PL173764B1 - Układ hydrauliczny maszyn i urządzeń z siłownikiem tłokowym - Google Patents

Abstract

1. Układ hydrauliczny maszyn 1 urządzeń z silowni- kiem tłokowym wyposażony w siłownik z tłoczyskiem 4 jednostronnym, multiplikator, elementy sterujące i agregat zasilający, znamienny tym, ze ma zespół multiplikacji (3) zawierającymultiplikator (6), zawór zwrotny sterowany (7) i rozdzielacz elektromagnetyczny (8) stanowiące jeden blok przymocowany do siłownika (1), zespól sterujący (4) wyposażony w rozdzielacz trzypołożeniowy (20) do sterowania ruchami tłoczyska (2) siłownika (1) połączony przewodem (21) poprzez zawór zwrotny sterowany (7) z przestrzenią (22) położoną po strome dużej powierzchni tłoka (19) siłownika (1) i rozdzielacz dwupołożeniowy (23) do sterowania pracą multiplikatora (6) połączony przewodem (24) z przestrzenią (25) położoną po stronie górnej dużego tłoka (10) multiplikatora (6) i przewodem (26) z przestrzenią (18) położoną po stronie małej powierzchni tłoka (19) siłownika (1), przekaźnik ciśnienia (27) położony na przewodzie (21) pomiędzy rozdzielaczem trzypołożeniowym (20) i zaworem zwrotnym sterowanym (7), przy czym zawór zwrotny sterowany (7) swą przestrzenią po stronie otwierającej tłoczka sterującego połączony jest kanałem (30) poprzez dławik (31) i rozdzielacz elektromagnetyczny (8) z przestrzenią (16) położoną po strome dolnej dużego tłoka (10) multiplikatora (6), a przestrzenią po stronie zamykającej tłoczka sterującego poprzez przewód (32) z przewodem (24) łączącym rozdzielacz dwupołożeniowy (23) z przestrzenią (25) potożęną po ' strome górnej dużego tłoka (10) multiplikatora (6), natomiast przestrzeń (16) położona po stronie dolnej części dużego tłoka (10) multiplikatora (6) połączona jest przewodem (17) z przestrzenią (18) położoną po stronie mniejszej powierzchni tłoka (19) siłownika (1)

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ hydrauliczny maszyn i urządzeń z siłownikiem tłokowym przeznaczony do napędu i sterowania pracą maszyn i urządzeń wyposażonych w siłowniki tłokowe. Układ ten może znaleźć zastosowanie w prasach hydraulicznych różnego rodzaju i innych maszynach oraz urządzeniach wykorzystujących ruch posuwisto zwrotny do realizacji funkcji roboczych np. do zamykania i otwierania form w wtryskarkach jak również przy obudowach kroczących w kopalniach.

Dotychczas znany i stosowany układ napędowy wyposażony jest w dwustopniowe pompy o stałej wydajności, które są napędzane silnikami elektrycznymi, przy czym pompy te podają ciśnieniowy czynnik roboczy bezpośrednio do cylindrów maszyny. Układ ten pomimo, że odznacza się wysoką sprawnością energetyczną charakteryzuje się dużą zainstalowaną mocą, która równa się mocy szczytowej pobieranej przez prasę. Inny znany układ nazywany układem akumulatorowym składa się z pomp niskiego i wysokiego ciśnienia napędzanych silnikami elektrycznymi. Pompy te ładują odpowiednio akumulatory niskiego i wysokiego ciśnienia. Medium ciśnieniowe z tych akumulatorów poprzez aparaturę hydrauliczną regulującą przepływ podawane jest do cylindrów maszyny lub urządzenia. Zasadniczą wadą tego układu jest niska sprawność energetyczna wynikająca z faktu, że akumulatory ładowane są do ciśnienia maksymalnego, a ciśnienie w cylindrach rośnie stopniowo. Układ ten wymaga stosowania akumulatorów hydraulicznych o dużej pojemności użytecznej.

173 764

Oprócz wyżej wymienionych układów znany jest również hydrauliczny układ przeznaczony do obróbki materiałów o wysokim stopniu zgniotu pozwalający uzyskać duże siły nacisku przy dużej sprawności energetycznej procesu roboczego wykonywanego przez maszynę. Układ realizuje napęd i sterowanie odbiorników hydraulicznych bez wykorzystywania akumulatorów hydraulicznych. Hydrauliczne cylindry napędowe podzielone są na sekcje cylindrów, z których każda połączona jest z pompami cieczy napędowej poprzez sterowane zawory hydrauliczne i zawory zwrotne oraz ze zbiornikiem bezciśnieniowym cieczy napędowej poprzez inne sterowane zawory hydrauliczne. Każda sekcja cylindrów napędowych połączona jest między sobą poprzez dodatkowe zawory zwrotne. Sterowane zawory hydrauliczne w obwodzie zasilania cieczy napędowej poszczególnych sekcji cylindrów napędowych umożliwiają przepływ cieczy napędowej z pomp do kolejno pierwszej, drugiej i trzeciej sekcji cylindrów napędowych w miarę wzrostu oporów od obrabianego materiału. Układ ten jest rozbudowany, gdyż wykorzystuje pięć zaworów i jeden spustowy połączony od zbiornika poprzez przewody na których usytuowane są pomocnicze zawory zwrotne umieszczone bezpośrednio na przewodach łączących zasilanie cylindrów siłowników oraz na przewodach poprzecznych łączących przewody zasilające. Uzyskiwanie dużych nacisków roboczych jest wynikiem znacznego rozbudowania układu o elementy zasilające i sterujące przepływem czynnika roboczego wytwarzanego przez jedną · lub więcej pomp napędowych o zmiennej wydajności. Duża ilość elementów pomocniczych i głównych napędowych wykorzystanych w znanym układzie hydraulicznym zwiększajego awaryjność oraz podnosi koszty eksploatacji i samego wykonania.

W celu wyeliminowania podanych wyżej niedogodności opracowano układ hydrauliczny o prostej budowie i małej ilości elementów sterujących pozwalający na uzyskanie dużych sił na siłowniku.

Układ hydrauliczny wyposażony jest w zespół multiplikacji zbudowany z multiplikatora, zaworu zwrotnego sterowanego i rozdzielacza elektromagnetycznego tworzących jeden blok przymocowany do siłownika. W multiplikatorze umieszczone są dwa zawory zwrotne grzybkowe, jeden położony w małym tłoku u wylotu otworu biegnącego wzdłuż tłoczyska, a drugi usytuowany w dnie cylindra małego tłoka. Zespół sterujący zawiera rozdzielacz trzypołożeniowy do sterowania ruchami tłoczyska siłownika połączony przewodem poprzez zawór zwrotny sterowany z przestrzenią położoną po stronie dużej powierzchni tłoka siłownika i rozdzielacz dwupołożeniowy do sterowania pracą multiplikatora połączony przewodem z przestrzenią położoną po stronie górnej dużego tłoka multiplikatora i przewodem z przestrzenią położoną po stronie małej powierzchni tłoka siłownika. Na przewodzie pomiędzy rozdzielaczem trzypołożeniowym a zaworem zwrotnym sterowanym znajduje się przekaźnik ciśnienia, natomiast na przewodzie łączącym rozdzielacz dwupołożeniowy z agregatem zasilającym umieszczony jest zawór zwrotny obciążony. Zawór zwrotny sterowany swą przestrzenią po stronie otwierającej tłoczka sterującego połączony jest kanałem poprzez dławik i rozdzielacz elektromagnetyczny z przestrzenią położoną po stronie dolnej dużego tłoka multiplikatora, a przestrzenią po stronie zamykającej tłoczka sterującego poprzez przewód z przewodem łączącym rozdzielacz dwupołożeniowy z przestrzenią położoną po stronie górnej dużego tłoka multiplikatora. Przestrzeń położona po stronie dolnej części dużego tłoka multiplikatora połączona jest przewodem z przestrzenią położoną po stronie mniejszej powierzchni tłoka siłownika.

Układ hydrauliczny charakteryzuje się małą ilością elementów sterujących. Ma prostą budowę zapewniającą pewne i skuteczne sterowanie oraz zasilanie elementów wykonujących ruchy robocze. Zastosowanie jednego bloku utworzonego z multiplikatora, zaworu zwrotnego sterowanego i rozdzielacza elektromagnetycznego połączonego bezpośrednio do cylindra siłownika upraszcza układ wzmacniania ciśnienia roboczego i eliminuje konieczność używania wysokociśnieniowych węży. Zespół multiplikacji pozwala na uzyskanie bardzo dużych nacisków przez maszynę lub urządzenie wyposażone w przedmiotowy układ. Niewielka ilość elementów tworzących układ i ich połączenie rzutuje na niskie koszty wytworzenia i naprawy tego układu.

Przedmiot wynalazku pokazany jest w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym schemat połączeń elementów układu hydraulicznego.

173 764

Układ hydrauliczny według wynalazku zbudowany jest z siłownika 1 z tłoczyskiem jednostronnym 2, zespołu multiplikacji 3 i zespołu sterującego 4 oraz zasilany jest z agregatu zasilającego 5. Zespół multiplikacji 3 składa się z multiplikatora 6, zaworu zwrotnego sterowanego 7 i rozdzielacza elektromagnetycznego 8 stanowiących jeden blok przymocowany do siłownika 1. Blok ten w zależności od potrzeb może być zamontowany na siłowniku 1 lub z boku siłownika 1. Multiplikator 6 posiada drążone tłoczysko 9 łączące dolną powierzchnię dużego tłoka 10 z małym tłokiem 11. W małym tłoku 11u wylotu otworu 12 tłoczyska 9 znajduje się zawór zwrotny grzybkowy 13, natomiast w dnie 14 cylindra 15 małego tłoka 11 umieszczony jest drugi zawór zwrotny grzybkowy 13, który połączony jest bezpośrednio z cylindrem siłownika 1. Przestrzeń 16 położona po stronie dolnej części dużego tłoka 10 multiplikatora 6 połączona jest przewodem 17 z przestrzenią 25 położoną po stronie górnej dużego tłoka 10 multiplikatora 6 i przewodem 26 z przestrzenią 18 położoną po stronie mniejszej powierzchni tłoka 19 siłownika 1. Zespół sterujący 4 zawiera rozdzielacz czterodrogowy trzypołożeniowy 20 połączony przewodem 21 poprzez zawór zwrotny sterowany 7 z przestrzenią 22 położoną po stronie dużej powierzchni tłoka 19 siłownika 1 i rozdzielacz czterodrogowy dwupołożeniowy 23 połączony przewodem 24 z przestrzenią 25 położoną po stronie górnej dużego tłoka 10 multiplikatora 6 i przewodem 26 z przestrzenią 18 położoną po stronie małej powierzchni tłoka 19 siłownika 1. Rozdzielacz trzypołożeniowy 20 jest przeznaczony do sterowania ruchami tłoczyska 2 siłownika 1, a rozdzielacz dwupołożeniowy 23 służy do sterowania pracą multiplikatora 6 poprzez przekaźnik ciśnienia 27 umieszczony na przewodzie 21 pomiędzy rozdzielaczem trzypołożeniowym 20 i zaworem zwrotnym sterowanym 7. Przy odpowiednich ciśnieniach w układzie hydraulicznym rozdzielacz dwupołożeniowy 23 łączy przestrzeń 18 po stronie małej powierzchni tłoka 19 siłownika 1 z przelewem lub realizuje połączenie różnicowe. Na przewodzie 28 pomiędzy rozdzielaczem dwupołożeniowym 23 a agregatem zasilającym 5 umieszczony jest zawór zwrotny obciążony 29 zapobiegający przed zapowietrzeniem się multiplikatora 6. Zawór zwrotny sterowany 7. swą przestrzenią po stronie otwierającej tłoczka sterującego połączony jest kanałem 30 poprzez dławik 31 i rozdzielacz elektromagnetyczny 8 z przestrzenią 16 położoną po stronie dolnej dużego tłoka 10 multiplikatora 6, a przestrzenią po stronie zamykającej tłoczka sterującego poprzez przewód 32 z przewodem 24 łączącym rozdzielacz dwupołożeniowy 23 z przestrzenią 25 położoną po stronie górnej dużego tłoka 10 multiplikatora 6. Dobór i rozwiązania agregatu zasilającego 5 są uzależnione od przeznaczenia całego układu hydraulicznego. Może to być np. agregat wielostrumieniowy o różnej wydajności pomp, co pozwala na obniżenie mocy zasilania.

Układ wykorzystuje połączenie różnicowe i jednostronne siłownika 1 z jednoczesnym zastosowaniem multiplikatora 6. Rozdzielacz trzypołożeniowy 20 steruje ruchami siłownika 1. Jeśli rozdzielacz trzypołożeniowy 20 zatrzymamy w położeniu środkowym tj. wyjściowym, to tłoczysko 2 siłownika 1 zatrzymuje się w dowolnie obranym położeniu. Po przemieszczeniu tłoczka rozdzielacza trzypołożeniowego 20 w lewo, tłoczysko 2 siłownika 1 zacznie się poruszać ku dołowi w połączeniu różnicowym. W momencie, kiedy tłoczysko 2 napotka na opór zacznie wzrastać ciśnienie w układzie do wielkości ustawionej na przekaźniku ciśnienia 27. Po przekroczeniu tego ciśnienia następuje przesterowanie rozdzielacza dwupołożeniowego 23 i przełączenie połączenia różnicowego na jednostronne z jednoczesnym połączeniem przestrzeni 18 siłownika 1 i przestrzeni 16 multiplikatora 6 na przelew. Przestrzeń 25 multiplikatora 6 zostaje połączona z zasilaniem. Następuje dalszy ruch tłoczyska 2 przy pomocy ciśnienia wytwarzanego przez mały tłok 11 multiplikatora 6. Podczas tego cyklu tłoczek sterujący zaworem zwrotnym sterowanym 7 jest odsunięty od grzybka tego zaworu przez połączenie z przewodem 24 zasilającym multiplikator 6. Zawór zwrotny sterujący 7 jest więc zamknięty. Jeśli multiplikator 6 się rozładuje można przesterować rozdzielacz dwupołożeniowy 23 w położenie wyjściowe rozłączając jednocześnie rozdzielaczem elektromagnetycznym 21 połączenie tłoczka sterującego zaworu zwrotnego sterowanego 7, co umożliwi powtórne naładowanie się multiplikatora 6 i ponowić dalszy ruch tłoczyska 2 siłownika 1. Po przesterowaniu tłoczka rozdzielacza trzypołożeniowego 20 w prawo przestrzeń 18 siłownika 1 i przestrzeń 16 multiplikatora 6 zostanie połączona przewodem 26 z agregatem zasilającym 5. Zawór zwrotny sterowany 7 zostaje otwarty, co umożliwi ruch tłoczyska 2 do góry z jednoczesnym naładowaniem się multiplikatora 6.

173 764

173 764

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ hydrauliczny maszyn i urządzeń z siłownikiem tłokowym wyposażony w siłownik z tłoczyskiem jednostronnym, multiplikator, elementy sterujące i agregat zasilający, znamienny tym, że ma zespół multiplikacji (3) zawierający multiplikator (6), zawór zwrotny sterowany (7) i rozdzielacz elektromagnetyczny (8) stanowiące jeden blok przymocowany do siłownika (1), zespół sterujący (4) wyposażony w rozdzielacz trzypołożeniowy (20) do sterowania ruchami tłoczyska (2) siłownika (1) połączony przewodem (21) poprzez zawór zwrotny sterowany (7) z przestrzenią (22) położoną po stronie dużej powierzchni tłoka (19) siłownika (1) i rozdzielacz dwupołożeniowy (23) do sterowania pracą multiplikatora (6) połączony przewodem (24) z przestrzenią (25) położoną po stronie górnej dużego tłoka (10) multiplikatora (6) i przewodem (26) z przestrzenią (18) położoną po stronie małej powierzchni tłoka (19) siłownika (1), przekaźnik ciśnienia (27) położony na przewodzie (21) pomiędzy rozdzielaczem trzypołożeniowym (20) i zaworem zwrotnym sterowanym (7), przy czym zawór zwrotny sterowany (7) swą przestrzenią po stronie otwierającej tłoczka sterującego połączony jest kanałem (30) poprzez dławik (31) i rozdzielacz elektromagnetyczny (8) z przestrzenią (16) położoną po stronie dolnej dużego tłoka (10) multiplikatora (6), a przestrzenią po stronie zamykającej tłoczka sterującego poprzez przewód (32) z przewodem (24) łączącym rozdzielacz dwupołożeniowy (23) z przestrzenią (25) położoną po stronie górnej dużego tłoka (10) multiplikatora (6), natomiast przestrzeń (16) położona po stronie dolnej części dużego tłoka (10) multiplikatora (6) połączona jest przewodem (17) z przestrzenią (18) położoną po stronie mniejszej powierzchni tłoka (19) siłownika (1).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy rozdzielaczem dwupołożeniowym (23) a agregatem zasilającym (5) umieszczony jest na przewodzie (28) zawór zwrotny obciążony (29).
3. 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że multiplikator (6) wyposażony jest w jeden zawór zwrotny grzybkowy (13) umieszczony w małym tłoku (11) u wylotu otworu (12) biegnącego wzdłuż tłoczyska (9) i drugi zawór zwrotny grzybkowy (13) usytuowany w dnie cylindra (15) małego tłoka (11).

   * * *