NO161044B - Hydraulisk akkumulator. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en hydraulisk akkumulator ifølge kravenes innledning.

Fra eksempelvis US 2 932 322 er en akkumulator av mem-brantypen kjent, som har en hydraulisk balansert tallerkenventil som belastes mot sin åpne stilling av en skruefjær. Ventilen stenges gradvis av membranet og stenges helt kort før akkumulatoren blir tom. Akkumulatorer av denne type an-vendes generelt ikke ved hydrauliske slagverk i slagspett og boremaskiner på grunn av at det har vist seg at de har kort-ere levetid enn enklere membranakkumulatorer uten ventil, dvs. membranakkumulatorer av det prinsipp som er vist i EP 0047438 og som har et uarmert membran og et kombinert inn-tak og uttak i form av en bunnplate med et stort antall små hull.

Membranets livslengde for disse enklere akkumulatorer uten ventil er sammenligningsvis liten når de benyttes for hydrauliske slagverk, ved at membranet har en tendens til å ekstrudere gjennom bunnplatens hull. I US 3 94 8 2 88 vises et forsøk på å forbedre membranets levetid ved en spesiell utførelse av membranet. Membranet er armert og har ringformede støtteflater som skal støtte mellom bunnplatens hull.

Oppfinnelsen har som mål å frembringe en akkumulator med lang levetid ved bruk i et hydraulisk slagverk, noe som oppnås med de i kravenes karakteriserende deler anførte trekk.

Oppfinnelsen beskrives under henvisning til tegningen hvor figur 1 viser skjematisk et slagverk ifølge oppfinnelsen og figur 2 viser skjematisk et lengdesnitt gjennom den bakre ende av akkumulatoren på figur 1.

Slagverket på figurene kan eksempelvis være et spett, en meiselhammer eller en fjellboremaskin. Det har et hus som på figur 1 er betegnet med 11. Huset 11 danner en sylin-der 12 for et slagstempel 13 med et stempelhode 14. To syl-inderkamre 15, 16 dannes mellom stemplet 13 og sylinderen 12 og stempelhodet 14 har en stempelflate 1.7 i det bakre sylinderkammer 16 og denne stempelflate 17 er større enn stemplets stempelflate 18 i det fremre sylinderkammer 15. Slagstemplet er innrettet til å slå mot en ambolt i form av et verktøy, eksempelvis en meisel 19 som strekker seg ut gjennom huset 11.. Huset 11 har et høytrykksinntak 20 koblet til en pumpe 21 og en uttaks- eller returkanal 22, koblet til en tank 23. Systemet arbeider med et hydraulisk fluid, eksempelvis hydraulisk olje. En manuell trykkventil 29 er anordnet i inntaks-ledningen fra pumpen 21.

Det fremre sylinderkammer 15 er koblet direkte til inn-taket 20 gjennom en kanal 24 og det bakre sylinderkammer 16 er koblet til ventilen- 25 gjennom en kanal 26. Ventilen 25

er koblet til inntaks- og uttakskanalene 20, 22 og skifter over mellom sine to stillinger for å trykksette, henholdsvis drenere det bakre sylinderkammer 16 ved hjelp av trykket i de to styrekanaler 27, 28 slik at ventilen 25 kommer til å utvirke stemplets 13 sykliske frem- og tilbakegående bevegelse., En akkumulator 31 er koblet til inntakskanalen 20 gjennom en kanal 32.

De:ovenfor beskrevne detaljer i forbindelse med figur

1 har samme henvisningstall også på figur 2.

Akkumulatoren 31 omfatter et todelt hus 33, 34, hvor delen 33 er skrudd til huset 11. Et støpt gummimembran 35

er tettende klemt inn mellom de to husdeler 33, 34 og adskiller et akkumulatorkammer 36 fra et kammer 37 som kan fylles med gass til et valgfritt trykk ved hjelp av ventilen 38, idet det vanligvis benyttes nitrogen.

Et kammer 39 dannes mellom huset 11 og akkumulator-husets del 33. En tallerkenventil har et hode 40 og en ven-tiltapp 41 som glir i en boring 43. Et stempel 42 har en større diameter enn tappen 41 og glir i en boring 44. Når slagborverket er i drift, vil det alltid foreligge trykk i kammeret 39 slik at tappen 41 og stemplet 42 kommer til å støte mot hverandre. Stemplet 42 kan således anses å være en del av tappen 41 og en ringformet flate 45 dannes på stemplet 42, som en differensialflate mellom stemplet 42 og tappen 41. Denne ringformede flate 45 er anordnet i et sylinderkammer 4 6 som er tilkoblet avløpet 22 gjennom en kanal 47.

Ventilens 40, 41, 42 hode 40 er innrettet til å tette mot et sete i husdelen 33, slik det fremgår av figur 2, slik at ventilen stenger akkumulatorkammeret 36 fra en kanal 4 8 som danner del av en kanal 32 og fører fra kammeret 39 til under hodet 40.

Ventilén 40, 41, 42 er forbelastet til åpen stilling da alle dens flater, bortsett fra den ringformede flate 45, utsettes for samme høye trykk. Således avgjøres den kraft hvormed den er forbelastet til åpen stilling, av flatens 45 areal og trykkforskjellen mellom trykkene i kamrene 39 og 46. Trykket i sylinderkammeret 46 som virker mot flaten 45 er lavt da kanalen 47 er direkte tilkoblet returledningen 22. Trykket i kammeret 46 er således vesentlig redusert i forhold til trykket i kammeret 39 og i akkumulatorkammeret 36. Vanligvis er kammeret 46 i det vesentlige trykkløst dersom den slange som fører fra slagverket til tanken ikke er for liten.

Når slagverket er i bruk tilfører pumpen 21 en konstant strøm av hydraulisk olje mens slagverket krever en strøm som varierer innenfor hver syklus av slagstemplets bevegelse. Den største strømtilførsel oppstår kort før slaget. Akkumulatoren opptar svingningene og akkumulerer energi ved stemplets returslag og leverer energien tilbake ved slutten av arbeidsslaget. Når olje strømmer ut fra akkumulatorkammeret 36 vil det oppstå dynamiske krefter som søker å stenge ventilen 40, 41, 42. Den statiske kraft som forbelaster ventilen 40, 41, 42 mot åpen stilling, må være større enn disse dynamiske krefter slik at ventilen hele tiden står åpen under nor-mal drift.

Når tilløpsventilen 29 stenges, kommer strømningen fra akkumulatorkammeret 36 til å bli mye større enn normalt, idet minste ved slutten av slagstemplets 13 arbeidsslag. Tilstrøm-ningen kan eksempelvis være dobbelt så stor og dynamiske krefter som søker å stenge ventilen kommer til å øke mer enn dette og forårsake ventilens 40, 41, 42 stenging. Således kan membranet 35 aldri slå i ventilhodét 40, men det kommer til å foreligge en innestengt oljevolummengde mellom ventilhodét 40 og membranet. Det faktum at membranet 35 vanligvis stanser i en mellomstilling, øker dets levetid. På grunn av lekkasje kan deretter membranet bevege seg mot ventilhodét 40 uten skadelig påvirkning, da det således ikke blir et hårdt anslag.

Når man vil variere de enkelte slags slagenergi, kan

man variere pumpetrykket. Da det bare er hydrauliske krefter som virkér på ventilen 40, 41, 42 vil ventilens funksjon være i det vesentlige uforandret når pumpetrykket varieres innen-

for rimelige grenser. Ventilen kommer til konstant og holdes åpen under slagverkets drift, men den kommer til å stenge når strømmen ut av akkumulatoren oppnår et visst nivå over det normale nivå, akkurat når slagverket stenges.

Claims (3)

1, Hydraulisk akkumulator omfattende et akkumulator-

kammer (36), et trykkgasskammer (37), et membran (35) som adskiller akkumulatorkammeret fra trykkgasskammeret, en passasje (48) for fluidstrøm til og fra akkumulatorkammeret, innrettet for mottak av fluid under i det vesentlige konstant høyt trykk fra en pumpe og som utsettes for trykk-variasjoner og strømningskrav fra et hydraulisk maskin-system som periodisk krever tilførsel av trykksatt fluid, og ventilanordninger . (40, 41) mellom akkumulatorkammeret og passasjen, med en åpen stilling for opprettholdelse av kommunikasjon mellom disse og en lukket stilling for i det vesentlige avstengning av kommunikasjonen mellom dem, KARAKTERISERT VED at stempelanordninger (42) er til-knyttet for bevegelse samtidig med ventilanordningen (41, 42) i henhold til trykkdifferansen mellom passasjen (48) og det hydrauliske systems lavere trykk, idet trykkdifferansen skal benyttes for å holde ventilanordningen i dens åpne stilling under trykkvariasjonene når det høye fluidtrykk tilføres passasjen og systemet, og for auto-matisk å bevege ventilanordningen til dens lukkede stilling før membranen på grunn av nedsettelsen av trykkdifferansen og økningen av fluidstrømmen fra akkumulatorkammeret (36) når tilførsel av høytrykksfluid til passasjen og systemet opphører.

2. Akkumulator ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at ventilen er en løfteventil med et hode (40) og en tapp (41, 42), hvor stemplet (42) har en første stempelflate som danner en endeflate for tappen i et trykkammer (39) som utsettes for fluidtrykket i passasjen (48).

3. Akkumulator ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at stemplet (42) har en andre stempelflate (45) i et av-lastningskammer (46) og passasjer (47) som forbinder av-lastningskammeret med det hydrauliske fluids lavtrykksside.