PL151106B2 - Układ hydrauliczny urządzenia do badania uszczelnień, zwłaszcza uszczelnień siłowników hydraulicznych - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA ^OPIS PATENTOWY 151 106

POLSKA PATENTU TYMCZASOWEGO

URZĄD

PATENTOWY

RP

Patent tymczasowy dodatkowy do patentu nr---—

Zgłoszono: 88 04 15 (P. 271879)

Pierwszeństwo Zgłoszenie ogłoszono: 88 12 22

Opis patentowy opublikowano: 1990 12 31

Int. Cl.⁵ F15B 19/00 G01M 10/00

Twórca wynalazku: Jan Sadło

Uprawniony z patentu tymczasowego: Akademia Rolnicza, Wrocław (Polska)

Układ hydrauliczny urządzenia do badania uszczelnień, zwłaszcza uszczelnień siłowników hydraulicznych

Przedmiotem wynalazku jest układ hydrauliczny urządzenia do badania uszczelnień, zwłaszcza uszczelnień siłowników hydralicznych.

Znany jest układ hydrauliczny stanowiska do badania cylindrów hydraulicznych (PN-72) M-73202, w którym czynnik roboczy (olej), oczyszczony w filtrze, podawany jest pompą, poprzez rozdzielacz do komory roboczej badanego cylindra (siłownika) hydraulicznego. Do przewodu wysokiego ciśnienia przyłączony jest zawór bezpieczeństwa. Osprzęt tego układu stanowią manometry, termometry, przypływomierze itp. Kierunek ruchu tłoka badanego siłownika uzależniony jest od pozycji przesterowywanego rozdzielacza. Podstawową wadą tego układu jest jego duża energochłonność.

Znany jest też układ hydrauliczny stanowiska do badań uszczelnień wysokociśnieniowych siłowników hydraulicznych, który opisany jest w opisie patentowym polskim nr 145958. Układ ten składa się z dwóch części: niskociśnieniowej i wysokociśnieniowej. Część niskociśnieniowa zawiera: trójsekcyjną niskociśnieniową pompę zasilającą wraz z osprzętem, rozdzielacze w układzie zasilania i napędu, zawory dławiące regulowane i komory niskociśnieniowe multiplikatorów. Natomiast część wysokociśnieniowa zawiera: dwa badane wysokociśnieniowe siłowniki hydrauliczne i komory wysokociśnieniowe multiplikatorów ciśnienia. Każdy z multiplikatorów jest połączony równolegle z dwiema komorami roboczymi siłowników, jeden - z komorami tłokowymi, drugi - z komorami tłoczyskowymi. Komory niskociśnieniowe wspomnianych multiplikatorów są zasilane pierwszą sekcją pompy niskociśnieniowej poprzez rozdzielacz trójpołożeniowy. Przewody wysokociśnieniowe zasilające badane siłowniki są połączone poprzez zawory zwrotne również z częścią niskociśnieniową układu, w której znajduje się druga sekcja pompy niskociśnieniowej oraz zawory dławiące regulowane i zawór przelewowy. Tłoczyska badanych siłowników są ze sobą połączone, a ich ruch jest wymuszony dodatkowym siłownikiem hydraulicznym zasilanym trzecią sekcją pompy niskociśnieniowej. W obwodzie tej pompy znajdują się inne zawory: rozdzielczy i przelewowy oraz dławiące.

Układ ten działa w ten sposób, że do komór tłokowych lub tłoczyskowych badanych siłowników doprowadzane jest ciśnienie z multiplikatorów zasilanych przemiennie, poprzez roz2

151 106 dzielacz trójpołożeniowy, pierwszą sekcją pompy niskociśnieniowej. Jednocześnie wymuszany jest ruch tłoków badanych siłowników przez zastosowany siłownik pomocniczy obsługiwany trzecią sekcją pompy współpracującej z innym rozdzielaczem trójpołożeniowym. Ubytki w oleju w gałęziach wysokociśnieniowych, łącznie z komorami wysokociśnieniowymi multiplikatorów, uzupełniane są przez drugą sekcję pompy. Olej z tej pompy tłoczony jest przez jeden z zaworów dławiących i jeden z zaworów zwrotnych do tej części układu wysokociśnieniowego, w której wartość ciśnienia jest aktualnie niska (bliska zeru). W tym czasie tłok nie obciążonego multiplikatora wraca do pozycji wyjściowej, a olej z jego niskociśnieniowej komory wypływa do zbiornika.

Wadą tego układu jest to, że nie ma wymiany oleju w komorach tłokowych i tłoczyskowych siłowników. W związku z tym nie ma też możliwości regulacji temperatury tego oleju oraz jego oczyszczania. Następną wadą powyższego układu jest konieczność stosowania dodatkowego siłownika do wymuszenia ruchu tłoków badanych siłowników. Mogą występować przy tym siły zginające tłoczyska badanych siłowników, zmieniając w ten sposób warunki badań. Ponadto dwie pierwsze sekcje pompy ciągle tłoczą olej przez zawory przelewowe, przez co występują zbędne straty energii.

Istotą układu według wynalazku jest to, że występuje w nim zjawisko mocy krążącej, przekazywanej z pompy hydraulicznej do silnika hydraulicznego na drodze hydraulicznej, a z silnika hydraulicznego do pompy hydraulicznej - na drodze mechanicznej.Możliwe jest to dzięki temu, że wały napędowe pompy hydraulicznej oraz silnika hydraulicznego są ze sobą połączone prży jednoczesnym, hydraulicznym sprzężeniu ze sobą gałęzi wysokociśnieniowych tych jednostek. Sprzężenie to jest bezpośrednie w przypadku położenia neutralnego zaworu rozdzielczego trójpołożeniowego, do którego z jednej strony są przyłączone przewody ciśnieniowe pompy hydraulicznej i silnika hydraulicznego, a z drugiej - przewody łączące badane siłowniki lub poślednie - przy skrajnych położeniach zaworu rozdzielczego trójpołożeniowego. W tym przypadku przewód ciśnieniowy pompy hydraulicznej przemiennie połączony jest, poprzez zawór rozdzielczy trójpołożeniowy, z komorą tłokową siłownika I i tłoczyskową siłownika II lub komorą tłoczyskową siłownika I i tłokową siłownika II. W tym czasie silnik hydrauliczny jest połączony przewodem ciśnieniowym silnika, poprzez ten sam zawór rozdzielczy trójpołożeniowy również przemiennie i jednocześnie, z tymi komorami siłowników I i II, które są odłączone od pompy hydraulicznej.Do przewodu ciśnieniowego pompy jest przyłączony przewód ciśnieniowy z zaworem przelewowym, przez który stale płynie strumień cieczy roboczej będący różnicą wydajności pompy hydraulicznej i chłonności silnika hydraulicznego. Nastawa tego zaworu decyduje o wartości ciśnienia cieczy w układzie, a tym samym wpływa na wartość strumienia mocy hydraulicznej, zależnego również od wydajności pompy hydraulicznej.

Do przewodu ciśnieniowego silnika jest przyłączony przewód bocznikowy z zaworem rozdzielczym dwupołożeniowym i równolegle włączonym do niego zaworem zwrotnym. Dwupołożeniowy zawór rozdzielczy umożliwia obniżenie ciśnienia panującego w układzie do wartości bliskiej zeru (bez zmiany regulacji pompy hydraulicznej i silnika hydraulicznego), natomiast przez zawór zwrotny uzupełniana jest ciecz robocza podczas regulacji układu wówczas, gdy chłonność silnikai hydraulicznego jest większa niż wydajność pompy hydraulicznej.

W tłokach i tłoczyskach siłowników wykonane są kanaliki odprowadzające przecieki oleju na zewnątrz. Dzięki temu uszczelnienia tłoków są zawsze obciążone różnicą ciśnień, równą co do wartości ciśnieniu panującemu w komorach siłownika.

Strumień mocy hydraulicznej jest odzyskiwany w silniku hydraulicznym, w którym zamieniany on jest na moc mechaniczną. Moc ta odbierana jest z silnika hydraulicznego przez pompę hydrauliczną. Silnik napędowy służy do uzupełniania nieuniknionych strat w obwodzie wysokociśnieniowym związanych z tarciem i oporami przepływu cieczy oraz straty mocy powstających w zaworze przelewowym.

Główną zaletą układu według wynalazku jest jego energochłonność, która sięga 90% wartości strumienia przenoszonej mocy oraz możliwość prowadzenia przyspieszonych badań uszczelnień zwłaszcza uszczelnień siłowników hydraulicznych. Warunki pracy badanych uszczelnień są takie same, jakie występują przy normalnej eksploatacji. Występuje tutaj ciągła wymiana oleju, a co za tym idzie, możliwość jego oczyszczania i regulacji temperatury. Pozwala to również na symulowanie granicznych warunków badań.

Wynalazek zostanie bliżej objaśniony na przykładzie wykonania przedstawionym na rysunku, który jest schematem ideowym układu hydraulicznego, służącego do badania uszczelnień siłowników hydraulicznych.

Głównym zespołem układu według wynalazku jest zespół napędowy, w skład którego wchodzi pompa hydrauliczna 15 i silnik hydrauliczny 17, których wałki napędowe sprzężone są ze sobą i ż wałem napędowym silnika elektrycznego 16. Na przewodzie ssącym pompy zainstalowany jest filtr ssący 13. Tłoczony przez pompę hydrauliczną 15 olej może - w zależności od ustawienia zaworu rozdzielczego trójpołożeniowego 6 przepływać przemiennie (przy skrajnych położeniach wspomnianego zaworu 6) albo do komory tłokowej 1 siłownika I i tłoczyskowej 5 siłownika II, któiych tłoczyska 4 są ze sobą połączone albo do komory tłokowej 1 siłownika II i tłoczyskowej 5 siłownika I lub bezpośrednio (przy neutralnym położeniu tegoż zaworu 6) do silnika hydraulicznego 17, skąd poprzez filtr dokładnego czyszczenia 12, wypływa do zbiornika 11. W czasie gdy pompa hydrauliczna 15 zasila jedną z par komór roboczych siłowników (przy skrajnych położeniach zaworu rozdzielczego trójpołożeniowego 6), druga z tych par połączona jest z silnikiem hydraulicznym 17, przez co możliwy jest wypływ oleju z tych komór, przez silnik hydrauliczny 17, do zbiornika 11.

Do przewodu ciśnieniowego pompy 19 jest przyłączony przewód ciśnieniowy 18 z wmontowanym weń zaworem przelewowym 14. Przewodem tym płynie nadmiar strumienia cieczy, będący różnicą wydajności pompy hydraulicznej 15 i chłonności silnika hydraulicznego 17. O wartości ciśnienia w układzie decyduje nastawa zaworu przelewowego 14. Do przewodu ciśnieniowego silnika 7 jest przyłączony przewód bocznikowy 8 z zaworem rozdzielczym dwupołożeniowym 9 i równolegle włączonym do niego zaworem zwrotnym 10. Dwupołożeniowy zawór rozdzielczy 9 umożliwia obniżenie ciśnienia panującego układzie do wartości bliskiej zeru (bez zmiany regulacji pompy hydraulicznej 15 i silnika hydraulicznego 17). Uzyskuje się przez to możliwość wykonania różnych czynności np. połączenia ze sobą tłoczysk 4. Przez zawór zwrotny 10 uzupełniana jest ciecz robocza podczas regulacji układu wówczas, gdy chłonność silnika hydraulicznego 17 jest większa niż wydajność pompy hydraulicznej 15.

W tłokach 2 i tłoczyskach 4 siłowników I i II wykonane są kanaliki 3 odprowadzające przecieki oleju na zewnątrz. Dzięki temu badane uszczelnienia zainstalowane na tłokach 2 w czasie pracy obciążone są ciągle pełnym ciśnieniem roboczym.

Połączenie ze sobą wspólnym wałem napędowym pompy hydraulicznej 15 i silnika hydraulicznego 17 powoduje przekazywanie pompie hydraulicznej 15 energii odzyskanej ze strumienia czynnika roboczego przez silnik hydrauliczny 17. Energia ta zamieniana jest z powrotem na energię strumienia cieczy w pompie hydraulicznej 15. Dzięki temu powstaje w układzie zjawisko mocy krążącej, przez co układ ten jest energooszczędny.

Silnik elektryczny 16 służy tylko do uzupełniania nieuniknionych strat energetycznych wynikających z tarcia i oporów przepływu cieczy oraz do uzupełniania strat mocy powstających w zaworze przelewowym 14.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ hydrauliczny urządzenia do badania uszczelnień, zwłaszcza uszczelnień siłowników hydraulicznych, w którym tłoczyska badanych siłowników są ze sobą sprzęgnięte, a tłoki obciążone są ciśnieniem czynnika roboczego, którego nośnikiem jest strumień cieczy podawany przemiennie do komór roboczych siłowników, wytworzonym w układzie zasilającym zawierającym pompę hydrauliczną napędzaną silnikiem, zawory rozdzielcze, zwrotny i przelewowy oraz filtry .znamienny tym, że pompa hydrauliczn (15), której wał napędowy jest sprzęgnięty z wałem napędowym silnika hydraulicznego (17) i z wałem napędowym silnika napędowego(16), połączona jest przewodem ciśnieniowym pompy (19) poprzez zawór rozdzielczy trójpołożeniowy (6), przemiennie i jednocześnie albo z komorą tłokową (1) siłownika (I) i tłoczyskową (5) siłownika (II) albo z komorą tłokową (1) siłownika (II) i tłoczyskową (5) siłownika (I), a silnik hydrauliczny (17) jest w tym czasie

   151 106 połączony przewodem ciśnieniowym silnika (7) również przez zawór rozdzielczy trójpołożeniowy (6) i także przemiennie i jednocześnie, z tymi komorami siłowników (I, II), które są odłączone od pompy hydraulicznej (15), przy czym do przewodu ciśnieniowego pompy (19) jest przyłączony przewód ciśnieniowy (18) z wmontowanym weń zaworem przelewowym (14), a do przewodu ciśnieniowego silnika (7) jest przyłączony przewód bocznikowy (8) z zaworem rozdzielczym dwupołożeniowym (9) i równolegle włączonym do niego zaworem zwrotnym (10), a ponadto w tłokach (2) i tłoczyskach (4) badanych siłowników (I, II) wykonane są kanaliki (3) odprowadzające przecieki oleju na zewnątrz. . \

   12 3 5 4 5 3 2 1

   Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz.

   Cena 1500 zł