NO147494B - Hydraulisk styreventil. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en hydraulisk styreventil av sleidetypen for anvendelse i trykkoljesystemer og omfattende et sleidehus med endelokk og en sleide som arbeider med høyt trykk, hvor trykkoljen ledes gjennom kanaler i sleiden og tilbakeføres gjennom en returkanal i huset når sleiden er forskjøvet til den ene eller den annen endestilling ved hjelp av pilotventiler i endelokkene, hvilke pilotventiler betjenes enten ved strømtil-førsel eller manuelt, idet sleiden , når pilotventilene ikke betjenes, holdes i midtstilling i det sylindriske sleidekammer ved hjelp av fjærer ved hver av sleidens ender, og hvor sleiden er utstyrt med kamflater som styrer en eller flere hjelpeventiler.

Slike styrende enheter er tidligere kjent, f.eks. fra US-patentene nr. 2 409 517, 2 968 316, 3 595 271 og 3 8 54 499, som beskriver retningsventiler, styreventiler og tilbakeslagsventiler med kamstyringer, men som ikke kan løse oppfinnelsens oppgave, nemlig å kombinere de styrende egenskaper for en ventil av angjeldende type med de sperrende egenskaper for en trykkoljelås og samtidig gjøre denne kombinerte styreventil egensikker og derfor anvendelig i gass- og eksplosjonsfårlige områder.

Fra US-PS 3 59 5 271 er det således kjent en retningsventil i form av en sleideventil med kamflater som styrer en hjelpeventil, men denne ventilutførelse kan ikke løse den oppgave som ligger til grunn for oppfinnelsen, nemlig å skaffe en ventil som kombinerer styrende egenskaper med de sperrende egenskaper for en trykkoljelås.

US-PS 3 854 499 beskriver en tilbakeslagsven-til som anvendes for en hydraulisk styreventil og betjenes ved styreventilens bevegelse over kamflater som virker på

et vippbart, fjærbelastet element i tilbakeslagsventilen. Heller ikke denne ventil kan løse ansøkningens oppgave som angitt ovenfor.

US-PS 2 9 68 316 beskriver en styreventil som skal anvendes i et hydraulisk system5 nærmere bestemt for kraftstyresystemet i et motorkjøretøy. Denne ventil er ikke egnet for de oppgaver som oppfinnelsen løser, selv om den

har kamstyrte kuleventiler drevet av sleiden.

Patentet beskriver en såkalt "spool valve" og som følgelig har indre lekkasjer. Motholdet har klart å stenge for trykkoljen når sleiden befinner seg i sin midtre stilling og taper således ikke trykk i akkumulatoren. For-øvrig aktiveres sleiden manuelt. Ventilen har åpen forbin-delse mellom primærsiden og sekundærsiden og er følgelig fullstendig uanvendelig i trykkoljesystem som skal være fritt for lekkasje.

I og med oppfinnelsen er den stilte oppgave

løst ved hjelp av en hydraulisk styreventil som har de karakteristiske trekk som er angitt i det etterfølgende krav.

Oppfinnelsen vil bedre forstås ut fra følgende beskrivelse av en utførelse av denne under henvisning til tegningene som viser et aksialt vertikalsnitt av en ventil på fig. 1 og et aksialt horisontalt snitt av samme på fig. 2.

Av tegningene fremgår at den hydrauliske styreventil omfatter et ventilhus 1 med to endelokk 2, hvori er montert respektive pilotventiler.

Ventilhuset 1 har et avlangt kammer 13, hvori

en avlang sleideventil 3 med firkantet tverrsnitt er anordnet for glidende bevegelse i kammeret. Hver ende av kammeret 13 har et utvidet tverrsnitt og opptar en ring-

formet plate 30 med forspenning ved hjelp av en trykkfjær 4 som befinner seg mellom platen og endelokket 2, mot midten av kammeret 13. Platen 30 er slik dimensjonert at den ikke kan tre inn i den sentrale seksjon av kammeret 13. I den nøytrale posisjon er sleideventilen 3 anbragt sentralt i kammeret 13 med platene 30 i anlegg mot endene av sleiden og anbragt i de indre ender av de utvidede deler av kammeret.

Hver ende av sleiden 3 er utstyrt med et sylin-drisk stempel 5 som går gjennom platen 30 og opptas i en sylinder 6 avgrenset i endelokket 2 ved maskinering av denne del. Sylindrene 6 kommuniserer gjennom kanaler med åpninger 31 i pilotventilene.

Hver pilotventil har et avløpskammer 32 forbundet med en oljereturbane på en måte som skal beskrives nedenfor, en kule 22 som befinner seg over et ventilsete 33, som ved bevegelse nedover av spindelen 21 trykkes ned mot ventilsetet 33, en kule 24 som befinner seg under et ventilsete 34, en spindel 23 mellom kulene 22 og 24 og et innløps-kammer 35 som under drift er forbundet med en oljetilførsel under trykk på en i det følgende beskrevet måte. Over spindelen 21 og med virkning som et toppdeksel for pilotventilen er anordnet en solenoidenhet 17 med en magnetisert spindel 2 0 som også strekker seg ut av toppenheten som en trykknapp 18. Solenoidenheten 17 er skrudd fast på endelokket 2 og lukker over toppen av pilotventilen. En koblingsboks 19, hvortil kan kobles den elektriske krafttilførsel for solenoidenheten 17, er festet til enheten 17.

I den ikke påvirkede tilstand av pilotventilen er spindelen 20 i en løftet stilling og trykket av oljen i innløpskammeret 35 holder kulen 24 mot sitt ventilsete 34

og løfter således spindelen 23 og løfter igjen kulen 22

fra ventilsetet 33 slik at åpningen 31 er i fluidumforbindelse med avløpskammeret 32, men ikke med innløpskammeret 35. Ved påvirkning av pilotventilen blir spindelen 20 trykket ned, trykker spindelen 21 ned mot kulen 22, slik at kulen trykkes mot ventilsetet 33. Nedtrykking av kulen 22 vil igjen trykke ned spindelen 23 og kulen 24 slik at kulen 24 trykkes bort fra ventilsetet 34 mot kraften av den til-førte olje. I den påvirkede stilling av pilotventilen er således delen 31 i fluidumforbindelse med innløpskammeret 35, men ikke med avløpskammeret 32.

Den avlange sleide 3 har fire tverrgående parallelle kanaler 50, 51, 52, 53 med jevn avstand, en langsgå-ende kanal 37 som forbinder de innerste to tverrgående kanaler 51, 52 og andre to kanaler 14, 36 på tvers av sleiden 3, hvilke skjærer de tverrgående kanaler 50 hhv. 53 og strekker seg rettvinklet på disse.

Sleidehuset 1 har syv kanaler som ender i kammeret 13. Seks av disse kanaler befinner seg i den sentrale seksjon av kammeret og omfatter tre kanaler 38, 39, 40 med jevn avstand og som ender ved oversiden av sleiden 3, og tre kanaler 41, 42, 43 med jevn avstand som ender på under-siden av sleiden 3. Hver av disse kanaler er utstyrt med en tetningshylse 8 som er forspent mot sleiden 3 ved hjelp av en fjærskive 9. Når det gjelder de øvre kanaler ligger fjærskivene 9 an mot endene av kanalene og når det gjelder de nedre kanaler ligger fjærskivene 9 an mot hylser 44 festet i de ytre ender av kanalene. Hylsene 8, 44 er forsynt med egnede tetningsringer for å hindre oljelekkasje rundt ytter-siden av hylsene. Kanalene 38, 40 og 42 er blindboringer, kanalen 39 er forbundet med en kanal 10 som under bruken er forbundet på en måte som skal beskrives nedenfor, med en til-førsel av olje under trykk. Kanalene 41 og 43 er under bruken forbundet med respektive hydrauliske ledninger i den hydrauliske innretning som skal styres ved hjelp av ventilen. Den syvende kanal 15 i ventilhuset 1 strekker seg gjennom ventilhuset 1 fra kammeret 13 og avgrenser under bruken oljens returstrømningsbane.

Som vist i horisontalsnittet av styreventilen er der anordnet en plungerventil 25. Denne ventil har en innsnevret ventildel som befinner seg i kanalen 10 og har en etterfølgende del 46 forspent ved hjelp av en fjær til kon-takt med en kamflate 47 utformet på sleiden 3. I den på tegningen viste stilling er ventilen 25 i sin lukkede stilling, slik at kanalen 10 er skjult av ventildelen 45. Det vil være klart at ved vesentlig bevegelse av sleiden bort fra sin sentrale stilling vil den skrå del av kamflaten 47 trykke ventildelen 45 utover mot forspenningen av fjæren og således åpne kanalen 10.

Når styreventilen arbeider er en tilførsel av trykkolje forbundet med kanalen 10. Kanalen 10 ender i et innløp (ikke vist) utvendig på ventilhuset. Innløpskammeret 35 for hver pilotventil er forbundet med kanalen 10 på opp-strømsiden av plungerventilen 25 ved hjelp av en kanal 48 (vist med brutte linjer på fig. 2). På tilsvarende måte er avløpskanalen 15 forbundet med avløpskammeret 32 for hver pilotventil ved hjelp av en kanal 49 (vist med brutte linjer på fig. 2) .

Under drift fører kanalen 15 oljen etter dens gjennomgang gjennom en hydraulisk innretning. Således er av-løpet fra kanalen 15 normalt forbundet med en beholder for olje som kan tjene som en kilde for olje som skal settes under trykk og føres til kanalen 10.

Det vil forstås at i den på tegningen viste posisjon med begge pilotventiler i en ikke påvirket tilstand, er oljeinnløpskamrene for pilotventilene frakoblet sylindrene 6 ved hjelp av kulene 24, plungerventilen 25 er stengt og kanalene 38 - 43 er stengt. I denne stilling arbeider ventilen under bruk således som en hydraulikklås, dvs. den hindrer strømning til og fra den hydrauliske innretning.

Hvis pilotventilen på høyre side (som sett på tegningen) nå settes i funksjon enten ved å trykke ned knap-pen 18 eller ved å påvirke solenoiden 17, vil olje under trykk strømme fra innløpet til kanalen 10 inn i innløps-kammeret 35 gjennom åpningen 31 inn i den høyre sylinder 6 (som sett på tegningen). Denne strømning av trykkolje be-veger sleiden 3 mot venstre (som sett på tegningen) mot forspenningen av den venstre fjær 4 og oljen i venstre sylinder 6 forskyves fra sylinderen gjennom åpningen 31 forbi kulen 22 inn i avløpskammeret 32 og ut av ventilen gjennom kanalen 1 5.

Når sleiden 3 nærmer seg enden av sin bevegelse, reagerer kamflaten 47 på kamfølgeren 46 for å presse ventildelen 45 i plungerventilen 25 utover og således åpne kanalen 10. Umiddelbart etter åpningen av kanalen 10 kommer sleiden 3 frem til enden av sin bevegelse. I denne stilling ligger kanalene 51, 52 og 53 på linje med kanalene 38, 41, kanalene 39, 42 hhv. kanalene 40, 43.

Med sleiden 3 i denne posisjon strømmer trykkolje gjennom kanalen 10, kanalen 39, kanalen 52, kanalen 37, kanalen 51, kanalen 41 og til den hydrauliske innretning. Olje som vender tilbake fra innretningen, strømmer gjennom kanalen 43, kanalen 53 og kanalen 36 inn i sleidekammeret 13 og går derfra ut fra styreventilen gjennom returkanalen 15.

Hvis nå den venstre pilotventil betjenes og høyre pilotventil frigjøres, vil olje strømme inn i venstre sylinder 6 fra innløpskammeret 35 og ut av høyre sylinder 6 inn i avløpskammeret 32 og sleiden 3 vil bli beveget fra venstre mot høyre (som betraktet på tegningene). Under den største del av bevegelsen av sleiden 3 er plungerventilen 25 stengt, men mot slutten av bevegelsen av sleiden 3 åpnes ventilen 25 igjen. I sluttstillingen av sleiden 3 ligger kanalene 50, 51 og 52 på linje med kanalene 38, 41, kanalene 39, 42 hhv. kanalene 40, 43.

Med sleiden 3 i denne posisjon strømmer trykkolje gjennom kanalen 10, kanalen 39, kanalen 51, kanalen 37, kanalen 52, kanalen 43 og til den hydrauliske innretning. Olje som kommer tilbake fra innretningen, strømmer gjennom kanalen 41, 50 og 14 inn i sleidekammeret 13 og strømmer ut fra styreventilen gjennom returkanalen 15.

Det vil således fremgå at betjening av en pilotventil bevirker at olje strømmer gjennom en hydraulisk innretning i en første retning og betjening av den annen pilotventil bevirker oljen til å strømme gjennom den hydrauliske innretning i den motsatte retning. Når begge pilotventiler frigjøres, bevirker fjærene 4 returbevegelse av sleiden 3 til dennes sentrale posisjon, hvor ventilen virker som en hydraulikk lås for den hydrauliske innretning.

Det vil nå være klart at plungerventilen 25

hindrer at olje strømmer fra kanalen 10 inntil sleiden 3 er nesten i sin sluttstilling og forbindelsene mellom kanalene i sleiden 3 og kanalene i ventilhuset 1 er fullstendig opp-rettet. Dette er viktig fordi uten plungerventilen 25, når kanalen 39 overlapper bare en del av kanalen i sleiden 3, ville olje være istand til å strømme direkte ut av kanalen 39 inn i kammeret 13 og ut gjennom returkanalen 15. Som et resultat av en slik strømning ville trykket av oljen i inn-løpet til kanalen 10 synke og fordi pilotventilene i denne utførelse har den samme oljekilde, ville trykket av oljen i sylinderen 6 falle tilsvarende til innløpet, hvor ytterli-gere bevegelse av sleiden 3 ikke vil finne sted, slik at sleideventilen ville forbli i en delvis åpen posisjon.

Den ovenfor beskrevne styreventil kombinerer styreegenskapene for en magnetisk betjent pilotventil og

låseegenskapene for en hydraulikklås. Videre er ventilen av en sikker konstruksjon, slik at den er egnet for anvendelse i gassfylte områder og andre slike områder hvor det er fare for eksplosjon.

Claims (1)

1. Hydraulisk styreventil av sleidetypen for anvendelse i trykkoljesystemer og omfattende et sleidehus (1) med endelokk (2) og en sleide (3) som arbeider med høyt trykk, hvor trykkoljen ledes gjennom kanaler (51, 52} i sleiden (3) og tilbakeføres gjennom en returkanal (15) i huset (1) når sleiden er forskjøvet til den ene eller den annen endestilling ved hjelp av pilotventiler (20 - 24) i endelokkene (2), hvilke pilotventiler betjenes enten ved strømtilførsel eller manuelt, idet sleiden (3), når pilotventilene ikke betjenes, holdes i midtstilling i det sylindriske sleidekammer (13) ved hjelp av fjærer (4) ved hver av sleidens ender, og hvor sleiden er utstyrt med kamflater (47) som styrer en eller flere hjelpeventiler, karakterisert ved en oljestrømningsforsinkelse i form av en plungerventil (25), bygget inn i styreventilen og betjent ved sleidens (3) bevegelse bort fra den midtre eller nøytrale stilling, ved hjelp av kamflaten (47), hvor-ved sikres at sleiden står i arbeidsstilling før trykkoljen slippes inn, og at sleiden (3) har firkantet tverrsnitt og to motstående, parallelle flater, forbundet med kanaler (50, 51, 52, 53), mot hvilke flater trykker parvis motstående, fjærbelastede tetningshylser (8), samtidig som der er anordnet tverrgående kanaler (14 og 36) gjennom hvilke returoljen strømmer ut i sleidekammeret.