PL167295B1 - Zawór hydrauliczny - Google Patents

Abstract

1. Zawór hydrauliczny z obudową i tłokiem zaworu, wyposażony w przyłącze pompy, przyłącze użytkowe, przyłącze powrotne oraz zawór sterujący, w którym tłok zaworu osadzony jest w szczelnym gnieździe obudowy, a w obszarach obydwu stron czołowych tłoka znajdują się, utworzone w obudowie, komory ciśnieniowe, z których pierwsza połączonajest z przyłączem pompy, a druga z zaworem sterującym, przy czym tłok zaworu ma osiowy otwór przelotowy, w którym usytuowanyjest element dławiący, a zawórsterującyjest umieszczony na przewodzie połączonym z przyłączem powrotnym, znamienny tym, że zawór ma postać zaworu suwakowego, przy czym w szczelnym gnieździe obudowy zaworu znajduje się pierścień uszczelniający (31), umieszczony w rowku obudowy współpracującyz wyznaczonym odcinkiem tłoka zaworu (14), przy czym tłok (14) ma obwodową szczelinę (30) połączoną, za pomocą otworów wzdłużnych (29), z pierwszą komorą ciśnieniową (44), usytuowaną po stronie czołowej tłoka (14), zwróconej w stronęprzyłączapompy (P), która to szczelina (30), w położeniu zbliżenia strony czołowej tłoka (14) do przyłącza pompy (P), znajduje się przed pierścieniemuszczelniającym (31), a wpołożeniu oddalenia strony czołowej tłoka (14) od przyłącza pompy (P), znajduje się za pierścieniem uszczelniającym (31), przy czym za gniazdem z pierścieniem uszczelniającym (31), w obudowie zaworu usytuowana jest pierwsza, otaczająca tłok (14), komora pierścieniowa (15), połączona z przyłączem użytkowym (A), a za tą komorą pierścieniową (15) znajduje się dodatkowe szczelne gniazdo dla tłoka (14), oddzielające pierścieniową komorę (15) obudowy połączoną z przewodem użytkowym (A) od następnej pierścieniowej komory (20) obudowy, połączonej z przewodempowrotnym (R), przy czym tłok zaworu (14) ma na odcinku współpracującym z dodatkowym gniazdem, w położeniu oddalenia od przyłącza pompy (P), r

Description

Przedmiotem wynalazku jest zawór hydrauliczny z obudową i tłokiem zaworu, wyposażony w przyłącze pompy, przyłącze użytkowe, przyłącze powrotne i zawór sterujący. Tłok zaworu osadzony jest w szczelnym gnieździe obudowy, a w obszarach obydwu stron czołowych tłoka znajdują się, utworzone w obudowie, komory ciśnieniowe, z których pierwsza połączona jest z przyłączem pompy, a druga z zaworem sterującym, przy czym tłok zaworu ma osiowy otwór przelotowy, w którym usytuowany jest element dławiący, a zawór sterujący jest umieszczony na przewodzie połączonym z przyłączem powrotnym.

Zawór powyższego rodzaju jest znany na przykład z opisu patentu europejskiego nr 0 241 880. Rozwiązanie to próbuje rozwiązać problem przedostawania się przeciekającej cieczy do przewodu użytkowego i jej wypływania u użytkownika. Konstrukcja tego rozwiązania jest jednak stosunkowo skomplikowana.

Natomiast zawór hydrauliczny, w którym zawór sterujący umieszczony jest na przewodzie połączonym z przyłączem powrotnym znany jest z opisu patentu niemieckiego nr 35 37 760. Jednak parametry tego zaworu nie są zadawalające.

Wynalazek ma za zadanie opracowanie zaworu hydraulicznego, w którym wyeliminowane będą maksymalnie wycieki, przy użyciu prostych środków.

W rozwiązaniu według wynalazku zawór hydrauliczny ma postać zaworu suwakowego, przy czym w szczelnym gnieździe obudowy zaworu znajduje się pierścień uszczelniający umieszczony w rowku obudowy, współpracujący z wyznaczonym odcinkiem tłoka zaworu, przy czym tłok ma obwodową szczelinę połączoną za pomocą otworów wzdłużnych z pierwszą komorą ciśnieniową usytuowaną po stronie czołowej tłoka zwróconej w stronę przyłącza pompy. Szczelina ta w położeniu zbliżenia strony czołowej do przyłącza pompy, znajduje się przed pierścieniem uszczelniającym, a w położeniu oddalenia strony czołowej tłoka od przyłącza pompy za pierścieniem uszczelniającym. Za gniazdem z pierścieniem uszczelniającym w obudowie zaworu usytuowana jest pierwsza, otaczająca tłok zaworu, komora pierścieniowa, połączona z przyłączem użytkowym, a za tą komorą pierścieniową znajduje się dodatkowe szczelne gniazdo dla tłoka, oddzielające pierścieniową komorę obudowy połączoną z przewodem użytkowym od następnej pierścieniowej komory obudowy, połączonej z przewodem powrotnym, przy czym tłok zaworu ma, na odcinku współpracującym z dodatkowym gniazdem w położeniu oddalenia od przyłącza pompy, rowek z pierścieniem uszczelniającym, a poza tym odcinkiem ma przewężenie.

Korzystnie, obudowa zaworu składa się z korpusu i umieszczonych w jego wybraniu tulei, które na ściankach wewnętrznych mają pierwsze i drugie szczelne gniazdo dla tłoka zaworu, a w części oddalonej od przyłącza pompy mają ukształtowane cylindryczne gniazdo, stanowiące wraz ze ścianką czołową tłoka drugą komorę ciśnieniową, przy czym końcowa część tłoka, współpracująca z tym cylindrycznym gniazdem, ma na obwodzie rowek, w którym osadzony jest pierścień uszczelniający.

Korzystnie, komory pierścieniowe obudowy zworu znajdują się w wewnętrznych ściankach tulei obudowy i są połączone poprzez umieszczone w tulejach przepusty z wybraniami na zewnętrznych ściankach tulei lub z wybraniami w ściance wewnętrzej wybrania korpusu.

Korzystnie, przyłącze powrotne dołączone jest do zaworu za pomocą przewodów wykonanych w korpusie a zawór sterujący jest umieszczony w wybraniu korpusu, zwłaszcza wraz z co najmniej jedną tuleją stanowiącą część obudowy zaworu.

Korzystnie, zawór sterujący ma komorę ciśnieniową połączoną pierwszym przewodem z drugą komorą ciśnieniową zaworu, usytuowaną przy oddalonej od przyłącza pompy powierzchni czołowej tłoka, przy czym w komorze ciśnieniowej zaworu sterującego znajduje się uruchamiany za pomocą popychacza, korpus zaworu stożkowego, zawierający powierzchnię tłoka dociskającą

167 295 stożek zaworu do szczelnego gniazda, przy czym korpus zaworu stożkowego ma osiowy otwór stanowiący wylot oraz zawór sterujący ma drugi przewód łączący wylot zaworu sterującego ze wspomnianą drugą komorą pierścieniową zaworu, przy czym od tego drugiego przewodu odchodzi trzeci przewód do przyłącza powrotnego.

Zawór według wynalazku, ma w porównaniu ze wszystkimi znanymi zaworami tego rodzaju, wyjątkowo korzystny stosunek przekroju przelotowego do objętości całej konstrukcji.

Rozwiązanie to obciążone jest wprawdzie związaną z nim wadą w postaci tego, że w trakcie uruchamiania zaworu sterującego, ciecz ciśnieniowa płynie cały czas w kierunku wstecznym. Wada ta daje się jednak, jak wynika z wynalazku, bez problemów wyeliminować poprzez odpowiedni dobór wymiarów wspomnianego dławika. Czasy uruchamiania zaworu są z reguły pomijalnie małe w porównaniu z czasami spoczynku. W trakcie nich wyciekająca ciecz, o ile w ogóle występuje w danej konstrukcji zaworu, znajduje się w ruchu wstecznym.

Przedmiot wynalazku zostanie bliżej objaśniony w przykładach wykonania uwidocznionych na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia osiowy przekrój zaworu, fig. 2 - przekrój według linii II-II na fig. 1, a na fig. 3 do 10 - schematy ideowe połączeń zaworu.

W korpusie 1 są wywiercone lub wyfrezowane dwa wybrania 2 i 3, w którym umieszczony jest zawór 4 i zawór sterujący 5.

Korpus 1 jest za pośrednictwem przyłączy płytowych 6 przystosowany do połączenia z przewodami doprowadzającymi i odprowadzającymi, które to przyłącza są wywiercone w płytce, nałożone na korpus 1 i zamocowane. Każde przyłącze płytkowe 6 jest uszczelnione przez pierścień 7 o przekroju kołowym umieszczony między obu przylegającymi do siebie elementami.

Narysowane przyłącze płytkowe 6 stanowi przyłącze pompy P. Przyłącze użytkowe A i przyłącze powrotne R są jedynie zaznaczone i oznakowane strzałkami.

W wybraniu 2 osadzone są współosiowo, stykające się ze sobą, trzy tuleje 8,9 i 10, które wraz z korpusem 1 stanowią obudowę zaworu 4. Są one przytrzymywane odsądzeniem 11 korpusu 1 na jednym końcu i zamykającą wybrania 2 i 3 płytką 12 na drugim końcu.

Tuleje 8 i 9 tworzą cylindryczną komorę wewnętrzną 13 dla tłoka zaworu 14. W środkowym obszarze cylindrycznej komory wewnętrznej 13 na części obwodu wewnętrznego tulei 8 i 9 utworzona jest komora pierścieniowa 15. Jest ona poprzez szereg promieniowych przepustów 16 w postaci otworów w tulei 8 i poprzez przestrzenie między żebrami 17 w tulei 9 połączona z wyfrezowaną w korpusie 1 komorą pierścieniową 18, z której wywiercony w korpusie 1 przewód 19 prowadzi do przyłącza użytkowego A.

W podobny sposób w tulei 9 jest tworzona komora pierścieniowa 20, połączona za pośrednictwem przepustów 21 w postaci przestrzeni między żebrami tulei 9 z komorą pierścieniową 22 w korpusie 1.

Po obu stronach komory pierścieniowej 18 między tulejami 8 i 9 oraz korpusem 1 zrealizowane jest uszczelnienie za pomocą pierścieni uszczelniających 23 i 24. Komora pierścieniowa 22 jest szczelnie odcięta poprzez pierścień uszczelniający 24 i pierścień uszczelniający 25 na tulei 10, która poza tym, wraz z pierścieniem uszczelniającym 26 zamyka wycięty w zewnętrznej ściance tulei 10 rowek 27, do którego uchodzą wyprowadzone z tulei 10 promieniowe otwory 28.

Do tłoka zaworu 14, od jego zwróconej ku przyłączu pompy P stronie czołowej, prowadzą równoległe do osi otwory 29. Są one kontynuowane promieniowo na zewnątrz poprzez wyciętą na obwodzie tłoka wąską szczelinę 30.

W przedstawionym położeniu zamkniętym tłoka, szczelina 30 znajduje się przed umieszczonym w tulei 8 pierścieniem uszczelniającym 31, który w związku z tym oddziela przyłącze pompy P i przyłączoną za przyłączem użytkowym A komorę pierścieniową 15. W położeniu otwartym zaworu tłok zaworu 14 jest tak daleko przesunięty, że szczelina 30 uchodzi do komory pierścieniowej 15 i w ten sposób otworzony jest przepływ od przyłącza medium ciśnieniowego P poprzez otwory 29, szczelinę 30, komorę pierścieniową 15, przepusty 16, komorę pierścieniową 18, i przewód 19 do przyłącza użytkowego A.

W położeniu otwartym zaworu, umieszczony na tłoku zaworu 14 pierścień uszczelniający 32 przylega do cylindrycznej ścianki wewnętrznej tulei 9. Oddziela on zatem komory pierścieniowe 15 i 20, to znaczy oddziela przyłącze użytkowe A od przyłącza powrotnego R.

167 295

W narysowanym położeniu otwartym komory pierścieniowe 15 i 20 są połączone przewężeniem 33 tłoka zaworu 14. Powstaje wówczas przepływ od przyłącza użytkowego A poprzez przewód 19, komorę pierścieniową 18, przepusty 16, komorę pierścieniową 15, przewężenie 33, komorę pierścieniową 20, przestrzenie przepustów 21 między żebrami, komorę pierścieniową 22, jednostronne przestrzenie 34 komory pierścieniowej 22 i otwory 35 i 36 w korpusie 1 do przyłącza powrotnego R.

Za przewężeniem 33 tłok zaworu 14 przechodzi w mającą nieco większą średnicę cylindryczną część 37 tłoka, dla, której odpowiednie gniazdo cylindryczne stanowi zamknięta na końcu ścianką czołową 38 tuleja 10. Dla uzupełnienia należy wspomnieć o pierścieniu uszczelniającym 39 końcowej części 37 tłoka 14.

Komora ciśnieniowa 40 zaworu jest zasilana z przyłącza pompy P przez osiowy otwór 41 w tłoku zaworu 14 i wkręcany weń dławik 42. Wypływ z komory ciśnieniowej 40 przez otwory 28 i rowek 27 jest dalej poprowadzony przez przewód 43 do zaworu sterującego 5. Zawór sterujący 5 łączy przewody 43 i 35 w swoim położeniu otwartym, a w zamkniętym oddziela je.

Jak wynika z dotychczasowego opisu, w zamkniętym położeniu zaworu, medium ciśnieniowe pompy przedostaje się poprzez otwór 41 i dławik 42 do komory ciśnieniowej 40. Wytwarzana na skutek tego przez część 37 tłoka siła zamykająca jest wspomagana przez nie pokazaną na rysunku, podpartą o tłok oraz o ściankę czołową 38 sprężynę naciskową.

Na skutek większej średnicy części 37 w stosunku do pozostałej części tłok zaworu 14, jak również wspomnianej sprężyny, jest zmniejszona siła wywierana na ściankę czołową tłoka zaworu 14 w komorze ciśnieniowej 44.

Przezwycięża ona jednak wspomnianą siłę sprężyny i pozostałość sił hydraulicznych w komorze ciśnieniowej 40, jeżeli zostanie otwarta w kierunku przyłącza powrotnego R poprzez uruchomienie zaworu sterującego 5; wolny przekrój dławika 42 jest odpowiednio mniejszy w porównaniu do pozostałych przekrojów przepływowych.

Jeżeli zawór sterujący 5 zamyka się i w związku z tym z komory ciśnieniowej 40 nie ma już żadnych wycieków, wówczas działające na część 37 tłoka 14 ciśnienie odnawia się, i tłok zaworu 14 zostaje ponownie przesunięty w położenie zamknięte.

Zawór sterujący 5 jest poniżej opisany jedynie w sposób szkicowy: Jego obudowa jest, w uzupełnieniu wybrania 3, utworzona analogicznie przez tuleję 45 oraz pokrywę 46, a następnie zamocowane jest między tymi obiema częściami gniazdo zaworu 47. Z otworu 43 poprzez komorę pierścieniową 48 i otwory 49 komora ciśnieniowa 50 jest zasilana cieczą hydrauliczną. Poprzez dobór proporcji między średnicami gniazda stożka zaworu 51 i jego trzpienia stanowiącego korpus 52 istnieje możliwość wytwarzania żądanej hydraulicznej siły zamykającej, poza siłą sprężyny naciskowej 53.

W położeniu otwartym, w którym stożek zaworu 51 jest uniesiony z gniazda, ciecz hydrauliczna przepływa przez znajdujące się powyżej stożka zaworu 51 przepusty 44 do osiowego otworu 55, który przez stożek zaworu 51 i jego korpus 52 prowadzi aż do końca trzpienia, a następnie poprzez centralny otwór 56 i między stopkami 57 tulei 45 do otworu 35.

Zawór sterujący 5 jest uruchamiany przez przycisk 58 za pośrednictwem trzpienia 59, umieszczonego na wałku 60 dźwigni 61 i, działającego stąd na górną powierzchnię stożka zaworu 51, popychacza 62.

Przycisk 58 wraz z trzpieniem 59 można zastąpić również urządzeniem magnetycznym. W przypadku awarii urządzenia magnetycznego uruchamianie zaworu sterującego 5 możliwe jest również poprzez obracanie wystającego końca wałka.

Opisane urządzenia są w klocku korpusu 1 umieszczone po dwa. Drugi zawór 4 leży za pierwszym zaworem sterującym 5, a drugi zawór sterujący 5 leży za pierwszym zaworem 4. Nie przedstawiono tego na fig. 2, ale na fig. 1 uwidoczniono przycisk 58' odpowiadający przyciskowi 58 i wałek 60' odpowiadający wałkowi 60. Obydwa zawory mają wspólne przyłącze pompy P i przyłącze powrotne R. Przyłącze użytkowe B jest przyłączem drugiego zaworu. Podwójne uksztłatowanie umożliwia pracę zaworu jako czterodrogowego, jak zostało to przedstawione na fig. 3 do 10.

167 295

Schemat połączeniowy zaworu według fig. 1 znajduje się na fig. 3. Na fig. 4 ręczne uruchamianie przy pomocy przycisku zostało zastąpione wspomnianym już magnetycznym urządzeniem sterującym, a na fig. 5 hydraulicznym sterowaniem zdalnym.

Figury 6 do 8 odpowiadają fig. 4 do 5 z tą różnicą, że zawór zwrotny z dławikiem został zastąpiony zaworem przemiennym. W położeniu normalnym lub położeniu zamkniętym z prawej i lewej strony panuje jednakowe ciśnienie hydrauliczne. Zaleta zaworu przemiennego polega na tym, że wyeliminowane są straty medium ciśnieniowego w położeniu otwartym.

Figury 9 i 10 pokazują zamiast układu zaworu zwrotnego i zaworu przemiennego dwudrożny zawór przełączający.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,50 zł

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zawór hydrauliczny z obudową i tłokiem zaworu, wyposażony w przyłącze pompy, przyłącze użytkowe, przyłącze powrotne oraz zawór sterujący, w którym tłok zaworu osadzony jest w szczelnym gnieździe obudowy, a w obszarach obydwu stron czołowych tłoka znajdują się, utworzone w obudowie, komory ciśnieniowe, z których pierwsza połączona jest z przyłączem pompy, a druga z zaworem sterującym, przy czym tłok zaworu ma osiowy otwór przelotowy, w którym usytuowany jest element dławiący, a zawór sterujący jest umieszczony na przewodzie połączonym z przyłączem powrotnym, znamienny tym, że zawór ma postać zaworu suwakowego, przy czym w szczelnym gnieździe obudowy zaworu znajduje się pierścień uszczelniający (31), umieszczony w rowku obudowy współpracujący z wyznaczonym odcinkiem tłoka zaworu (14), przy czym tłok (14) ma obwodową szczelinę (30) połączoną, za pomocą otworów wzdłużnych (29), z pierwszą komorą ciśnieniową (44), usytuowaną po stronie czołowej tłoka (14), zwróconej w stronę przyłącza pompy (P), która to szczelina (30), w położeniu zbliżenia strony czołowej tłoka (14) do przyłącza pompy (P), znajduje się przed pierścieniem uszczelniającym (31), a w położeniu oddalenia strony czołowej tłoka (14) od przyłącza pompy (P), znajduje się za pierścieniem uszczelniającym (31), przy czym za gniazdem z pierścieniem uszczelniającym (31), w obudowie zaworu usytuowana jest pierwsza, otaczająca tłok (14), komora pierścieniowa (15), połączona z przyłączem użytkowym (A), a za tą komorą pierścieniową (15) znajduje się dodatkowe szczelne gniazdo dla tłoka (14), oddzielające pierścieniową komorę (15) obudowy połączoną z przewodem użytkowym (A) od następnej pierścieniowej komory (20) obudowy, połączonej z przewodem powrotnym (R), przy czym tłok zaworu (14) ma na odcinku współpracującym z dodatkowym gniazdem, w położeniu oddalenia od przyłącza pompy (P), rowek z pierścieniem uszczelniającym (32), a poza tym odcinkiem ma przewężenie (33).
2. 2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że obudowa zaworu składa się z korpusu (1) i umieszczonych wjego wybraniu (2) tulei (8,9,10), które na ściankach wewnętrznych mają pierwsze i drugie szczelne gniazdo dla tłoka zaworu (14), a w części oddalonej od przyłącza pompy (P) mają ukształtowane cylindryczne gniazdo, stanowiące wraz ze ścianką czołową tłoka (14) komorę ciśnieniową (40), przy czym końcowa część (37) tłoka (14), współpracująca z tym cylindrycznym gniazdem, ma na obwodzie rowek, w którym osadzony jest pierścień uszczelniający (39).
3. 3. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że komory pierścieniowe (15,20) obudowy zaworu znajdują się w wewnętrznych ściankach tulei (8, 9) obudowy i korzystnie są połączone przez umieszczone w tulejach (8, 9) przepusty (16, 21) z wybraniami na zewnętrznych ściankach tulei (8, 9).
4. 4. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że komory pierścieniowe (15,20) obudowy zaworu znajdują się w wewnętrznych ściankach tulei (8, 9) obudowy i korzystnie są połączone przez usytuowane w tulejach (8, 9) przepusty (16, 21) z wybraniami (18, 22) w ściance wewnętrznej wybrania (2) korpusu (1).
5. 5. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że przyłącze powrotne (R) dołączone jest do zaworu za pomocą przewodów (43, 35, 36) wykonanych w korpusie (1), a zawór sterujący (5) jest umieszczony w wybraniu (3) korpusu (1), zwłaszcza również z co najmniej jedną tuleją (45) stanowiącą część obudowy zaworu (1).
6. 6. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że zawór sterujący (5) ma komorę ciśnieniową (50) połączoną, pierwszym przewodem (43) z komorą ciśnieniową (40) zaworu, usytuowaną przy oddalonej od przyłącza pompy (P) powierzchni czołowej tłoka (14), przy czym w komorze ciśnieniowej (50) zaworu sterującego (5) znajduje się, uruchamiany za pomocą popychacza (62), korpus zaworu stożkowego (52) zawierający powierzchnię tłoka dociskającą stożek zaworu (51) do szczelnego gniazda (47).
7. 7. Zawór według zastrz. 6, znamienny tym, że korpus zaworu stożkowego (52) ma osiowy otwór (55) stanowiący wylot.

   167 295
8. 8. Zawór według zastrz. 5, znamienny tym, że zawór sterujący (5) ma drugi przewód (35) łączący wylot zaworu sterującego (5) ze wspomnianą drugą komorą pierścieniową (20,22) zaworu (4), przy czym od tego drugiego przewodu (35) odchodzi trzeci przewód (36) do przyłącza powrotnego (R).