NO761983L

NO761983L - DEVICE FOR PROTECTION AGAINST WIRE BREAKING

Info

Publication number: NO761983L
Application number: NO761983A
Authority: NO
Inventors: Eirik E Haaland; Jan E Haugstad
Original assignee: Soeyland A S Broedr
Priority date: 1976-06-09
Filing date: 1976-06-09
Publication date: 1977-12-12
Also published as: DK170677A; IT1071866B; GB1582491A; DE2712076A1; SE7703508L; FR2354466A1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning til sikring mot brudd i trykkledninger og slanger i hydrauliske opplegg, såsom heiseinnretninger, anleggsmaskiner, skogsmaskiner og liknande. I tillegg til det å redusere faren for at brudd skal oppstå skal oppfinnelsen også hindre eventuelle følger av et ledningsbrudd ved at arboidsorganet er under full kontroll selv etter at bruddet er inntruff&t. Videre skal anordningen i hen--hold til oppfinnelsen inneholde en avlastningsanordning som eliminerer faren for overbelastning av arbeidsorganet. The present invention relates to a device for protection against breaks in pressure lines and hoses in hydraulic systems, such as lifting devices, construction machines, forestry machines and the like. In addition to reducing the risk of a break occurring, the invention should also prevent any consequences of a wire break by having the arboid organ under full control even after the break has occurred. Furthermore, according to the invention, the device must contain a relief device which eliminates the danger of overloading the working organ.

Det er tidligere icjent forskjellige former for sikring mot ulykker og skader som følge av brudd i trykkledningen. På heisekraner og liknende blir det f.eks. benyttet senkebremse-ventller som åpner seg når det settes trykk på motsatt side av stemplet i en sylinder. DetKå således anvendes trykk for å senke en hengende last. Slike ventiler er iiaidlertid vanskelige å styre. There have previously been different forms of protection against accidents and damage as a result of a break in the pressure line. On cranes and the like, there will be e.g. used lowering brake valves that open when pressure is applied to the opposite side of the piston in a cylinder. Pressure can thus be used to lower a suspended load. Such valves are usually difficult to control.

Andre kjente anordninger orafatter en ventil son skal stenge når strømningshastigheten blir ekstra stor slik tilfellet som regel vil være ved ledningsbrudd. Andre løsninger nar voirt å montere den retningsstyrende ventil direkte på arbeidsorganet for derved helt å eliminere trykkledningene. Dette kan i mange tilfelle være vanskelig å fa til på grunn av kravene til liten plass og vekt. Other known devices do not include a valve that must close when the flow rate becomes extra large, as will usually be the case in the event of a line break. Other solutions are to mount the directional valve directly on the working body in order to completely eliminate the pressure lines. In many cases, this can be difficult to achieve due to the requirements for small space and weight.

Formålet mad oppfinnelsen er å oppheve de ovennevnte ulemper, noe som er oppnådd ved hjelp av en anordning med de i kravene gjengitte trekk. The purpose of the invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages, which has been achieved by means of a device with the features set out in the claims.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningene deri The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings therein

Fig. 1 visar et nydraulisk opplegg utstyrt med en sikring i henhold til oppfinnelsen og Fig. 1 shows a new hydraulic arrangement equipped with a fuse according to the invention and

fig. 2 viser et praktisk utføreIseseksempel på sikringen . fig. 2 shows a practical design example of the fuse.

På fig. 1 omfatter sikringen 1 de komponenter som In fig. 1 the fuse 1 comprises the components which

ligger innenfor den strekpunkterte linje. Arbeidsorganet ér her en sylinder 2 hvorpå det henger en last P som forårsaker et trykk i sylinderens 2 kammer A. Sikringen 1 er fast mon- lies within the dotted line. The working element is here a cylinder 2 on which hangs a load P which causes a pressure in the chamber A of the cylinder 2. The fuse 1 is fixed mon-

tert på sylinderen slik at sylinderens port 3 står i forbindelse med sikringen gjennom en kanal 4. Trykket fra lasten P forplanter seg via porten 3 og kanalen 4, til en enveisventil 5 og en pilotstyrt ventil 6 som begge normalt er stengt. tert on the cylinder so that the cylinder's port 3 is connected to the fuse through a channel 4. The pressure from the load P propagates via port 3 and channel 4, to a one-way valve 5 and a pilot-controlled valve 6, both of which are normally closed.

I denne tilstand hviler lasten P på de nevnte ventiler og trykkledningen 7 kan helt avlastes. Retningsventilen 8 vil normalt vsre en type sleidv©ntil, der en liten lekkasje fort vil helt avlaste ledningen 7. Skullejlekkasjen i ventilen S In this state, the load P rests on the aforementioned valves and the pressure line 7 can be completely relieved. The directional valve 8 will normally be a type of slide valve, where a small leak will quickly completely relieve the line 7. The skull leakage in the valve S

være sjenerende vil sikringen 1 oppheve denne ulempe. be embarrassing, the fuse 1 cancels this disadvantage.

Mår det er behov for å løfte lasten P, vil styretrykk fra en ikke vist styreventil bli tilført en ledning 9, og sleiden i ventilen 8 vil bli skjøvet over slik at rute 10 legges inn. Dette bevirker at forbindelsan mellom en trykkledning 12 og en returledning 15 nå blir stengt og trykkmedium vil strømme over en enveisventil 13 og en kanal 14 til trykkledningen 7, og videre gjennom enveisvantilen 5, kanalen 4, porten 3 og til kammeret h. If there is a need to lift the load P, control pressure from a control valve not shown will be supplied to a line 9, and the slide in the valve 8 will be pushed over so that route 10 is inserted. This causes the connection between a pressure line 12 and a return line 15 to now be closed and pressure medium will flow over a one-way valve 13 and a channel 14 to the pressure line 7, and further through the one-way valve 5, the channel 4, the port 3 and to the chamber h.

Når steæiplet i sylinderen beveger seg vil returmediuta fra sylinderens kaminer B strømae gjennom en ledning 16 til retningsventilen 8 og videre til systemets oljetank gjennom en tankledning 17. Et brudd i trykkledningen 7 vil føre til at enveisventilen 5 omgående stenger og hindrer lasten i a falle ned. Da lasten skal senkes, betjenes styreventilen slik at det oppstår trykk i en styrelednlng 18. Styretrykket fra denne skyver sleiden i ventilen 8 over og legger inn rute 11 slik at trykkmedium fra pumpen F nå kan strømme gjennom ledningen 18 til kammeret B. (I virkeligheten oehøves ikke trykk i kammer B, iasn kun en etterfylling når lasten boveger stemplet mot kaiaEioret A) . When the nozzle in the cylinder moves, the return medium from the cylinder's chambers B will flow through a line 16 to the directional valve 8 and on to the system's oil tank through a tank line 17. A break in the pressure line 7 will cause the one-way valve 5 to immediately close and prevent the load from falling down. When the load is to be lowered, the control valve is operated so that pressure is created in a control line 18. The control pressure from this pushes the slide in the valve 8 over and inserts route 11 so that pressurized medium from the pump F can now flow through the line 18 to the chamber B. (In reality no pressure is needed in chamber B, if only a top-up when the load moves past the stamp towards the berth A) .

Styretrykket i ledningen 18 påvirker samtidig en pilotventil 19 slik at denne åpner seg og forbinder en styrekanal 20 ined en ledning 21 og en returport 44, og videre til trykkløs tank. The control pressure in the line 18 simultaneously affects a pilot valve 19 so that it opens and connects a control channel 20 to a line 21 and a return port 44, and on to the pressureless tank.

Ettersom trykket i styreledningen 18 øker, åpner pilotventilen gradvis mer og pilottrykket i kanalen 20 synker. Dette fører til at den pilotstyrte ventil 6 åpner seg og slipper trykkmedium fra kammeret h til en returkanal 22, gjennom porten 3 og kanalen 4. As the pressure in the control line 18 increases, the pilot valve gradually opens more and the pilot pressure in the channel 20 drops. This causes the pilot-controlled valve 6 to open and release pressure medium from the chamber h to a return channel 22, through the port 3 and the channel 4.

Som det freiagår belastes ikke trykkledningen 7 hverken n&r lasten holdes eller3enkes. Selv om ledningen 7 skulle rives av, har en full kontroll med arbeidsorganet og det kan manøvreres selv oki ledningen 7 er borte og/eller ledningsventilen 8 skulle være ute av funksjon. As is clear, the pressure line 7 is not loaded either when the load is held or unloaded. Even if the line 7 were to be torn off, you have full control of the working device and it can be maneuvered even if the line 7 is gone and/or the line valve 8 should be out of order.

Pilotventilen 19 er videre' utstyrt med en styre ledning 23. flår det ved overbelastning oppstår ekstra høyt trykk i kammeret A, vil dette forplante seg gjennom kanalen 4 til ventilen 6. Styretrykket i styrekanalen 20 vil øke tilsvarende og forplante sag via styreledningen 23 til pilotventilen 19. Kår dette styretrykk overskrider en på forhånd innstilt verdi, The pilot valve 19 is also equipped with a control line 23. If extra high pressure occurs in chamber A due to overload, this will propagate through the channel 4 to the valve 6. The control pressure in the control channel 20 will increase accordingly and propagate saw via the control line 23 to the pilot valve 19. If this control pressure exceeds a preset value,

åpner pilotventilen 19 og avlaster den pilotstyrte ventil 6 slik at denne vil slippe trykkmedium til tank. Så snart trykket koramer néd på innstilt verdi, stenger pilotventilen 19 og ventilen 6 pånytt. opens the pilot valve 19 and relieves the pilot-controlled valve 6 so that it will release pressurized medium to the tank. As soon as the pressure drops to the set value, pilot valve 19 and valve 6 close again.

Et eksempel på oppbygningen av3ikringen 1 i praksis An example of the structure of the insurance 1 in practice

er vist på fig. 2. I et ytre hus 24 er det montert en pilotstyrt ventil 6. Dønne består av et ventilhus 27 som inneholder tetninger mot huset 24 og føring for en ventilkjegle 28. Ventilkjeglen 28 er utstyrt rcied-en strupeapning 29 og holdes på plass mot sitt seta i huset av en fjær 30 som ligger i et eget hus 31. Sikringen inneholder videre en pilotventil 19 for styring av ventilen 6. Denne er bygget opp av et pilothus 33 som inneholder tetninger mot huset 24, føring for pilotsleide 34, pilotkjegle 35, fjær 36, stillskrue 37 og fjærhus 39. I huset 24 er det også anordnet en enveisventil 5 som holdas an mot sitt sete av en fjær 40. Videre har huset 24 en innløpsport 41, utløpsport 42, pilotkanal 20, styreport 43, dreneringsport 44 og sylinderport 3. Sikringens funksjon er denne: Ved løfting av lasten P (fig. 1) tilføres det trykkmedium til innløpet 41 (fig. 2), og det strøiæaer gjennom enveisventilen 5 til sylindarporten 3. Trykkmedium fra sylinderportsn 3 forplanter seg til forenden av ventilkjeglen 28 i den pilotstyrte ventil 6, gjennom strupeåpningen 2S til baksiden (fjar- is shown in fig. 2. A pilot-operated valve 6 is mounted in an outer housing 24. The barrel consists of a valve housing 27 which contains seals against the housing 24 and a guide for a valve cone 28. The valve cone 28 is equipped with a throat opening 29 and is held in place against its seta in the housing by a spring 30 which is located in a separate housing 31. The fuse also contains a pilot valve 19 for controlling the valve 6. This is made up of a pilot housing 33 which contains seals against the housing 24, guide for pilot slide 34, pilot cone 35, spring 36, set screw 37 and spring housing 39. In the housing 24 there is also arranged a one-way valve 5 which is held against its seat by a spring 40. Furthermore, the housing 24 has an inlet port 41, outlet port 42, pilot channel 20, control port 43, drainage port 44 and cylinder port 3. The fuse's function is this: When lifting the load P (fig. 1), pressure medium is supplied to the inlet 41 (fig. 2), and it flows through the one-way valve 5 to cylinder port 3. Pressure medium from cylinder port 3 propagates to the front end of the valve cone 28 in the pilot-controlled valve 6, through the throat opening 2S to the rear (far-

siden) av ventilkjeglen og holder denne stengt mot setet 45 side) of the valve cone and keeps this closed against the seat 45

på. kjent måte. Dette trykkmedium forplanter seg videre gjennom en boring 46 til pilotkanalen 20 og pilotventilen 19. Trykket føres videre gjennom en boring 47 i pilothuset 33 og en kanal 48 i pilotsleiden 34 til pilotkjeglen 35. Pilotkjeglen holdes an og tetter mot setet ved hjelp av fjaren 36. Ved hjelp av stillskruen 37 justeres f jssrkraften iaot pilotkjeglen 35 og derved bestemmes pilottrykkets maksimale grense. Mår den innstilte grense overskrides,.laftes pilotkjeglen 35 fra sitt sete og slipper trykkmedium til tank via dreneringsporten 44. Den pilotstyrte ventil 6 holdes stengt så lenge trykket 1 sylinderporten 3 ikke overskrider en maksimal grense. Kår løfteoperasjonen av-sluttes, stenger enveisventilen 5 og lasten P henger på denne og den pilotstyrte ventil S. Rør og slanger som fører trykkmedium til sikringen blir således fullstendig avlastet. on. known way. This pressure medium is further propagated through a bore 46 to the pilot channel 20 and the pilot valve 19. The pressure is carried on through a bore 47 in the pilot housing 33 and a channel 48 in the pilot slide 34 to the pilot cone 35. The pilot cone is held on and seals against the seat with the help of the spring 36. With the help of the adjusting screw 37, the pressure is adjusted according to the pilot cone 35 and thereby the maximum limit of the pilot pressure is determined. If the set limit is exceeded, the pilot cone 35 is released from its seat and releases pressurized medium to the tank via the drainage port 44. The pilot-controlled valve 6 is kept closed as long as the pressure 1 cylinder port 3 does not exceed a maximum limit. When the lifting operation is finished, the one-way valve 5 closes and the load P hangs on this and the pilot-controlled valve S. Pipes and hoses that carry pressure medium to the fuse are thus completely relieved.

Vsår lasten skal senkes, tilføres styretrykk fra ledningen 18 (fig. 1) til styreporten 43. Dette styretrykk utøver en kraft på enden av pilotkjeglen 34, og når kraften overstiger fjærkraften fra fjæren 38, vil pilotsleiden forskyves mot fjav-virkningen. £n tetningsskulder 49 vil derved føres over et strupespor 50 og gi forbindelse fra pilotkanalen 20 til drener-ingsløpet 44 gjennom boringen 47 i pilotsleiden. Etterhvert som åpningen over strupesporene 50 øker, blir forbindelsen mellom pilotkanalen 20 og dreneringsporten 44 til trykkløs tank friere slik at pilottrykket for den pilotstyrte ventil 6 synder. Ved tilstrekkelig lavt pilottrykk åpner ventilen S gradvis og slipper trykkmedium fra sylinderporten 3 til utløpsporten 42 over setet 45. Ved å regulere pilottrykket og dermed åpningen av den pilotstyrte ventil 6 reguleres trykkmediumstrømmen fra sylinderporten 3 og dermed bevegelsen av lasten P. Det fremgår også at en har full kontroll med lasten P uavhengig av hvilken forbindelse som finnes mellom utløpsporten 42 og tanken. Selv om denne forbindelse skulle være brutt har en full kontroll med lasten. When the load is to be lowered, control pressure is supplied from the line 18 (fig. 1) to the control port 43. This control pressure exerts a force on the end of the pilot cone 34, and when the force exceeds the spring force from the spring 38, the pilot slide will be displaced against the fjav action. A sealing shoulder 49 will thereby be guided over a throat groove 50 and provide a connection from the pilot channel 20 to the drainage run 44 through the bore 47 in the pilot slide. As the opening above the throat grooves 50 increases, the connection between the pilot channel 20 and the drainage port 44 to the depressurized tank becomes freer so that the pilot pressure for the pilot-controlled valve 6 decreases. At a sufficiently low pilot pressure, the valve S gradually opens and releases pressurized medium from the cylinder port 3 to the outlet port 42 above the seat 45. By regulating the pilot pressure and thus the opening of the pilot-controlled valve 6, the pressure medium flow from the cylinder port 3 and thus the movement of the load P is regulated. It also appears that a has full control of the load P regardless of the connection between the outlet port 42 and the tank. Even if this connection should be broken, you have full control of the load.

Under såvel løfkooperasjonen som senkeoperasjonen gå-virkes pilotkjeglen 35 av konstant fjærkraft og sikrer mot overbelastning. Dette er oppnådd ved at pilotkjeglen med fjær- er bygget inn i pilotsleiden og følger med denne med manøvrering av lasten. Trykkraediumsysternet er således sikret mot overlap-ning under alle forhold. During the lifting operation as well as the lowering operation, the pilot cone 35 is actuated by constant spring force and protects against overloading. This has been achieved by the fact that the pilot cone with spring is built into the pilot slide and accompanies this with maneuvering the load. The pressure radius system is thus secured against overlapping under all conditions.

Claims

1. Device for protection against wire breaks (hose break protection) in pressure circuit systems for pressurized rasdium-driven cylinders, motors and the like, characterized in that the protection device is designed to be controlled by the same control system as the maneuvering valve or the directional valve for the working body (cylinder, motor, etc.).

2. Device as stated in claim 1, characterized by the fact that it has a pilot valve which is designed to protect against overloading of the working organ regardless of the condition of the device (i.e. whether the load is stationary or in motion), and independently of other safeguards in the system .

3. Device as stated in claim 1, characterized by a pilot slide (34) which is arranged to be affected by control pressure and can be displaced against the action of a spring (38), whereby pilot medium is gradually released into the depressurized tank over the control track (50) for regulating a pilot-controlled valve (6), so that it releases a varying amount of pressure medium from its cylinder port (3) to a return port (42).

4. Device as specified in claim 3, characterized in that the pilot slide (34) contains a pressure-limiting pilot consisting of a cone (35), spring (36) and set screw (37).

5. Device as specified in 1 one or more of the preceding claims, characterized in that the pilot-controlled valve (6), the pilot valve (19) and a one-way valve (5) are built into a common housing (24) which is designed for direct mounting on the working body .