NO791836L - Hydraulisk styreinnretning. - Google Patents

Description

Hydraulisk styreinnretning

Oppfinnelsen angår hydrauliske styresystemer. Mer spesielt har det relasjon til metoder og utstyr for å styre trykkforandringer over en reversibel variabel hydraulisk fortrengningspumpe i forhold^til trykkforandringer i arbeidsbelastningen og trykkforandringer ved pumpeinntaket og til metoder og utstyr for å tilføre et styrt arbeidsbelastningstrykk til en arbeidssylinder med et pumpesystem som krever et minimum av drivkraft for pumpen.

Ved mange hydrauliske styreoperasjoner er det. nødvendig å styre strømningen av hydraulisk væske til og fra en kraftoperatør, arbeidssylinder eller gruppe av arbeidssylindre (heretter referert til som en arbeidssylinder). I tillégg til i stor grad å variere mengden av væskestrømning kan det være nød-vendig å styre trykkdifferensialet over pumpen når væske trekkes fra arbeidssylinderen for å unngå at trykket i arbeidssylinderen overbelaster pumpen.

Ved forskjellige hydrauliske systemer som benytter en hydraulisk sylinder for å bevege en arbeidslast kan den energi som kreves for å bevege arbeidslasten variere betydelig. Dette er spesielt tilfelle hvor en arbeidssylinder på en kran benyttes til å løfte en last fra en hvilestilling og plasere lasten i en annen hvilestilling. I dette tilfelle varierer arbeidstrykket fra det trykk som er nødvendig for å holde løftekrokutrustningen

(som kan være minimal) til det trykk som kreves for at arbeidssylinderen skal kunne løfte hele vekten av lasten og lastekrok-utstyret. Når lasten er plasert i hvilestilling, vil kravene til trykket tydelig forandres. Der hvor den vurderte maksimal-last_■ er kjent,kan pumpen og pumpens driftsmotor bestemmes.slik at en tilstrekkelig strøm og trykk oppnås for å utføre den ønskede løfte-operasjon. Imidlertid vil kravene til hestekrefter for pumpens driftsmotor stige proporsjonalt med den vurderte belastning. Det er selvfølgelig ønskelig å holde kravene til pumpens drift nede,om

mulig,for å senke fremstillingsomkostningene, driftsomkostningene, vekt og fysisk størrelse på det hydrauliske system. Pette.er spesielt tilfelle hvor den beregnede maksimale belastning kan variere fra mindre enn 1 tonn til mere enn 1 000 tonn ved normale operasjoner, slik som hydrauliske løftesylindre i kraner, opphengningssysterner<*>for borerørstrenger o.l.

US-PS 3 530 669 beskriver et system for å styre væskestrømningen til og fra en hydraulisk arbeidssylinder som omfatter innretninger for å levere væske til og fra sylinderen i varierende mengder. Dette system omfatter innretninger for å opprettholde et høyere trykk i pumpens inntaksåpning enn på trykksiden når væske trekkes fra arbeidssylinderen. Dette system forhindrer derfor trykket i arbeidssylinderen i å overbelaste pumpen. Returtrykket kan varieres automatisk for å oprettholde en ønsket trykkforskjell over pumpen ved at pumpen settes til å pumpe over en tilbakeslagsventil som styres av trykket i retur-åpningen. Imidlertid bestemmes trykk-kravene for å drive pumpen av belastningen på arbeidssylinderen og løftehastigheten. Tilsvarende må pumpen og driftsmotoren ha en tilstrekkelig strømnings- og kraftkapasitet for å håndtere den maksimalt beregnede belastning når ekstremt tunge laster løftes eller senkes.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er et hydraulisk system fremskaffet som benytter en serie akkumulatorer hvor hver inneholder væske med trinnvis stigende trykk som kan forbindes til en åpning på en reversibel variabel fortrengningspumpe. Et styresystem kobler automatisk pumpens inntaksåpning til et trinnvis høyere tilførselsinntakstrykk når trykkforskjellen over pumpen når en på forhånd bestemt verdi mens belastningen på arbeidssylinderen stiger, idet en på forhånd bestemt maksimal og minimal trykkdifferanse opprettholdes over pumpen uavhengig av . arbeidssylinderens belastning. Styresystemet opprettholder automatisk også trykket på pumpens uttaksside høyere enn trykket på pumpens inntaksside uavhengig av retningen på strømningen gjennom pumpen. Styresystemet hindrer derved at trykket i arbeidssylinderen overbelaster pumpen når væske trekkes fra arbeidssylinderen med en belastning på sylinderen^og hindrer også inntakstrykket fra å overbelaste pumpen dersom inntakstrykket er større enn trykket i arbeidssylinderen.

Da trykkforskjellen over pumpen ved," maksimal strømning aldri overskrider et på forhånd fastlagt maksimum, uavhengig av arbeidssylinderens belastninger effektkravene for å

drive pumpen begrenset til en på forhånd bestemt maksimal trykkforskjell ved en gitt strømningshastighet. Følgelig er kravene til effekt for å drive pumpen uavhengig av den beregnede maksimale belastning,og da den maksimale trykkdifferanse over pumpen kan bli relativt liten,vil kravene til effekt derfor være proporsjonalt små. Ved å nedsette kravene til effekt for driften av pumpen oppnås omfattende besparelser i fremstillingsomkostninger, vedlikehold og driftsomkostninger,og vekt og størrelse reduseres.

I tillegg tillater styresystemet pumpen å gjenopprette trykket

i akkumulatorene mellom brukssyklusene ved lave strømningshastig-heter idet et pumpedrivsystem med forholdsvis lav effekt og som er relativt billig,tillates å tilføre den hydrauliske kraft som kreves for å løfte en uforholdsmessig tung last.

Oppfinnelsens prinsipper kan benyttes i forskjellige hydrauliske systemer hvor en hydraulisk kraftoperatør eller arbeidssylinder benyttes for å utføre nyttig arbeide. Oppfinnelsen benyttes imidlertid spesielt ved å tilfc^r^. den hydrauliske løftekraft til en duvingskompensert kran. Følgelig er den foretrukne utførelse av oppfinnelsen her beskrevet for enkelhets skyld innrettet til å styre væskestrømningen til og fra en arbeidssylinder som benyttes i en duvningskompensert kran. Det er imidlertid klårt at oppfinnelsen ikke er begrenset til en slik bruk.

Mange operasjoner omfatter overføring av en last

som henger i en stram kabel,fra en første plattform til en annen plattform. Første og annen plattform er typisk festet relativt til hverandre og slike overføringer kan gjennomføres med relativ enkelhet. Imidlertid kan i mange situasjoner, slik som operasjoner til sjøs e.l., den første og annen plattform være vertikalt relativt bevegelig til hverandre,og den relative vertikale bevegelse kan være uforutsibar med nøyaktig sikkerhet eller ensartethet. F.eks. kan et flytende fartøy ved overføring av en last. fra en plattform .. til et flytende fartøy eller omvendt bevegés vertikalt i forhold til bølger, tidevann etc. mens plattformen forblir stabil. Tilsvarende kan relativ vertikal bevegelse mellom skip eller lekterdekket og en kran montert på plattformen forårsake vanskeligheter

ved nennsomt å lande én last på dekket. Problemet blir enda mere akutt ved offshore-operasjoner hvor lasten skal overføres mellom en flytende lekter og en offshore-plattform som er sikret til havbunnen. Ved slike offshore-operasjoner kan bølgebevegelsen bli mer kraftig og mindre forutsebar. I tillegg må offshore-operasjoner ofte utføres i hardt vær hvor bevegelsen fra den. tunge sjø gjør slike overføringer ekstremt vanskelige. For ytterligere å komplisere problemet omfatter mange slike lastoverføringsoperasjoner overføring av ekstremt tungt utstyr, i størrelsesordenen 1 000 tonn, hvor utstyret er meget kostbart og følsomt for sjokk og kan ødeleg-ges alvorlig dersom det ikke landes meget varsomt på den mottagende plattform. Lossing fra et skip eller en lekter som er utsatt for vertikal bevegelse og til en faststående eller flytende plattform hvorpå kranen er montert,kan også være ekstremt farlig. Dersom kroken senkes ned måt dekket på lekteren for anhugging av lasten mens lekteren er i bunnen av en dønning vil lekterdekket heve seg mens dønningen stiger og dermed få kontakt med og heve kroken. Kabelen eller stroppene som henger fra kranen blir derved slakke

og kan hekte seg opp eller filtre seg sammen med annet gods, personell eller til lekterens konstruksjon. Når lekteren synker ned i den neste dal mellom dønningene,senkes kroken med lekterdekket og kabelen strammes igjen mens annet gods, personell o.l. som er blitt filtret inn i den slakke kabel eller stroppene/utsettes for fare. For å forhindre dette.problem pleier kranoperatøren vanligvis å heve og senke kroken synkront med pitchdekket. Imidlertid er forsøk på manuell koordinasjon av krokens bevegelse i forhold

til et pitchdekk som kjent ikke effektivt.

Tilsvarende problemer består ved forsøk på å over-føre last mellom to flytende plattformer, slik som dekkene på

to flytende fartøy hvorav det ene bærer kranen. I dette tilfelle kan begge plattformer bevege seg vertikalt i forhold til hverandre og i forhold til en fiksert horisontal posisjon, noe som gjør over-føringen mellom slike uavhengig bevegelige plattformer ekstremt vanskelig. Forskjellige andre offshore-operasjoner, slik som nedlegning av rør på havbunnen fra et flytende fartøy^eller landing av nedsenket utstyr på havbunnen eller på en nedsenket plattform fra et flytende fartøy,involverer tilsvarende vanskeligheter.

Tidligere forsøk på å overvinne vanskelighetene som er forbundet hermed;baserer i hovedsak på innretninger for å opprettholde et konstant trekk i heiselastlihen. Slike .systemer lider imidlertid av naturlige begrensninger. Konvensjonelle innretninger for linestrekkbelastning opererer på linen mellom vinsjen og kranbommen. Når derfor en flerslått talje benyttes mellom lastekroken og kranbommen, vil lengden på linen mellom kranbommens blokk og vinsjen (kjent som "hurtiglinen") som må justeres for å opprettholde et konstant strekk i linen ved belastningen, være et multiplum av den vertikale distanse som skal kompenseres. Videre tillater et slikt linestrekk ingen mulighet til å synkronisere vertikal bevegelse for en last som henger fra en kran til en fast plattform,med vertikal bevegelse av en bevegelig plattform slik at lasten kan landes varsomt på en vertikalt beveget plattform...Følgelig vil ikke opprettholdelse av et konstant strekk i linen forhindre lasten fra å bli smadret mot et hurtig stigende dekk.

Innretninger for kompensasjon av relativ bevegelse, og som er festet i kroken og justerer avstanden mellom kranbommens ende og lastekroken i henhold til den vertikale bevegelse av landingsplattformen,har vist seg å løse noen av de involverte vanskeligheter. Imidlertid må innretninger for kompensasjon av slik bevegelse selv være meget tunge for å være stabile nok til å understøtte vekten av de tunge laster. Videre må, der hvor en krokopphengt innretning for bevegelseskompensasjon benyttes, den hydrauliske sylinderanordningen samt motorer og pumper som er nød-vendige for å drive innretningen^også bæres av heiselinen. Da slik innretning for bevegelseskompensasjon må holdes av lastlinen, reduseres kranens løftekapasitet. Videre må slik innretning for bevegelseskompensasjon henge på lastlinens ende nær kroken, slik at innretningen for bevegelseskompensasjon ikke vesentlig interfererer med kranens høydekapasitet. Store uhåndterlige og tunge innretninger for bevegelseskompensasjon som henger fra enden på lastlinen kan gjøre det vanskelig å manøvrere i hard sjø på grunn av vind-belastningen. Videre kan svingningsbevegelser fra den flytende plattform overføres til den hengende innretning for bevegelseskompensasjon når kranen bæres av en flytende plattform og slik forårsake at innretningen for bevegelseskompensasjon svaier og svinger horisontalt. På grunn av den masse innretningen for bevegelseskompensasjon har som henger på enden av kabelen, kan

en slik svingebeveglse være farlig og vanskelig å kontrollere i spesielle situasjoner.

Innretninger for kompensasjon av vertikal bevegelse kan også benyttes påsatt kranbommen og påvirke bare lastlinen mellom bommen og lastekroken. Da sylinderen for kompensasjon av bevegelse er sikret til bommen,kan pumpene og motorene som er nødvendige for å aktivere innretningen for bevegelseskompensasjon være plasert på kranplattformen^og væsken med høyt trykk kan over-føres til sylinderen for bevegelseskompensasjon ved en trykkline som bæres av kranbommen. I henhold hertil er massen av den del av innretningen for bevegelseskompensasjon som bæres av bommen vesentlig redusert. Likeledes er den fysiske størrelse på innretningen for bevegelseskompensasjon som bæres1av bommen vesentlig redusert, imidlertid er kranens totale løftekapasitet ikke vesentlig forringet. Videre er den ikke utsatt for vesentlige vindbelastnings-problemer eller ekstreme svingninger forårsaket av bevegelsen til plattformen hvorpå kranen er montert,på grunn av at innretningen

for kompensasjon av bevegelse er festet til bommen selv.

Sylinderen for kompensasjon av bevegelse kan anordnes mellom enden på lastlinen og enden på kranbommen. I dette tilfelle er lastkrokinnretningen suspendert fra kabelslyngen mellom kranbommen og sylinderen for bevegelseskompensasjon. Innretningen for bevegelseskompensasjon må derved bære bare halvparten av vekten av belastningen og må bevege kabelenden vertikalt bare to ganger den vertikale distanse som skal kompenseres. Alternativt kan innretningen omfatte en løpeskiveblokk (lastskive) som bærer lastkroken og en skiveblokk som holdes av eller styres av sylinderen for bevegelseskompensasjon. Ved dette arrangement må innretningen for kompensasjon av bevegelse bære mere av lastens vekt (avhengig av antall omslag), men trenger kun å bevege seg tilnærmet den vertikale distanse som skal kompenseres. Da hele den omslåtte kabel og begge skiveblokker holdes av et stempel i sylinderen for kompensasjon av bevegelse som igjen holdes av bommen, vil bevegelser av stempelet i forhold til relativ vertikal bevegelse av den annen plattform eliminere uønsket relativ bevegelse av kroken i forhold til landingsplattformen. Lasten kan dermed landes varsomt på den

gyngende plattform ved normal operasjon av krankontrollene.

Videre er et konstant trekk opprettholdt i lastkabelen ved losseoperasjoner hvor en krok senkes for å festes til godset, ved å holde lastkroken på en minimumsavstand fra det bevegelige dekk uavhengig av de to plattformers relative vertikale bevegelse.

I atter en annen alternativ utførelse kan sylinderen forsvertikal bevegelseskompensasjon være montert parallelt til bommens langsgående akse og fortrinnsvis inne i selve bomkonstruksjonen. Ved denne utførelse bæres en skiveblokk på enden av en stempelstang som strekker seg fra sylinderen og griper lastlinen mellom lastekroken og bomskiven og trekker lastlinen over en mellomskive og inn til bomkonstruksjonen for å heve lastekroken i forhold til bommen.

I alle heisesystemer med kompensasjon som er beskrevet ovenfor er det brukt en hydraulisk arbeidssylinder for å variere den vertikale avstand mellom lastekroken og bomskiven i direkte forhold til den relative vertikale bevegelse mellom bomskiven og landingsplattformen, idet effekten av den relative vertikale bevegelse mellom bomskiven og landingsplattformen dermed utlignes. Sensorer som bestemmer den relative vertikale bevegelse mellom bomskiven og landingsplattformen^avgir hensiktsmessige signaler for å styre den hydrauliske kraftkilde som driver arbeidssylinderen.

En utførelse av oppfinnelsen vil nå beskrives med referanse til den vedlagte enkelte tegning som er en skjematisk fremstilling av et hydraulisk system for tilførsel av hydraulisk væske til en arbeidssylinder for en slik kompensert lastkran. På grunn av at kranen og den måte hvorved lastsystemet for kompensasjon er del av kranen^ikke danner noen del av den foreliggende oppfinnelse, er kranens konstruksjon ikke vist i detalj. Det forstås imidlertid at arbeidssylinderen 10, som er vist på tegningen, kan anordnes til kranbommen, enten vertikalt som vist, eller i andre stillinger hvor stempelstangen 12 enten er forbundet direkte til lastkroken eller opererer på lastlinen mellom lastkroken og bomskiven for å variere den vertikale avstand mellom bomskiven og kroken i forhold til den relative vertikale bevegelse av bomskiven og landingsplattformen. Tilsvarende for denne opp-finnelses formål er stempelstangen 12 enkelt vist å løfte en last. På hvilken måte lasten i virkelighet er hevet eller senket av stempelet danner ingen del av denne oppfinnelse.

I den viste innretning leverer en reversibel variabel fortrengningspumpen 20 hydraulisk væske til og trekker væske

fra arbeidssylinderen 10 over en høytrykkskrets 21 og sylinderkrets 15 som kreves for å heve og senke stempelet 14 i sylinderen 10.

Ved heving av lasten trekker pumpen fra begynnelsen av væske fra tilførselsreservoaret 22 gjennom tilførselskretsen 23. Ved senking av lasten reverseres operasjonen. En tilbakeslagsventil 24 tillater væskestrøm fra sylinderen 10 til pumpen^og en stillbar reduksjonsventil 26 er koblet i parallell mellom høytrykkskretsen 21 dg sylinderkretsen 15.

Formålet med den stillbare reduksjonsventil 26 er å sikre at trykket mellom sylinderåpningen på pumpen 20 og ventilen 26 alltid er større enn trykket i tilførselskretsen 23 ved reservoar-åpningen når væske pumpes til sylinderen 10. Reduksjonsventilen 26 åpner for å tillate væskestrømning fra høytrykkskretsen 21 til sylinderkretsen 15 bare når trykket i høytrykkskretsen 21 overskrider et bestemt styretrykk. For å oppnå slik trykkontrollert styring av ventilen 26 er en styretrykk-krets 28 (vist med stiplet linje) koblet mellom styreåpningen på ventil 26 og tilførsels-kretsen 23. Kontrolltrykk-kretsen 28 har en tilbakeslagsventil 29 som tillater væskestrømning bare fra ventilens 26 styreåpning til tilførselskretsen 23. Dersom trykket i tilførselskretsen 23 er større enn trykket i kretsen 21 vil ventilen 26 ikke åpne. Pumpen 20 ville derved pumpe mot en lukket ventil 26, og trykket i høy-trykks-kretsen 21 ville raskt stige. Når trykket i kretsen 21 overskrider trykket i krets 23/vil styretrykk-kretsen 28 åpne til trykket i kretsen 23 gjennom tilbakeslagsventilen 29 idet reduksjonsventilen 26 åpner. Kontrollfjæren 26a settes til å åpne ved maksimalt systemtrykk, mens den ikke innvirker på ventilens 26 normale drift. Dermed er styretrykket for ventilen 26 lik trykket i tilførselskretsen 23 pluss trykket for tilbakeslagsventilens forspenningsfjær.

Ved begynnelsen av hver løfteoperasjon vil til-førselskretsen 23 forbindes med et tilførselsreservoar 22 via en tilførsels-reguleringsventil 35 og reservoarkretsen 25. Til-førselskretsen 23 er også forbundet med reservoarkretsen 25 via tilbakeslagsventilen 27 som tillater væske å strømme fra reservoaret

22 til kretsen 23, uavhengig av tilførselsregulerin,gsventilens

35 stilling dersom trykket i kretsen 25 overskrider trykket i tilførselskretsen 23.

Reservoaret 22 inneholder væske som holdes ved

et relativt konstant -trykk på ca. 1,0 MPa som beskrives senere. Derfor opptrer et trykk på 1;0 MPå fra begynnelsen ved tilførsels-åpningen på pumpen 20. Som kjent er det behov for et inntakstrykk på ca. 1,0 MPa for normal drift av de fleste hydrauliske reversible variable fortrengningspumper som kan benyttes i det beskrevne system. Likeledes opptrer trykket på 1,0 MPa i tilførselskretsen ved tilbakeslagsventilen 29. Når trykket i høytrykkskretsen 21. overstiger trykket i sylinderkretsen 15 med den mengde som er nødvendig for å overvinne styretrykket (trykket i kretsen 23 pluss forspenningsfjæren i tilbakeslagsventilen 29), vil væske strømme gjennom den stillbare reduksjonsventil 26. Når trykket i kretsen 21 overskrider trykket i kretsen 23,vil det eneste trykktap som opptrer over ventilen 26 være trykket fra forspenningsfjæren på tilbakeslagsventilen 29. Da det opprinnelige trykk i kretsen 23 bare er 1,0 MPa,vil det eneste trykkfall som oppstår over ventilen 26 være det trykk som er representert av fjæren i tilbakeslagsventilen 29. Følgelig ved å bruke bare reservoartrykket på 1,0, MPa i tilførselskretsen vil pumpen 20 virke på normal måte for å heve trykket i sylinderen 10 inntil lasten er hevet eller inntil trykkdifferansen over pumpen 20 når den maksimalt oppnåelige trykkdifferanse over pumpen 20 ved full effekt.

Da én av de viktigste målsetninger med oppfinnelsen er å fremskaffe kapasitet for tunge løft med små krav til kraft for pumpen, vil oppfinnelsen beskrives heretter i sammenheng med en pumpe som bare har kapasitet til en pumpetrykkforskjell på

8,3 MPa ved full effekt. I henhold hertil er systemet som beskrives i det etterfølgende tilstrekkelig til å drive sylinderen 10 til å heve en last bare dersom lasten kan løftes med et sylindertrykk på 9,0 MPa. Som forklart ovenfor vil trykket i sylinderen 10 være trykket i tilførselskretsen .23 pluss trykkdifferansen over.pumpen 20 minus trykkfallet over ventilen 26. Derfor vil det maksimale

trykk som opptrer i sylinderen 10 under antagelse av et tilførsels-kretstrykk på 1,0 Mpa, en trykkstigning over pumpen ved maksimal kapasitet på 8,3 MPa og et trykkfall over ventilen 26 på 0,3 MPa,

være 9,0 MPa i sylinderen. For derfor å kunne forhøye trykket i sylinderen uten å forhøye trykkdifferanse-kapasiteten til pumpen ved full effekt må trykket i tilførselskretsen 23 forhøyes.

I henhold til oppfinnelsen kan én eller flere akkumulatorer tilføre væske til tilførselskretsen 23 ved for-høyede trykk etter behov. Akkumulatorsystemet omfatter i det minste én væsketank som holdes under et trykk større enn trykket i tilførselsreservoaret 22 og kan selektivt forbindes med til-førselskretsen 23. Den viste utførelse har to akkumulatortanker 40 og 50. Akkumulatortanken 40 omfatter en sylindrisk tank med et fritt stempel 41 som deler tanken i to avdelinger med variabelt volum. Den nedre avdeling er fylt med hydraulisk væske for å

heve stempelet 41 nær opp til toppen av tanken. Den nedre avdeling er forbundet med en uttakskrets 42. Den øvre avdeling er forbundet med en inntakskrets 43 som står i forbindelse med en tank 44 med

komprimerbar gass under trykk, slik som luft, nitrogen e.l. Tanken 44 med komprimert gass er presset til det ønskede start-oppladning-trykk,og dens volum er innrettet til å skaffe et på forhånd fastlagt minimalt forsterkningstrykk når det utvides for å tømme all væsken fra tanken 40. For illustrasjon antas at tanken 44 står under et trykk på 12,5 MPa og er kalkulert til å fremstille et minimumtrykk på 8,3 MPa når væsken i tanken 4 0 er uttømt. På denne måte kan den første akkumulator representert ved tanken 40 og 44 tilføre væske ved et starttrykk på 12,4 MPa som reduseres til 8,3 MPa når væsken i tanken 40 er tømt.

Den annen akkumulator tilsvarer den første akkumulator, men er ladet med et høyere trykk. For illustrasjonens skyld antas at den annen akkumulator er ladet for å tilføre væske ved et starttrykk på 16,6 MPa, som reduseres til 12,4 MPa når væsken i tanken 5 er uttømt.

Når trykket i sylinder 10 når det maksimalt oppnåelige ved maksimal strømning ved tilførselskretsens starttrykk (eller et på forhånd bestemt lavere trykk ved hvilket trykkfor-sterkningen er ønsket); forbinder innretninger den første akkumulator 40 til tilførselskretsen 23. Omkoblingsinnretningene som er vist omfatter en trykktransduktor 100 som reagerer på trykket i sylinderkretsen 15 som avgir et signal for å aktivere tilførsels-reguleringsventilen 35. Ved det gitte eksempel vil, når trykket i kretsen 15 når 9,0 MPa, transduktoren 100 avgi et signal som forårsaker tilførselsreguleringsventilen 35 å koble tilførsels-kretsen 23 fra reservoarkretsen 25 til akkumulatorens uttakskrets 42. Dermed vil det maksimalt tilgjengelige trykk i krets 42 på

12,4 MPa opptre i tilførselskretsen 23.

Det skal bemerkes at når trykket i tilførselskretsen 23 stiger fra 1,0 MPa til 12,4 MPa, vil trykket i.høytrykkskretsen 21 på pumpens 20 sylinderside være bare 9,3 MPa. Derfor vil for-sterkningstrykket overbelaste pumpen dersom der ikke er innretninger til å holde et positivt trykkdifferensial tvers over pumpen. Imidlertid vil det bemerkes at trykket i tilførselskretsen 23 også opptrer ved tilbakeslagsventilen 29 i trykkontrollkretsen 28 som styrer den stillbare reduksjonsventil 26. I henhold hertil vil st.yretrykket for ventilen 26 stige simultant fra 1,0 MPa til 12,4 MPa pluss forspenningstrykket for ventilens 29 fjær. Dersom lasten som skal løftes krever et sylindertrykk som er større enn 9,0 MPa, vil den stillbare reduksjonsventil 26 opprettholde et trykkfall derover som er lik differansen i trykkene i krets 23 og. krets 15. Derfor vil, når trykket på 12,4 MPa opptrer i krets 23 og trykket i krets 15 bare er 9,0 MPa, reduksjonsventilen 26 opprettholde et trykkfall derover på 10,3 MPa. Når trykket i krets 15 stiger, vil differansen avta og trykkfallet, vil automatisk avta inntil trykket i krets 15 er 0,3 MPa mindre enn trykket i krets 21. Da trykket på pumpens 20 reservoarside (på den tid hvor ventilen 35 kobler om fra reservoar 22 til akkumulator 40) er større enn trykket i krets 15, reduseres belastningen på pumpen betydelig. Imidlertid vil ventilen 26 forhindre væsken i krets 23 fra å overbelaste pumpen ved å opprettholde trykket i krets 21 minst 0,3 MPa høyere enn trykket i krets 23. På denne måte stiger trykket i krets 21 umiddelbart til 12,8 MPa^og pumpen 20 fortsetter å pumpe mot et trykk på sylindersiden som er større enn trykket på reservoår-siden.

Det er tydelig at når pumpen 20 fortsetter å trekke væske fra akkumulatoren 40, vil trykket i akkumulatoren 40 reduseres. Med"en maksimal trykkdifferanse over pumpen ved full effekt på 8,3 MPa vil det maksimale trykk som oppstår i kretsen 21 med pumpen

som trekker væske fra akkumulatoren 40,være 20,7 MPa ved de i eksempelet givne betingelser. Da der er et 0,3 MPa trykktap over

reduksjonsventilen 26,. vil det maksimale trykk som oppstår i sylinderkretsen 15 ved pumpen i drift ved full effekt bli 20,3 MPa. Når væske trekkes fra akkumulatoren 4 0,vil imidlertid trykket der synke til 8,3 MPa. Derfor vil det maksimale trykk som oppstår i sylinderkretsen med pumpen under drift ved full effekt og til-førselen av væske fra akkumulatoren 40 tømt,være 16,2 MPa.

Når det maksimalt oppnåelige trykk ved bruk av akkumulatoren 40 som kilde er nådd i krets 15 (eller ved et på forhånd bestemt lavere trykk hvorved tilleggshjelpetrykk er ønsket), benyttes innretninger til å forbinde den annen akkumulator 50 med tilførselskretsen 23 i Omkoblingsinnretningene som er vist omfatter en trykktransduktor 100 som svarer på trykket i sylinderkretsen 15 og avgir et signal for å aktivisere tilførselsregulerings-ventilen 35. I det gitte eksempel avgir transduktoren 100 et signal når trykket i kretsen 15 når 16,2 MPa, noe som forårsaker tilførselsreguleringsventilen 35 å koble krets 23 fra krets 42 til den annen akkumulatoruttakskrets 52. Med dette opptrer maksimaltrykket på 16,6 MPa fra kretsen 52 i tilførselskretsen 23. Som nevnt foran stiger kontrolltrykket for ventil 26 samtidig til 16,6 MPa pluss tilbakeslagsventilens fjærtrykk og arbeider for å opprettholde det krevede trykkfall over ventilen 26 slik at pumpen 20 fortsetter å pumpe mot et trykk på sylindersiden som er større enn trykket på tilførselssiden.

Av det foregående vil det ses at ved bruken av en tilleggsakkumulator under trykk som inneholder hydraulisk væske ved sprangvise forhøyede starttrykk,vil det tilgjengelige trykk i sylinderkretsen 15 være forhøyet som beskrevet ved bruk av en enke], pumpe av begrenset trykkdifferansekapasitet ved full effekt. Følgelig vil det ved bruk av de ovenfor beskrevne prinsipper kunne utvikles et hydraulisk løftesystem som bruker en enkel pumpe med begrenset trykkdifferensialkapasitet ved maksimal effekt som hurtig tilfører den nødvendige væskestrøm og nødvendige trykk for å løfte en ønsket last. Det bemerkes videre at ved bruk av trykket i.pumpens reservoaråpning til å styre reduksjonsventilen 26 kan tilførselskretsen 23 koblés mellom reservoaret og sprangvis forhøyde trykkakkumulatorer etter behov for å skaffe det ønskede inntakstrykk til pumpen 20 og allikevel forhindre inntakstrykket i å overbelaste pumpen mens den tillater pumpen å arbeide ved full effekt idet den skaffer jevnt og kontinuerlig stigende tilførsels-

trykk til arbeidssylinderen.

Mens akkumulatorene 40 og 50 er beskrevet som tanker som inneholder et bestemt væskevolum under et første trykk som deretter reduseres etterhvert som væsken trekkes ut, er det tydelig at sylindrene 44 og 54 med komprimert gass kan holdes under konstant trykk med vanlige innretninger som hjelpegass-kompressorer (ikke vist). I dette tilfelle vil trykket i akkumulatorene opprettholdes relativt konstant om ønsket. Imidlertid kan pumpen benyttes til å lade akkumulatorene slik som beskrevet nedenfor dersom akkumulatorsystemet benyttes som beskrevet på tegningen. Følgelig , vil det kun være behov for ytterligere gasskompresjon for å gjenvinne trykktap som resultat av lekkasje.

Ved den spesielle utførelse som beskrives, hvor arbeidssylinderen benyttes ved et kompensert lastsystem for å opprettholde en lastkrok som er fiksert i en avstand relativt til en plattform som beveger seg vertikalt, er det viktig at det hydrauliske system er i stand til å tilføre væske til arbeidssylinderen jevnt og hurtig med de nødvendige trykk under løfte-operasjonen. Likeledes er det viktig at det hydrauliske system er i stand til å trekke væske fra sylinderen like hurtig og jevnt for å senke kroken når det påvises en relativ vertikal bevegelse mellom landingsplattformen og bomskiven.

Når pumpen trekker væske fra arbeidssylinderen 1 0/ ligger det fulle trykk i sylinderkretsen 15 på pumpens 20 sylinderåpning via tilbakeslagsventilen 24. Derfor må innretninger benyttes for å opprettholde det hydrauliske væsketrykk i tilførsels-åpningen større enn trykket i høytrykkskretsen 21 for å unngå at væsken i krets 21 overbelaster pumpen. For dette formål er en stillbar reduksjonsventil 66 og tilbakeslagsventilen 64 koblet i parallell til kretsen 23 mellom pumpens 20 tilførselsåpning og tilførselsreguleringsventilen 35. Tilbakeslagsventilen 64 tillater væskestrømning bare fra tilførselsreguleringsventilen til pumpen 20. Således er væskestrømningen uhindret gjennom tilførsels-kretsen 23 når pumpen arbeid.er i løfteoperasjonen. Når pumpen imidlertid reverseres for å trekke væske fra sylinderen, lukkes tilbakeslagsventilen 64 og væske må pumpes over reduksjonsventilen 66. Den stillbare reduksjonsventil 66 styres.av en tilbakeslagsventil 69 og trykket i krets 21. Høytrykkskretsen 21 er forbundet med styreåpningen på reduksjonsventilen 66 via styretrykk-kretsen

68. En tilbakeslagsventil 69 er anordnet i styretrykk-kretsen

68 slik at trykket i krets 21 alltid virker på tilbakeslagsventilen 69. Reduksjonsventilen 66 virker på samme måte som beskrevet ovenfor med hensyn til ventil 26 for å opprettholde trykket i pumpens uttaksside (tilførselsåpning).større enn trykket på inntakssiden (sylinderåpning) når pumpen reverseres for å trekke væske fra sylinderen 10.

Den -ovenfor beskrevne innretning omfatter dermed

en reversibel variabel fortrengningspumpe 20 med en tilførsels-åpning og en sylinderåpning. Sylinderåpningen er forbundet med sylinderen 10 via en krets som omfatter en tilbakeslagsventil 24

i parallell med en stillbar reduksjonsventil 26 som styres av trykket ved pumpens tilførselsåpning. Tilsvarende kan tilførsels-åpningen forbindes med et reservoar via en krets som omfatter en tilbakeslagsventil 64 og en stillbar reduksjonsventil 66 som styres av trykket ved sylinderåpningen. Det skal bemerkes at trykket i kretsen 23 derfor må overstige styretrykket i kretsen 6 8 når pumpen skal trekke væske fra sylinderen. Videre opprettholdes et trykkfall over reduksjonsventilen 66 i en størrelsesorden som er lik styretrykket i krets 68 pluss differansen i trykket i krets 21

og trykket i krets 23 ved tilførselsreguleringsventilen 35, når trykket i krets 21 er større enn trykket i krets 23. Tilsvarende er trykket på pumpens uttaksside^uavhengig av om pumpen tilfører væske til sylinderen 10 eller trekker væske fra sylinderen 10, alltid større enn trykket på pumpens inntaksside.

Det vil bemerkes at når det beskrevne system benyttes i en kompensert lastekran,kan stempelstangen 12 holde en last som senkes ned til en landincrsplat.tf orm som beveges vertikalt i forhold til kranens bomskive. Følgelig må systemet som tilfører hydraulisk væske til sylinderen 10,tilføre væske til og trekke væske fra sylinderen 10 i henhold til signaler som indikerer relativ vertikal bevegelse av landingsplattformen. Når den vertikale avstand mellom bomskiven og landingsplattformen forstørres,trekkes væske fra sylinderen 10 for å holde lastkroken i en konstant avstand fra landingsplattformens nedadgående bevegelse. Motsatt vil, når den vertikale avstand mellom bomskiven og landingsplattformen avtar^hydraulisk væske tilføres sylinderen 10 for å heve lastkroken i forhold til bomskiven. Det vil bemerkes at hele totallasten under disse betingelser holdes av. stempelet 14.

Trykket i sylinderen 10 er naturligvis et resultat

av den last som holdes. For å holde trykket i balanse må kompensa-sjonssystemet tilføre, det samme trykk. Balansetrykket er derfor summen av trykkdifferansen som tilføres av pumpen-og tilførsels-trykket fra reservoaret 22 eller en av akkumulatorene. Det vil imildertid bemerkes at da systemet tilfører og trekker ut væske fra sylinderen 10, vil væske pumpes over pumpen 20 i den retning det er behov for, og som avgjøres av kompensasjonsfølesystemet som styrer pumpen.

Uttrekking av væske fra den hydrauliske sylinder

kan skje mens kretsen 23 er forbundet med uttakskretsen 52 på akkumulator 50, til uttakskretsen 42 på akkumulatoren 40 eller til reservoaret 22. Det trykkdifferensial•som er nødvendig for å pumpe væske til akkumulatoren kan aldri overstige trykkdifferensial-kapasiteten for pumpen ved full effekt da ventilen 35 styres av trykket i sylinderen 10. Trykkreduksjonsventilen 66 som styres av trykket i høytrykkskretsen 21, holder imidlertid alltid trykket på pumpens 20 reservoarside større enn trykket i høytrykkskretsen 21 når pumpen trekker væske fra sylinderen 10. Følgelig kan pumpen 20 arbeide i begge retninger for å tilføre hydraulisk væske til eller trekke hydraulisk væske fra sylinder 10 ved maksimal strøm-ningskapasitet. Imidlertid kan væsketrykket i pumpens inntaksåpning aldri overstige væsketrykket i dens uttaksåpning uavhengig av hvilken retning pumpen arbeider eller den last som holdes av sylinderen.

Ved landing av en last på landingsplattformen vil

det være tydelig at trykket i sylinderen 10 kan gå fra et ekstremt høyt trykk til et ekstremt lavt trykk nesten øyeblikkelig. Dersom dette oppstår mens pumpen arbeider med å trekke væske fra sylinderen 10 for å holde lasten i et fast romlig forhold til landingsplattformen, kan trykket på pumpens uttaksside (i dette tilfelle krets 23) vesentlig overstige pumpens trykkdifferensialkapasitet ved full effekt. Følgelig • vil pumpens evne til å trekke væske fra sylinderen 10 så hurtig som ønsket for å kompensere for relativ vertikale bevegelse, av landingsplattformen og bomskiven svekkes inntil den tid da ventilen 35 slår om for å bryte forbindelsen mellom krets 23 og høytrykkskretsen 52 eller 42 og å forbinde kretsen 23 til lavtrykksreservoaret 22. Det vil forstås at selv om

tilførselsreguleringsventilen 35 er vist på tegningen som en enkel seleksjonsventil^kan reguleringsventilens 35 funksjon i praksis utfylles med et mer komplisert ventilsystem som det måtte være behov for for å beherske strømningsmengdene og trykkene som er involvert. Følgelig vil^ved bruk av idag tilgjengelige ventilsystemer,omkoblingen av krets 23 mellom kretsene 42, 52 og 25 i virkeligheten ikke kunne utføres øyeblikkelig. Derfor vil

på grunn av tidsforsinkelsen ved omkobling av ventil 35^trykket i krets 23 et øyeblikk forbli ved et større trykk enn pumpens 20 trykkdifferanse ved maksimal effekt. Dersom dette oppstår,,vil pumpen 20 ikke være i stand til å trekke væske fra sylinderen 10

så hurtig som beskrevet. For å beskytte mot denne mulighet er et parallellkoblet reduksjonssystem som inneholder en stillbar reduksjonsventil 70 og en krets 23a koblet inn mellom reservoaret 22 og tilførselskretsen 23. Betjeningen av reduksjonsventilen 70 styres enten av et på forhånd fastsatt trykk representert ved en fjær 70a, eller av trykket som oppstår i styrekretsen 71, avhengig av hvilket som er lavest. Styrekretsen 71 kobles selektivt alternativt mellom åpningene 1 og 2 på reguleringsventilen 72. Når styrekretsen 71

er koblet til åpningen 1 på reguleringsventilen 72,er styrekretsen 71 fullstendig blokkert. Derfor er kretsens 71 styretrykk uendelig

effektivt,og reduksjonsventilen 70 kan ikke åpne før trykket i krets 23a overskrider fjærens 70 forspenning. Fjæren 70a forspennes vanligvis for det maksimalt tillatelige trykk i tilførselskretsen 23 og slik ved denne utførelse at reduksjonsventilen 70 opptrer som en overtrykks-reduksjonsventil. Når imidlertid styretrykkretsen

,71 er forbundet med sylinderen 10 via styretrykkretsen 73^vil trykket i sylinder 10 bli styretrykket i reduksjonsventilens 70 . styreåpning. Ved denne anordning kan reduksjonsventilen 70 åpne for å tillate væskestrøm fra krets 23 direkte til reservoar 22 når trykket i krets 23 overskrider trykket i sylinder 10.

Ved. normal drift vil ventil 72 forbindes med servomekanismen som kontrollerer pumpens 20 effekt. Ved denne anordning er krets 71 automatisk koblet til åpning 1 når pumpen pumper væske inn i høytrykkskretsen 21. Likeledes når pumpen er reversert, vil ventil 72 automatisk være reversert slik at trykket som kontrollerer reduksjonsventilen 70 er det trykk som opptrer i sylinderen 10. Ventil 72 kobler inn en krets med bare en meget lav strømningsmengde, hvorfor ventil 72 kan arbeide effektivt øyeblikkelig. Da reduksjonsventil 70 åpner, bare når trykket i krets 23 overskrider det laveste styretrykk dersom pumpen er reversert med en høy belastning på sylinderen 10, vil trykkreduksjonsventilen 70 ikke åpnes.

Skulle imidlertid trykket i sylinder 10 plutselig falle (slik det ville skje når lasten, er landet på landingsplattformen) mens

pumpen 20 trekker væske fra sylinder 10, kan trykkdifferensialet mellom kretsene 21 og 23 bli større enn pumpens trykkdifferensialkapasitet ved full effekt og dermed svekke pumpens evne til å

trekke væske fra sylinderen ved maksimalt krevet hastighet. Hvis trykket imidlertid i sylinderen 10 plutselig faller under trykket

i krets 23-faller likeledes styretrykket som opptrer i krets 71jOg reduksjonsventilen 70 åpner umiddelbart. Tilsvarende vil trykket i krets 23 ledes direkte til lavtrykksreservoaret 22 inntil ventilen 35 kan kobles om for å forbinde krets 23 direkte til krets 25.

Ventil 72 kan være manuell, elektronisk eller hydraulisk betjent etter ønske. Dersom betjeningen av ventil 72 imidlertid er automatisk koblet til retningen av strømning gjennom pumpen 20 må innretninger foreligge for å tilsidesette styringen av ventil 72 og beholde krets 71 forbundet 'til åpning 1 når pumpen 21 benyttes for å lade opp akkumulatorene som beskrevet nedenfor.

Forskjellige andre sikringskretser er- illustrert på tegningen for å beskytte pumpen og kranen, mot overbelastning. F.eks. er det mulig hvor en kran på en faststående eller flytende plattform benyttes for å overføre last til eller fra en flytende plattform slik som en lekter, uforvarende å gripe tak i lastplattformen selv med lastekroken i stedet for den beregnede last. Videre er lasten ofte sveist eller på annen måte festet til lekterens dekk ved transport og festene kan til dels være . mfullstendig fjernet før lastkroken festes til lasten. Når kranen igangsettes for å løfte en anhengt last eller dersom lastkroken uforvarende er kommet i inn-grep med selve lekteren, vil kranen utsettes for lekterens totale ■ vekt. Lekterens vekt vil tydelig være betydelig over kranens løfte-kapasitet og det er ikke uvanlig at det oppstår alvorlig skade på kranen når lastkroken uforvarende er festet til lekteren. For å forhindre skade på kranen ved slike situasjoner har systemet ifølge oppfinnelsen et reduksjonssystem som tillater senkning av kroken i forhold til kranen når lasten på kroken overskrider kranens 3:apasitet.

For å beskytte pumpen og krankonstruksjonen mot slik overbelastning ledes høytrykkskretsen 21 til reservoar, via

kretsen 21a og reduksjonsventilen 102 når reduksjonsventilen 102

. er åpen. Ventil 102 er en stillbar reduksjonsventil som styres

av styretrykket som oppstår i krets 103 eller forspenningen på fjæren 102, avhengig av hva som er lavest. Styrekretsen 103 kan selektivt kobles av seleksjonsventilen 106 mellom en ytterligere

reduksjonsventil 104 og 105 via åpningen 2 og 3 eller å forbinde krets 103 til åpning 1. Ventil 106 er forbundet med ventil 35 slik at styrekretsen 103 er forbundet med ventil 104 når. kretsen 23 er forbundet med krets 25 via ventil 35. Når krets 23 er forbundet med krets 42 via ventil 35 er styrekretsen 103 forbundet med ventil 105. Når krets 23 er forbundet med krets 52 via ventil 35 er styrekrets 103 forbundet til den lukkede åpning 1 på ventil 106.

Reduksjonsventil 104 settes til å åpne når trykket

i krets 103 overskrider en på forhånd valgt verdi slik som pumpens maksimale trykkdifferensial ved maksimal strømning pluss trykket i tilførselsreservoaret 22. Da ventilene 106 og 35 betjenes sammen vil, når pumpen trekker væske fra reservoar 22, reduksjons-, ventil 104 bestemme styretrykket. Derfor vil, dersom belastningen på stempelet 14 overskrider det maksimalt tilgjengelige trykk (pluss et nominelt overbelastningstrykk) det indikeres en overbelastningssituasjon og høytrykkskretsen 21 forbindes med reservoar 22 og tillater dermed stempelet å senkes i forhold til sylinderen mens

kun det, maksimale systemtrykk (pluss det nominelle overbelastningstrykk) opprettholdes på lastkroken. Pumpen og krankonstruksjonen beskyttes dermed mot overbelastning.

På tilsvarende måte settes reduksjonsventil 105 til. å åpne når trykket i styrekrets 103 overskrider en på forhånd bestemt verdi som f.eks. pumpens maksimale trykkdifferanse ved maksimal strømning pluss det maksimale trykk i akkumulatortank 40. Da ventilene 106 og 35 betjenes sammen når pumpen trekker væske . fra akkumulatortank 40 bestemmer reduksjonsventil 105 styretrykket. Derfor, i tilfelle belastningen på stempelet 14 overskrider det maksimalt tilgjengelige systemtrykk (pluss et nominelt overbelastningstrykk) , indikeres en overbelastningssituasjon og høy-trykkskretsen 21 forbindes med reservoar 22. Likeledes settes styrefjæren 102a på ventil 102 til et maksimalt trykk som i det

hele tatt tillates i systemet. Føl<g>eli<g,>da krets 103 er blokkert ved åpning 1 på ventil 6, vil trykket i. krets 103

være effektivt øyeblikkelig og fjærens 102 forspenningstrykk styrer åpningen av reduksjonsventil 102. Fjæren 102a tillater imidlertid ikke reduksjonsventil 102 å åpne før trykket i høytrykkskrets 21 er større enn det maksimalt tillatelige trykk som kan tillates i sylinderen 10.

Om ønsket kan en overbelastningskrets i tillegg innsettes som reagerer overfor hurtige trykkforandringer i sylinderen 10, slik det vil oppstå når en tung last plutselig festes

- til lastkroken. F.eks. kan lastkroken festes til en last som er mindre enn kranens maksimale løftekapasitet ved langsomt løft, men som ville forårsake overbelastningsbetingelser på kranen dersom kranoperatøren forsøkte å løfte lasten hurtig fra en hvilestilling. For å beskytte kranutstyrét og det hydrauliske styringssystem mot slike plutselige trykkspisser forbindes sylinder 10 direkte til tilførselsreservoar 22 via trykkreduksjonsventil 101. Styrefjær 101a settes til et maksimalt tillatt trykk i sylinder 10. Tilsvarende, dersom et plutselig trykk som overskrider det tillatte systemtrykk, tilføres sylinder 10, vil reduksjonsventil 101 kort-varig åpne for å.avlaste sylinderen direkte til tilførselsreservo-aret 22 inntil trykket i sylinderen 10 er redusert til det maksimalt tillatte trykk. På denne måte eliminerer reduksjonsventil 101

plutselige trykkstigninger eller spisser som overskrider det maksimale systemtrykk.

Av det foregående vil det være klart at systemet

i henhold til oppfinnelsen kan benyttes til å tilføre væske til og fjerne væske fra en arbeidssylinder som løfter en last og også å holde lasten i romlig relasjon med hensyn til en landeplattform som beveges vertikalt i forhold til sylinderen. Det skal imidlertid bemerkes at væsken som strømmer fra høytrykkskretsen 21 og sylinderen 10 ved overbelastningsbetingelser, like så vel som væsken fra styretrykkkretsene,returneres til reservoaret 22 uavhengig av ventilens 35 stilling. Følgelig kan væsken i én eller flere av akkumulatorene uttømmes og effektivt overføres til lavtrykksreservoaret 22 i løpet av en gjennomført bruksfase. Som konstruksjonsbetingelse bør lavtrykksreservoaret 22 ha en væske-kapasitet som er tilstrekkelig til å inneholde all den væske som opprinnelig var i akkumulatorene 40 og 50 like så vel som den væske som opprinnelig var i reservoaret 22.

Da væsken som opprinnelig, var i akkumulatorene 40

og 50 kan overføres til lavtrykksreservoaret 22 under systemets arbeide med å overføre en last (eller kan inneholdes i arbeidssylinderen ved slutten av en bruksfase), er det nødvendig at akkumulatorene 40 og 50 opplades før en derpå følgende arbeids-fase. Om ønsket kan et hjelpepumpesystem (ikke vist) benyttes for å overføre væske fra reservoar 22 til akkumulatorene 40 og 50. Da imidlertid pumpen 20 og drivkraftsystemet allerede er til-gjengelig i systemet, kan pumpen 20 benyttes til å gjenopplade akkumulatorene. I tillegg eliminerer bruk av pumpen 20 til gjenoppladning av akkumulatorené behovet for en hjelpepumpe og driv-kraf ttilførsel dertil og utnytter mer effektivt pumpen 20 da pumpen 20 ellers ville være uvirksom under gjenoppladningsoperasjonen.

For overføring av væske fra reservoar 22 til akkumulatorene er en tilførselskrets 123 forbundet mellom reservoarkrets 25 og høytrykkskrets 21. En tilbakeslagsventil 124 er anordnet i tilførselskretsen 123 for å tillate væske å strømme fra reservoaret 22 til krets 21, men forhindrer strømning fra krets 21 til reservoaret 22. Tilsvarende kan pumpe 20 påvirkes til å trekke-væske fra reservoaret 22 gjennom krets 123 og 21 og levere væsken til tilfør-selskrets 23. Som omtalt ovenfor må væske som strømmer fra pumpe 20 gjennom krets 23 pumpes over reduksjonsventil 26 til seleksjonsventil 35.

For gjenoppladning av akkumulatorene innrettes seleksjonsventil 35 til å forbinde krets 23 med krets 42 slik at væske pumpes fra reservoar 22 og returneres til akkumulator 40. Det bør bemerkes at akkumulator 40, når den er fullt ladet, har 12,4 MPa (ved de betingelser som eksempelvis er nevnt foran). Da pumpens 20 maksimale trykkdifferensial ved full effekt bare er 8,3 MPa og et trykkfall på 0,3 MPa oppstår over reduksjonsventil 66, vil pumpen 20 ikke være i stand til fullstendig å gjenopplade akkumulator 40 til dens maksimale trykk ved full effekt. Ved å redusere strømnings-hastigheten gjennom pumpen 20 kan trykkdifferensialet derover økes. Tilsvarende kan, når trykket i akkumulatoren nærmer seg pumpens maksimale trykkdifferensé ved maksimal effekt, pumpen presses til å senke strømningshastigheten og benyttes til å rekomprimere akkumulatoren 40 til et maksimalt trykk ved en redusert strømningshastig-het. For å beskytte pumpen mot overbelastningsbetingelser (slik det ville, oppstå når akkumulator 40 er helt gjenoppladet), ledes krets 42 til lavtrykksreservoar 22 via krets 42a og reduksjonsventil 125. Tilsvarende settes fjæren 125a på reduksjonsventil 125 slik at den tillater reduksjonsventil 125 å åpne når det maksimalt ønskede trykk for akkumulator 40 er oppnådd.

Akkumulator 50 kan gjenopplades på samme måte ved

å legge om ventil 35 til å forbinde krets 23 med krets 52. Tilsvarende vil, når trykket i akkumulator 50 når det maksimalt ønskede, krets 50 forbindes til lavtrykksreservoar 22 via krets 52a og reduksjonsventil 126. Forspenningstrykket på fjæren 126a som

styrer reduksjonsventil 126 settes til det maksimale trykk som ønskes i akkumulatortank 50.

Som det ses må trykket i akkumulator 50 ved gjenoppladning bringes opp til 16,6 MPa. Som nevnt ovenfor kan dette trykk imidlertid oppnås ved å strupe pumpen til en lavere gjennom-strømningshastighet og dermed gi pumpen mulighet til gradvis å .. forhøye trykket i akkumulator 52 til den ønskede verdi. Selv om strømningshastigheten vil bli vesentlig redusert ved gjenoppladningsoperasjonen utføres gjenoppladningen mellom arbeidsfaser som det kompenserte heisesystem slik at bruk av kranen som systemet er benyttet i, ikke vil forstyrres. I de fleste tilfeller kan en fullstendig gjenoppladning gjennomføres i løpet av tiden mellom fjerning av en last fra lastkroken og frem til ny anbringelse av lastkroken over den neste last som skal transporteres.

Som nevnt ovenfor krever de fleste reversible variable fortrengnings-hydraulikkpumper et bestemt inntakstrykk i inntaksåpningen. I henhold hertil er rommet over væsken i reservoar 22 i begynnelsen komprimert med en komprimert gass som f.eks. nitrogen, helium eller luft, avhengig av den hydrauliske væske som benyttes. Da volumet for den hydrauliske væske i reservoaret varierer, vil trykket i reservoaret variere. Som vist på tegningen står rommet over den hydrauliske væske i reservoar 22 i forbindelse med rommet over stempelet 14 i sylinder 10 via krets 110. Dermed vil økningen i gassvolum i reservoar 22 være i hovedsak identisk med forminskelsen av volum ovér stempelet når hydraulisk væske trekkes fra reservoar 22 og pumpes til sylinder 10.

På denne måte reagerer stempelet 14 effektivt for å opprettholde

et relativt konstant trykk i reservoaret 22.

Som nevnt ovenfor kan væske trekkes fra akkumulatorene 40 og 50 under stempelets operasjonsfaser, ved høye laster og returnere til reservoar 2 2 gjennom returkretser e.l. På samme måte vil gassrommet over væsken i reservoar 22 forminskes uten en tilsvarende økning i rom i sylinder 10 og dermed forårsake en forøkning av gasstrykket i reservoar 22. Reservoaret 22 kan ut-formes med tilstrekkelig volum slik at forøkningen i gasstrykk

vil være relativt liten. Alternativt kan reservoar 22 utstyres med en trykkreduksjonsventil og innretninger for å erstatte den tapte gass når dette kreves.

Det er klart for fagfolk at en reversibel variabel fortrengningspumpe slik som pumpe 20 kan drives av enhver hensikts-messig drivinnretning og at styringen av strømningshastigheten fra pumpen kan utføres av konvensjonelle servomekanismer. Selv om dette ikke er spesielt vist på tegningen, vil det også være klart at forskjellige føleinnretninger kan kobles til servomekanismen for pumpestyringen for at pumpen skal operere som ønsket for enhver Ønsket bruk. F.eks. må føleren registrere relativ vertikal bevegelse mellom bomskiven og landingsplattformen og overføre slik informasjon til signaler som nøyaktig kan styre pumpen for å få styringssystemet ifølge oppfinnelsen til å virke som en løfte-kompensator. Forskjellige følere og overføringsmekanismer er tilgjengelige og kan omfatte . laser eller radar avstandsinnret-ninger, akselerometre eller andre elektroniske, mekaniske eller optiske systemer.

Ved den spesielle utførelse av oppfinnelsen som er beskrevet er en transduktor 100 vist som et eksempel for hensiktsmessige innretninger for å gi et signal for styring av tilførsels-reguleringsventilen 35. Konvensjonelle elektriske systemer som faseforskyvninger, releer etc. for omformning av transduktor-signalet til å styre ventilen 35 er utelatt for å gjøre tegningen tydeligere. Det er klart at andre innretninger slik som hydrauliske, pneumatiske eller elektroniske systemer kan benyttes for å utføre de ønskede betjeninger av styreventilene. Tilsvarende er det klart for fagfolk at oppfinnelsens prinsipper kan benyttes i andre innretninger og benytte andre ventilstyringssystemer selv om oppfinnelsen er beskrevet med spesiell referanse til en bevegel-seskompensert kran som benytter elektrisk styring av ventilene.

Claims (29)

1. <1> • Innretning for styring av væskestrømningen til og fra en arbeidssylinder, karakterisert ved at den omfatter en reversibel pumpe (20) for selektiv alternativ leveranse av væske i selektivt variable mengder mellem en første åpning og en annen åpning, en første rørledning som er innrettet til å forbinde pumpens første åpning med arbeidssylinderen, en annen rørledning som er innrettet til å forbinde et væskereservoar med pumpens annen åpning, en første styreinnretning i den første rørledning, innrettet til å tillate ubegrense,t væskestrømning fra arbeidssylinderen til den første åpning^nen å holde trykket i den første rørledning mellom den første åpning og den første styreinnretning større enn trykket ved den annen åpning når pumpen drives for å levere væske fra den annen åpning til den første åpning, og en annen styreinnretning i den annen rørledning,

   innrettet til å tillate ubegrenset væskestrømning fra væskereservoaret til deb n annen åpning,men å holde trykket i den annen rørledning mellom den annen åpning og den annen styreinnretning større enn trykket ved den første åpning når pumpen drives for å levere væske fra den første åpning til den annen åpning.
2. 2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den første styreinnretning omfatter en tilbakeslagsventil og en stillbar reduksjonsventil som styres av trykket i den annen åpning, og som er koblet parallelt i den første

   rørledning, idet trykket i den første åpning, ved bruk, holdes på en høyere verdi enn trykket i den annen åpning når pumpen leverer væske fra den annen åpning til den første åpning.
3. 3. Innretning ifølge krav Veller 2, karakterisert ved at den annen styreinnretning omfatter en tilbakeslagsventil og en stillbar reduksjonsventil som styres av 'trykket i den første åpning, og som er koblet parallelt i' den annen rørledning, idet trykket i den annen åpning, ved bruk, holdes høyere enn trykket i den første åpning når pumpen leverer væske fra den første åpning til den annen åpning.
4. 4. Innretning ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at den omfatter et antall væskereservoarer som selektivt kan forbindes med den annen rørledning, idet hvert væskereservoar inneholder væske under trykk.
5. 5. Innretning ifølge krav 4, karakterisert ved at antallet av væskereservoarer omfatter i det minste et første reservoar og et annet reservoar, og at trykket i det annet reservoar er vesentlig høyere enn trykket i det første reservoar.
6. 6. Innretning ifølge krav 5, karakterisert ved at den omfatter ventilvalginnretninger for selektivt alternativt å forbinde reservoarene med den annen rørledning.
7. 7. Innretning ifølge krav 6, karakterisert ved at den omfatter innretninger for å bestemme^ æsketrykket i arbeidssylinderen og å avgi et signal ved på forhånd fastlagte trykk, samt innretninger som på grunnlag av dette signal styrer ventilvalginnretningene og er slik innrettet at de selektivt forbinder det første reservoar eller det annet reservoar med den annen rørledning ved på forhånd ' fastlagte trykk i arbeidssylinderen.
8. 8. Innretning ifølge krav 6, karakterisert ved at den omfatter innretninger som på grunnlag av væsketrykket

   i arbeidssylinderen selektivt forbinder et hvilket som helst av

   i reservoarene med den annen rørledning.
9. 9. Innretning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter å begrense det maksimale trykk som kan opprettholdes i arbeidssylinderen.
10. 10. Innretning ifølge krav 9, karakterisert ved.at innretningen for begrensning av det maksimale trykk som kan opprettholdes i arbeidssylinderen omfatteren trykkreduksjons- .

    ventilinnretning som tillater væske å strømme fra sylinderen

    når væsketrykket i sylinderen overskrider en på forhånd fastlagt verdi.
11. 11.. Hydraulisk reduksjonskretsinnretning for å begrense trykket i tilførselsåpningen for en reversibel,-variabel fortrengningspumpe som er innrettet for selektiv alternativ væskeleveranse mellom en tilførselsåpning og en sylinderåpning, karakterisert ved at den omfatter en rørledning som er koblet meldor tilførselsåpningen og et væskereservoar, og en véntilinnretning som styrer væskestrømningen gjennom rørledningen og er innrettet til å tillate væskestrømning gjennom rørledningen bare når trykket i tilførselsåpningen overskrider det laveste av

    to på forhånd fastlagte trykk.
12. 12. Hydraulisk reduksjonskretsinnretning.ifølge krav 11, karakterisert ved at ventilinnretningen omfatter en stillbar reduksjonsventil som åpner for å tillate væske-strømning gjennom den bare når trykket i tilførselsåpningen overskrider det laveste av to trykk, idet det første av de to trykk trykk er et på forhånd fastlagt, maksimalt tillatelig trykk i tilførselsåpningen, og det annet av de to trykk er trykket i den stillbare reduksjonsventils styreåpning.
13. " "13. Hydraulisk reduksjonskretsinnretning ifølge krav 12, karakterisert ved at den omfatter en styre-ventilinnretning for selektiv alternativ lukking av styreåpningen fra trykket i pumpens sylinderåpning.
14. 14. Hydraulisk reduksjonskretsinnretning ifølge krav 12, karakterisert '' ved at den omfatter eri styreinnretning for styreventilinnretningen som benyttes for å lukke styreåpningen når pumpen leverer væske fra tilførselsåpningen til sylinderåpningen og å utsette styreåpningen for trykket i sylinderåpningen når pumpen leverer væske fra sylinderåpningen til tilførselsåpningen.
15. 15. Hydraulisk kretsinnretning, karakteriser, t ved at den omfatter en hydraulisk pumpe for leveranse av væske fra en tilførselsåpning til en sylinderåpning, en arbeidssylinder, en første rørledning som forbinder sylinderåpningen med arbeidssylinderen, et væskereservoar, en annen rørledning som forbinder sylinderåpningen med reservoaret, og ventilinnretninger som styrer væskestrømningen gjennom den annen rørledning og omfatter en stillbar reduksjonsventil og en ventilvelger for selektivt å forbinde den stillbare reduksjonsventils styreåpning med et antall utløp, og trykkstyréinnretninger som er koblet til' hvert

    utløp.
16. 16. Hydraulisk styreinnretning ifølge krav 15, karakterisert ved at ett av utløpene er lukket og ett av utløpene er forbundet med en reduksjonsventil.
17. 17. Overtrykk-kretsinnretning for et hydraulisk system med en pumpe som har en tilførselsåpning og en sylinderåpning,

    en første rørledning som forbinder sylinderåpningen med en arbeidssylinder, en annen rø rledning som forbinder tilførsels-

    åpningen med en styreventil for tilførsel og i det minste et første og et annet væskereservoar som kan forbindes med den

    annen rørledning via styreventilen for tilførsel, idet det første reservoar inneholder væske med et første trykk og det annet

    reservoar inneholder væske med et annet trykk som er vesentlig høyere enn det første trykk, karakterisert ved at overtrykkretsen omfatter en reduksjonsrørledning som forbinder den første rørledning med det første reservoar, en stillbar reduksjonsventil som styrer væskestrømningen gjennom reduksjons-rørledningen og tillater væskestrømning gjennom denne bare når trykket i den første rørledning overskrider det laveste av det første og det annet styretrykk, idet det første styretrykk er

    det trykk som oppstår i styreåpningen og det annet trykk er et fastsatt rørtrykk, en styreledning som forbinder styreåpningen for den stillbare reduksjonsventil med innløpet og i det minste det første og det annet utløp, én-innretn ina . for å forhindre væskestrømning gjennom det første utløp, og én trykkreduksjons-ventilinnretning som tillater væskestrømning gjennom det annet utløp bare når trykket i styreledningen overskrider et

    på forhånd bestemt rørtrykk som er lavere enn det fastsatte rørtrykk.
18. 18. Overtrykk-kretsinnretning ifølge krav 17, karakterisert ved at den omfatter innretninger for å aktivere velgeryentilen for å forbinde styreledningen med det første ut-løp når det annet reservoar er forbundet med tilførselsåpningen og for å forbinde styreledningen med det annet utløp når det første reservoar er forbundet med tilførselsåpningen.
19. 19. Fremgangsmåte ved styring av væsketrømningen mellom et væskereservoar og en arbeidssylinder over en reversibel pumpe som selektivt alternativt leverer væske mellom en første åpning som er forbundet med arbeidssylinderen og en annen åpning som er forbundet med et første væskereservoar, karakterisert ved at den omfatter å tillate ubegrenset væskestrømning ' fra arbeidssylinderen til den første åpning, men å holde trykket i den første åpning større enn trykket i den annen åpning når pumpen drives for å levere væske fra den annen åpning til den første åpning, og å tillate ubegrenset væskestrømning fra væskereservoaret til den annen åpning,men å holde trykket i den annen åpning større enn trykket i den første åpning når pumpen drives for å levere væske fra den første åpning til den annen åpning.
20. 20. Fremgangsmåte ifølge krav 19,

    hvor væskestrømmen fra den første åpning til arbeidssylinderen styres ved hjelp av en første stillbar reduksjonsventil og væskestrømmen fra den annen åpning til væskereservoaret styres av en annen innstillbar ventil, karakterisert ved at den omfatter å styre innstillingen av den stillbare reduksjonsventil med trykket i den annen åpning, og å styre innstillingen av den annen stillbare reduksjonsventil med trykket i den første åpning.
21. 21. Fremgangsmåte ifølge krav 19 eller 20, karakterisert ved at den omfatter selektivt alternativt å erstatte det første væskereservoar med et annet væskereservoar, idet det annet væskereservoar inneholder væske med et høyere trykk enn det første væskereseryoar.
22. 22. Fremgangsmåte ifølge krav 21, karakterisert ved at den omfatter å avlese væsketrykket i arbeidssylinderen og å avgi et signal ved et på forhånd fastlagt trykk, og å erstatte det første væskereservoar med det annet væskereservoar ved det på forhånd fastlagte trykk.
23. 23. Fremgangsmåte for å begrense trykket på tilførsels-åpningssiden av en reversibel variabel fortrengningspumpe som er innrettet til selektivt alternativt å levere væske mellom en tilførselsåpning og en sylinderåpning, karakterisert ved at den omfatter å forbinde en rørledning mellom tilførselsåpningen og et væskereservoar, og å styre væskestrømmen gjennom rør-

    ledningen med en ventilinnretning som er innrettet til å tillate væskestrømning fra tilførselsåpningen til reservoaret gjennom rørledningen bare når trykket i tilførselsåpningen overskrider det laveste av to på forhånd fastlagte trykk.
24. 24. Fremgangsmåte ifølge krav 23, karakterisert ved at ventilinnretningen omfatter en stillbar reduksjonsventil som åpner for å tillate væskestrømning derigjennom bare når trykket i tilførselsåpningen overskrider det laveste av to trykk, idet det første av de to trykk er et på forhånd fastlagt maksimalt tillatelig trykk i tilførselsåpningen og det annet av de to trykk er trykket i styreåpningen for den stillbare

    reduksjonsventil.
25. 25. Fremgangsmåte ifølge krav 24, karakter i-s e" r t ved at den omfatter selektiv alternativ lukking av styreåpningen og tilføring av trykket i pumpens sylinderåpning til styreåpningen.
26. 26. Fremgangsmåte ifølge krav 25, karakterisert ved at den omfatter å lukke styreåpningen når pumpen leverer væske fra tilførselsåpningen til sylinderåpningen, og å tilkoble trykket i sylinderåpningen til styreåpningen når pumpen leverer væske fra sylinderåpningen til tilførselsåpningen.
27. 27. Fremgangsmåte for begrensning av væsketrykk mellom en pumpe og en arbeidssylinder i et hydraulisk system som omfatter en pumpe med en tilførselsåpning og en sylinderåpning, en første rørledning som forbinder sylinderåpningen med en arbeidssylinder og en annen rørledning'som forbinder tilfø rselsåpningen med en tilførsels-styreventil, og i det minste første og andre væskereservoarer som kan forbindes med den annen rørledning via tilførsels-styreventilen, idet det første reservoar inneholder Væske med et første trykk og det annet reservoar inneholder væske med et annet trykk som er vesentlig større enn det første trykk,

    karakterisert ved at den omfatter å forbinde en, reduksjonsrørledning mellom den første rørledning

    og det første reservoar, å styre væskestrømningen gjennom reduksjonsrørledningen med én stillbar reduksjonsventil for å tillate væskestrømning derigjennom bare når trykket i den første rørledning overskrider det laveste av første og andre styretrykk, idet det første styretrykk er det trykk som hersker i den stillbare reduksjonsventils styreåpning, og det annet trykk er et på forhånd fastlagt rørtrykk, og å forbinde den stillbare reduksjonsventils styreåpning med innløpet for en velgerventil som har ett innløp og i det minste første og andre utløp.
28. 28.F remgangsmåte ifølge krav 27, karakterisert ved at den omfatter å aktivere velgerventilen for å forbinde styreledningen med det første utløp når det annet reservoar er forbundet med tilførselsåpningen, og å forbinde styre ledningen med det annet utløp når det første reservoar er forbundet med tilførselsåpningen.
29. 29. Hydraulisk system, karakterisert ved at det omfatter en reversibel pumpe for selektivt å levere væske

    fra en første åpning til en annen åpning eller omvendt, med en selektivt variabel mengde, en første rørledning som forbinder pumpens første åpning med en arbeidssylinder, en annen rør-ledning som er forbundet med pumpens annen åpning, i det minste to reservoarer som inneholder væske med forskjellige trykk og en velgerventil for selektivt å forbinde den annen rørledning med ett av reservoarene, idet den første rørledning omfatter en første styreinnretning som opprettholder trykket mellom denne og den første åpning større enn trykket i den annen åpning når pumpen leverer væske fra den annen åpning til den første åpning,

    og den annen rørledning omfatter en annen styreinnretning som opprettholder trykket mellom denne og den annen åpning større enn trykket i den første.åpning når pumpen leverer væske fra den første åpning til den annen åpning.