCH ANORDNINGAR FÖR ATT LEDA TRYCKMEDIUM TILL AKTIVATORER

Keksintö kohdistuu useilla paineväliaineella toimivilla toimilaitteilla , kuten hydraulisylintereillä , varustettuihin , liikettä suorittaviin koneisiin ja laitteisiin. Keksinnön mu kaan estetään tai pienennetään korkeassa paineessa olevan väliaineen purkautumista työtä tekemättä alhaiseen paineeseen tai vapaaseen tilaan.

Ennestään tunnetaan paineväliainekäyttöisenä laitteena mm. puutavaranostureita, joissa hydraulisylinter ien avulla liikutellaan kahta tai useampaa toisiinsa peräkkäin kytkettyä puomia. Nosto- ja kuormausliikkeiden aikana usein kahta tai useampaakin sylinteriä käytetään yhtäaikaisesti. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että ainakin kahdelle sylinterille pitää pumpun paineen ja tilavuusvirran riittää samanaikaisesti. Tästä on seurauksena, että nosturi varustetaan suurituottoi-sella pumpulla ja vastaavasti vaaditaan isoa moottoritehoa pumpun käyttämiseen. Lisäksi nostureissa on myös useita muita huomattavasti pienemmällä virtauksella toimivia laitteita, joita usein käytetään aivan yksinäänkin. Tällaisia ovat mm. nosturipylvään pyöritys- ja puutavarakouran pyörityslaite.

Nostureissa paineväliaineputkistot johdetaan ohjausventtii-leiltä suoraan sylintereille, jolloin kaikki sylinterit ovat itsenäisiä ja sylintereiltä palaavat väliaineet purkautuvat hydraulinestesäi1iölle johtavaan paluulinjaan vaikka väliaineella olisi suurikin paine ja virtausmäärä. Väliaineen paine-energiaa siis menetetään enemmän tai vähemmän riippumatta siitä, että sitä juuri sillä hetkellä voitaisiin hyödyntää. Nykyisestä järjestelystä on seurauksena , että laitteisiin pitää valita suurituottoinen pumppu ja vastaavasti isotehoi-nen pumpun käyttölaite.

Keksinnön mukaisella ratkaisulla vältetään nämä epäkohdat ja keksinnölle on ominaista se, mitä on esitetty patenttivaati muksissa .

2 90584

Keksinnön tärkeimpänä etuna voidaan pitää, että väliaineeseen painetta kehittävä kiertopumppu ja sen käyttömoottori voidaan mitoittaa entistä pienemmiksi , koska juuri suurta väliaine-virtausta vaativien toimi laitteiden liikkeitä voidaan yhdistää siten, että toisessa toimilaitteessa syntyvä korkeapaineinen paluuvirtaus voidaan ohjata toisen toimilaitteen hyväksi. Lisäksi yhdistämällä täten kaksi toimilaitetta ja suorittamalla niiden avulla samanaikaista 1iikesuoritusta, tulevat niiden 1iikesuoritukset toisistaan riippuviksi ja tällä saavutetaan suuri haliinnallinen etu toistuvien 1iikesarjojen suorittamisessa hallitusti.

Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin, viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa

Kuvio 1 esittää puomeilla varustettua nosturia.

Kuvio 2 esittää erästä paineputkistokytkentää kuvion 1 mukai-kaisen nosturin sylintereille.

Kuviossa 1 on esitetty pylvään 2 varassa kääntyvä puutavara-nosturi 1, jolla on puomit 3 ja 4. Puomia 3 liikutetaan sylinterin 5 avulla ja puomia 4 liikuttaa sylinteri 6. Sylinteri 5 on yksitoiminen ja sylinteri 6 on kaksitoiminen, putket 7,8 ja 9 ovat hydrau1iputkia. Tällä rakenteella on selvästi yleisin toiminta se, että sylinterit 5 ja 6 toimivat yhtäaikaa. Kun toinen sylinteri 5 pitenee niin toinenkin 6 pitenee, ja toisen lyhentyessä toinenkin lyhenee. Näin tapahtuu kun nosturilla kurotetaan ja viedään koura 17 kauemmas ja otetaan taakka ja siirretään se lähemmäs , samoin myös kun taakka siirretään kauemmas. Kuvion 1 esittämässä rakenteessa on käyttötilanteessa paine!etkuissa 7 ja 9 aina jonkin verran painetta myös taakan puuttuessakin. Kun kouraa 17 pyritään siirtämään lähes vaakatasossa, toimivat sylinterit 5 ja 6 silloin yhtäaikaa ja puomien koukistustilanteessa on paine-letkusta 9 mahdollisuus johtaa painenestettä sylinteriin 5, koska letkussa 7 vallitsee alhaisempi paine. Letkusta 9 poistuvaan nesteeseen syntyy huomattavan korkea paine, koska painetta on nostamassa sekä koura ja puomin 4 paino että letkua 8 pitkin männän toiselle puolelle sylinterissä 6 johdettu 3 90584 paine. Kuviossa on lisäksi puomin pidennyssylinteri 18.

Puomin oikaisutilanteessa, jolloin kouraa siirretään kauemmas, sylinteristä 5 on käytettävissä paineenalaista nestettä. Tämä voidaan johtaa silloin letkua 9 pitkin lyhentämään sy-, linteriä 6, tosin sylinterien poikkipinta-aloista riippuen.

Hyödynnettävät paineenalaiset nesteet voidaan johtaa suoraan toisille sylintereille tai ne voidaan, milloin mahdollista johtaa hydraulipumpun 11 painepuolelle, jolloin ne menevät minkä tahansa toimilaitteen hyväksi.

Kuviossa 2 on esitetty eräs paineputkistokytkentä paineen-alaisen sylinteriltä poistuvan väliaineen hyödyntämiseksi. Kaaviossa on venttii1ipöytä 10, josta paineputket 7,8,9 lähtevät sylintereille 5 ja 6. Paine venttiileille (ei näytetty) venttii1ipöydässä tulee pumpulta 11. Paluulinjaa 12 pitkin paineneste palaa nestesäiliön kautta pumpulle. Kuvion mukaisessa esimerkkiratkaisussa johdetaan letkuun 9 muodostuvaa painetta sylinterin 5 pitenemisliikkeeksi. Putkistossa käytetään paineohjattua venttiiliä 14 ja suuntaventtii1iä 15 linjassa, joka johtaa sylinterille 5. Paineohjatulla venttiilillä 14 estetään sylinterin 6 piteneminen aiheettomasti. Piteneminen ja paluunesteen johtaminen sylinterille 5 sallitaan vasta kun paine johdetaan sylinterille 6 letkua 8 myöten. Suuntaventtii1i 13 estää paineellisen nesteen purkautumisen hukkaan venttii1ipöydän kautta paluulinjaan 12. Katkoviiva-linjalla 16 on esitetty vaihtoehtoinen paineenalaisen nesteen hyödyntämistapa, johtamalla se pumpun 11 painepuolelle lisäämään pumpun tilavuusvirtaa. Tässä vaihtoehdossa sylinteri 5 saa hyödynnetyn 1 isätilavuusvirran venttii1ipöydän 10 kautta tulevasta kokonaisnestevirrasta. Kuviossa 2 on esitetty kaavio vain yhden sylinterin paluunesteen hyödyntämisestä, mutta myös muiden sylinterien ja toimilaitteiden paluunestettä voidaan vastaavalla kytkennällä johtaa toisten toimilaitteiden syöttönesteeksi, jos vain muodostunut paine on riittävä. Tällainen sylinteri on luonnollisesti sylinteri 5 sekä myöskin kuvion 1 sylinteri 18, jolla esim. kourassa 17 olevaa taakkaa laskettaessa alemmas alaviistossa puomin 4 asennossa, saadaan 4 90584 kaksitoimisen sylinterin paluupuolelta korkeassa paineessa oleva nestevirta, jota voidaan käyttää hyväksi jossain toisessa samaan aikaan toiminnassa olevassa laitteessa.

Keksinnön hyödyntämisessä venttiilit (kuten kuviossa 2) voivat olla sähköisesti ohjattuja, jolloin ne voidaan helposti kytkeä toimintaan tai toiminnasta pois. Tällaisessa rakenteessa keksinnön mukainen energiansäästötapa on nopesti kytkettävissä toimintaan kun sille on edellytyksiä ja vastaavasti voidaan nopeasti myös siirtyä perinteiseen toimilaitteiden ohjaustapaan kun sellaista halutaan.

Keksinnön avulla voidaan pienentää esim. hydraulipumpun kapa-sitetttia ja myös tehon tarvetta. Keksintöä sovellettaessa myös hydraulinesteen lämpiämisestä ei tule sellaista ongelmaa kuin nykyisissä järjestelmissä, jotka toimivat suurella tila-vuusvirralla ja joissa kaikki neste kiertää pumpun kautta.

Keksintö ei ole rajoittunut vain esitettyyn nosturiin, vaan sitä voidaan muunnella patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Keksintöä voidaan soveltaa useisiin paineilmaa tai painenestettä käyttäviin laitteisiin jolloin toimilaite voi olla sylinteri, turbiini, pumppu tai moottori. Olennaista on, että toimilaitteessa muodostuu tai säilyy sellainen paine väliaineessa, että sitä voidaan edelleen hyödyntää. Paine voi muodostua painovoiman aiheuttamana, jarrutusliikkeestä, massan hitaudesta tms.

Claims (10)

1. Menetelmä toimilaitteesta poistuvan paineväliaineen johtamiseksi hyötykäyttöön laitteissa, etenkin nostureissa (1), kuormaajissa ja kaivureissa, jotka käsittävät ainakin kaksi paineväliaineella toimivaa erilaista työsuoritusta tekevää toimilaitetta (5),(6) tunnettu siitä, että yhteen tai useampaan sanottuun toimilaitteeseen ulkoisen voiman, kuormituksen tai painovoiman johdosta syntyvä väliaineen paine johdetaan paineellisena tilavuusvirtana yhdelle tai useammalle muunlaista työsuoritusta tekevälle paineväliainee1la toimivalle toimilaitteelle, kun sanottua paineellista tila-vuusvirtaa ohjataan pois ensin mainitusta toimilaitteesta/ laitteista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä , että paineväliainetta johdetaan muulle toimilaitteelle (5) johtavaan painelinjaan (7).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että painevällainetta johdetaan paineenkehittimen (11) painepuole1le lisäämään syötettävän paineväliaineen tilavuus-virtaa .

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä tunnet-t u siitä, että venttiilien avulla rajoitetaan ja/tai ohjataan sanotun poistuvan paineväliaineen hyväksikäyttöä muissa toimilaitteissa.

5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä tunnet-: "-· t u siitä, että hetkellisesti tai osittaisen tai kokonaisen 1iikesuorituksen ajan toimilaitteille yhteensä johdettu pai-• neväliaineen tilavuusvirta ylittää paineenkehittimen (11) ti la vuusvir ta tuot on .

5 90584

6. Patenttivaatimusten 1-5 mukainen menetelmä tunnet-t u siitä, että toimi laitteina käytetään paineväliainee 1 la toimivia sylintereitä, moottoreita, pumppuja, turbiineja tai vastaavia. 6 90584

7. Laitteisto paineväliainee 1la toimivissa nostureissa, kaivinkoneissa ym. vastaavissa erilaisia 1iikesuorituksia tekevissä laitteissa, patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi tunnettu siitä, että laitteisto käsittää paineväliaineputkistoja yhdestä tai useammasta toimilaitteesta (6) paineenalaisena lähtevän väliaineen johtamiseksi yhteen tai useampaan muunlaista työsuoritusta tekevään toimilaitteeseen (5), jonka syöttöpaine on alhaisempi tai jonka syöttöputkistossa on sillä hetkellä alhaisempi paine.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto tunnettu siitä, että laitteisto käsittää paineen- tai virtauksensäätö-elimillä (13,14,15) varustettuja toimilaitteiden (5,6) välisiä paineväliaineputkistoja.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laitteisto tunnettu siitä, että laitteisto käsittää sähköisesti ohjattuja venttiileitä paineväliaineputkistoissa.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 7-9 mukainen laitteisto tunnettu siitä, että se käsittää paineväli-aineputkiston (16) ainakin yhdeltä toimilaitteelta paineenke-hittimen (11) painepuolelle. 1 90584