PL181358B1

PL181358B1 - Hydraulic drive producing to-and-fro motion

Info

Publication number: PL181358B1
Application number: PL31783997A
Authority: PL
Inventors: Edward Lisowski
Original assignee: Edward Lisowski
Priority date: 1997-01-05
Filing date: 1997-01-05
Publication date: 2001-07-31
Also published as: PL317839A1

Abstract

1 · Hydrauliczny napęd posuwisto-zwrotny, posiadający zbiornik, pompę i dwu- położeniowy rozdzielacz, którego sterowniki są połączone z dwoma zaworami przelewowymi włączonymi na odgałęzieniach przewodów zasilających siłownik, znamienny tym, że wyjścia z pomocniczego dwupołoże- niowego rozdzielacza (3) są połączone przewodami (4) (5) z sterownikami głównego trójpołożemowego rozdzielacza (6), którego wyjścia przewodami (8) (9) są połączone z komorami (10) i (11) siłownika (12), przy czym .do przewodów (15) i 116) prowadzących od przelewowych zaworów (13) (14) do sterowników pomocniczego dwu- położeniowego rozdzielacza (3) są przyłączone spływowe przewody (17) i (18), na których znajdują się dławiki (19) i (20)1 · A hydraulic reciprocating drive with a tank, a pump and a two-position distributor, the controllers of which are connected to two overflow valves connected to the branches of the servo supply lines, characterized in that the outputs of the auxiliary two-position distributor (3) are connected by lines (4) (5) with the controllers of the main three-stage distributor (6), the outputs of which are connected by wires (8) (9) to the chambers (10) and (11) of the actuator (12), and to the lines (15) and 116 ) leading from the overflow valves (13) (14) to the control units of the auxiliary two-position manifold (3), the drain lines (17) and (18) are connected with the glands (19) and (20)

Description

Przedmiotem wynalazku jest hydrauliczny napęd realizujący ruch posuwisto zwrotny, mający zastosowanie w wszelkiego rodzaju maszynach wibracyjnych i udarowych, a zwłaszcza w układach sprężarek wysokiego ciśnienia.The subject of the invention is a hydraulic reciprocating drive, applicable in all kinds of vibration and impact machines, especially in high pressure compressor systems.

Z polskiego opisu patentowego nr 158 985 znanyjest układ zawierający zbiornik, pompę i dwupołożeniowy rozdzielacz sterowany hydraulicznie dwoma zaworami przelewowymi umieszczonymi na odgałęzieniach wyprowadzonych z przewodów zasilających siłownik hydrauliczny. Rozdzielacz ten pełni funkcję głównego rozdzielacza i steruje roboczym strumieniem cieczy zasilającej siłownik. W pierwszym położeniu rozdzielacza zasilanie komory podtłokowej wywołuje ruch tłoka, pod koniec którego ciśnienie gwałtownie wzrasta. Powoduje ono otwarcie zaworu przelewowego zamontowanego na odgałęzieniu od linii zasilającej komorę podtłokową. Ciecz przepływa do sterownika rozdzielacza powodująjego przesterowame w drugie położenie i skierowanie zasilania do komory tłoczyskowej siłownika. Po wykonaniu ruchu tłoka w drugim kierunku i wzroście ciśnienia odprowadzonego do drugiego zaworu przelewowego powoduje on ponowne przesterowame rozdzielacza i powtórzenie się cyklu.Polish patent description No. 158 985 describes a system comprising a tank, a pump and a two-position valve, hydraulically controlled with two overflow valves placed on branches led out of the hydraulic actuator supply lines. This distributor acts as the main distributor and controls the working stream of liquid supplying the actuator. In the first position of the distributor, the feeding of the piston chamber causes the piston to move, at the end of which the pressure rapidly increases. It opens the overflow valve mounted on a branch from the supply line to the piston chamber. The liquid flows to the manifold driver causing it to override to the second position and direct the power to the piston rod chamber of the actuator. After the piston moves in the other direction and the pressure released to the second overflow valve increases, it causes the manifold to overload again and the cycle is repeated.

W tym rozwiązaniu, suwak rozdzielacza Jub sterownik hydrauliczny zmieniając swoje położenie pod wpływem ciśnienia z jednej strony, przesuwa słup cieczy z powrotem do zaworu po drugiej stronie rozdzielacza. W liniach pomiędzy zaworami a sterownikami hydraulicznymi rozdzielacza powstawać będzie ciśnienie, które nie jest zerowane, a za każdym przesterowaniem dotłaczana jest dodatkowa ilość cieczy. Tylko przy pierwszym włączeniu będzie dokładne ciśnienie przełączenia, natomiast następne mogąbyć już bardzo różne. Ponadto ciśnienie otwarcia zaworu przelewowego zależy również od ciśnienia za zaworem. Stąd zmiana kierunku ruchu odbywa się z dużym błędem względem nastaw zaworów przelewowych. Zasilanie suwaka rozdzielczego realizowane jest impulsowo jedynie w momencie zadziałania jednego z zaworów, stąd podczas pracy może wystąpić niepełne przesterowame rozdzielacza i dławienie przepływu strumienia roboczego.In this solution, the spool of the Jub valve body, changing its position under pressure on one side, moves the liquid column back to the valve on the other side of the valve. In the lines between the valves and the valve manifold valve bodies, pressure will be generated, which is not zeroed, and an additional amount of liquid is added with each actuation. Only the first time the switch is turned on will the exact switching pressure be exact, while the next ones can be very different. Moreover, the opening pressure of the overflow valve also depends on the pressure downstream of the valve. Hence, the change of the direction of movement takes place with a large error in relation to the settings of the overflow valves. The distribution spool is supplied in impulse only when one of the valves is actuated, therefore, during operation, incomplete overload of the distributor and throttling of the working stream flow may occur.

Hydrauliczny napęd posuwisto zwrotny według wynalazku ma hydraulicznie sterowany z dwóch stron zaworami przelewowymi pomocniczy rozdzielacz dwupołożeniowy, którego wyjścia są połączone ze sterownikami ruchu suwaka trójpołożemowego rozdzielacza głównego Rozdzielacz ten jest zasilany roboczym strumieniem bezpośrednio z pompy, a jego wyjścia połączone sąz komorami tłoczyskowymi siłownika Na suwak rozdzielacza głównego działaj ąThe hydraulic reciprocating drive according to the invention has an auxiliary on-off valve controlled on two sides by overflow valves, the outputs of which are connected to the actuators of the three-stage main distributor spool. main work

181 358 z obu stron sprężyny centrujące, w wyniku czego przyjmuje on płożenie środkowe gdy pompa nie pracuje. Natomiast gdy pompa jest napędzana to sterowanie tego rozdzielacza zasilane jest w sposób ciągły gwarantując jego pełne przesterowanie w jedno z położeń. Od przewodów łączących zawory przelewowe ze sterownikami rozdzielacza pomocniczego są wyprowadzone do zbiornika przewody spływowe, w których są wbudowane dławiki. Przez dławiki jest odprowadzana do zbiornika ciecz ze sterowników rozdzielacza pomocniczego gdy nie są one zasilane. Wówczas ciśnienie za zaworami sprowadzone jest do poziomu ciśnienia zlewu. W wyniku tego przełączenie kierunku ruchu jest precyzyjne, gdyż za przelewowymi zaworami występuje zawsze jednakowe ciśnienie. Ponadto przez zastosowanie przewodów spływowych i dławików uzyskuje się niskie ciśnienie sterowania rozdzielaczem pomocniczym. Siłownik ma dwustronny tłok składający się z dwóch tłoków połączonych tłoczyskiem pracującym w otworze przegrody dzielącej wnętrze siłownika na dwie przestrzenie robocze. Znajdujący się w każdej przestrzeni tłok dzieli j ąna tłoczyskowąkomorę hydrauhcznąi podtłokowąkomorę pneumatyczną. Z komór pneumatycznych są wyprowadzone przewody do układu pneumatycznego.181 358 centering springs on both sides, as a result of which it takes the center position when the pump is not running. On the other hand, when the pump is driven, the control of this distributor is supplied continuously, guaranteeing its full switching into one of the positions. From the lines connecting the overflow valves with the auxiliary manifold controllers, drain lines with built-in glands lead to the tank. The chokes drain the liquid from the auxiliary manifold controllers to the tank when they are not powered. Then the pressure behind the valves is reduced to the pressure level of the sink. As a result, the switching of the direction of movement is precise, since the pressure is always the same downstream of the overflow valves. In addition, the use of drain lines and glands results in a low control pressure for the auxiliary distributor. The cylinder has a double-sided piston consisting of two pistons connected by a piston rod working in the opening of the partition dividing the cylinder interior into two working spaces. A piston located in each space divides it into a piston-rod hydraulic chamber and a submarine pneumatic chamber. Hoses for the pneumatic system are led out of the pneumatic chambers.

W odmianie hydraulicznego napędu według wynalazku, przewody hydrauliczne są włączone do komór podtłokowych a przewody pneumatyczne są wyprowadzone z komór tłoczyskowych.In a variant of the hydraulic drive according to the invention, the hydraulic lines are connected to the piston chambers and the pneumatic lines are led out of the piston rod chambers.

Przedmiotowy hydrauliczny napęd jest szczególnie przydatny w układach sprężarek wysokiego ciśnienia, zastępując klasyczny mechanizm korbowodowy. Zaletą układu jest możliwość realizacji długich skoków przy zwartej konstrukcji siłownika z podwójnym tłokiem. W przypadku zastosowania typowego dwustronnego działania siłownika z jednym lub dwoma tłoczyskami, układ może być bezpośrednim źródłem napędu dla maszyn wibracyjnych lub udarowych gdzie jest wymagane dokładne przełączanie kierunku ruchu. Napęd według wynalazku może mieć zastosowanie w maszynach i urządzeniach stacjonarnych jak i przejezdnych.The said hydraulic drive is particularly useful in high pressure compressor systems, replacing the classic connecting rod mechanism. The advantage of the system is the possibility of realizing long strokes with a compact design of the cylinder with a double piston. In the case of using a typical double-acting cylinder with one or two piston rods, the system can be a direct source of drive for vibration or impact machines where accurate switching of the direction of movement is required. The drive according to the invention can be used in stationary and mobile machines and devices.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania odtworzony jest na rysunku przedstawiającym schemat ideowy układu.In an exemplary embodiment, the subject of the invention is reproduced in a drawing showing a schematic diagram of the system.

Z pompy 1 są wyprowadzone dwie linie. Pierwszą stanowi przewód 2 prowadzący do pomocniczego dwupołożeniowego rozdzielacza 3. Wyjścia rozdzielacza 3 są połączone sterującymi przewodami 4 i 5 z sterownikami trójpołożeniowego głównego rozdzielacza 6, którego suwakjest centrowany obustronnie sprężynami. Druga linia składa się z zasilającego przewodu 7 włączonego do wejścia głównego rozdzielacza 6, którego wyjścia połączone są zasilającymi przewodami 8 i 9 z tłoczyskowymi hydraulicznymi komorami 10 i 11 siłownika 12. Na odgałęzieniach zasilających przewodów 8 i 9 zabudowane są przelewowe zawory 13 i 14, których wyjścia sąpołączone sterującymi przewodami 15 i 16 ze sterownikami pomocniczego rozdzielacza 3 Od przewodów 15 i 16 są wyprowadzone do zbiornika Z spływowe przewody 17 i 18, na których znajdująsię dławiki 19 i 20. Siłownik 12 posiada dwa tłoki 21 i 22 połączone ze sobą tłoczyskiem 23 umieszczonym w otworze środkowej przegrody 24 dzielącej wewnątrz siłownik 12 na dwie przestrzenie robocze. Jednąprzestrzeńtłok21 dzieli na komorę tłoczyskową 10 i podtłokową 25, a drugą przestrzeń tłok 22 dzieli na komorę tłoczyskową 11 i komorę podtłokową 26. Z komór podtłokowych 25 i 26 wyprowadzone są pneumatyczne przewody 27 i 28 do nie pokazanej na rysunku instalacji sprężonego powietrza lub gazu.Two lines exit from pump 1. The first is a line 2 leading to the auxiliary two-position distributor 3. The outputs of the distributor 3 are connected by control lines 4 and 5 to the drivers of the three-position main distributor 6, the slider of which is centered on both sides by springs. The second line consists of a supply line 7 connected to the main input of the manifold 6, the outputs of which are connected by supply lines 8 and 9 with piston-rod hydraulic chambers 10 and 11 of the actuator 12. On the branches of supply lines 8 and 9 there are overflow valves 13 and 14, which the outputs are connected by control lines 15 and 16 to the auxiliary manifold controllers 3 From lines 15 and 16 lead to the tank Z drain lines 17 and 18, on which there are glands 19 and 20. The actuator 12 has two pistons 21 and 22 connected to each other by a piston rod 23 located in the opening of the central partition 24 dividing the cylinder 12 inside into two working spaces. One piston space 21 is divided into a piston-rod chamber 10 and a piston chamber 25, and the piston 22 is divided into a piston-rod chamber 11 and a piston chamber 26. From the piston chambers 25 and 26, pneumatic lines 27 and 28 are led to a compressed air or gas installation, not shown in the drawing.

W odmianie nie pokazanej na rysunku, przewody hydrauliczne 8 i 9 są doprowadzone do komór podtłokowych 25 i 26, natomiast pneumatyczne przewody 27 i 28 są wyprowadzone z komór tłoczyskowych 10 i 11.In a variant not shown, the hydraulic lines 8 and 9 are led to the piston chambers 25 and 26, while the pneumatic lines 27 and 28 are led out of the piston rod chambers 10 and 11.

Zasada działania. Gdy pompa 1 nie pracuje, to suwak głównego rozdzielacza 6 przyjmuje położenie środkowe na skutek działania sił sprężyn centrujących. Przepływ cieczy do komór lO i 11 siłownika 12 jest odcięły, a ruch tłoków 21 i 22 zablokowany. Z chwilą uruchomienia pompy 1 gdy przepływ przez główny rozdzielacza 6 jest jeszcze chwilowo zamknięty, wzrasta ciśnienie za pompą 1 oraz w przewodach 2 i 5. Ciśnienie to powoduje przesunięcie suwaka głównego rozdzielacza 6 i połączenie przewodu 7 z przewodem 8 doprowadzając zasilanie do komory 10 siłownika 12. Wykonując ruch tłok 21 spręża i wytłacza powietrze z komory 25 przewodem 27, a tłok 22 zasysa powietrze do komory 26 przewodem 28. Z chwilą osiągnięcia przezPrinciple of operation. When the pump 1 is not running, the spool of the main distributor 6 takes its middle position due to the force of the centering springs. The flow of liquid to chambers 10 and 11 of the actuator 12 is shut off and the movement of the pistons 21 and 22 is blocked. When the pump 1 is started and the flow through the main distributor 6 is still temporarily closed, the pressure increases downstream from pump 1 and in lines 2 and 5. This pressure causes the main spool of the distributor 6 to move and the line 7 connects with the line 8, supplying power to the chamber 10 of the actuator 12 As it moves, piston 21 compresses and forces air from chamber 25 through line 27, and piston 22 sucks air into chamber 26 through line 28. As soon as it reaches

181 358 tłok 21 krańcowego położenia i wstrzymania ruchu wzrasta ciśnienie w przewodzie 8 i na przelewowym zaworze 13. Po przekroczeniu nastawionego ciśnienia zawór 13 otwiera się przepuszczając ciecz przewodem 15 do sternika pomocniczego rozdzielacza 3. Przesterowany pomocniczy rozdzielacz 3 kieruje ciecz przewodem 4 do sterownika głównego rozdzielacza 6 powodując jego przesterowanie. W wyniku tego zasilanie zostaje skierowane przewodem 9 do komory 11 siłownika 12. Tłoki 21 i 22 wykonują ruch w drugim kierunku tłocząc powietrze przewodem 28 i zasysając przewodem 27. Z chwilą zakończenia ruchu wzrasta ciśnienie w komorze 11 i przewodzie 9 oraz na zaworze 14. Po otwarciu przelewowego zaworu 14 ciecz przewodem 16 jest doprowadzona do sterownika pomocniczego rozdzielacza 3, który powracając do położenia wyjściowego powoduje przesterowanie rozdzielacza głównego 6. Rozpoczyna się następny cykl pracy. W czasie gdy zawór 13 lub 14 jest zamknięty a określony sterownik pomocniczego rozdzielacza 3 nie zasilany, to ciecz z tego sterownika jest odprowadzana do zbiornika Z odpowiednim przewodem 17 przez dławik 19 lub przewodem 18 przez dławik 20.181 358 piston 21 of the end position and stopping movement, the pressure increases in line 8 and on the overflow valve 13. When the set pressure is exceeded, valve 13 opens, passing liquid through line 15 to the helm of the auxiliary distributor 3. The overloaded auxiliary distributor 3 directs the liquid through line 4 to the main distributor controller 6 causing it to overdrive. As a result, power is directed through line 9 to chamber 11 of actuator 12. Pistons 21 and 22 move in the other direction forcing air through line 28 and sucking in line 27. As soon as the movement is complete, pressure increases in chamber 11 and line 9 and on valve 14. After After opening the overflow valve 14, the liquid is led through the line 16 to the controller of the auxiliary distributor 3, which, returning to its starting position, causes the main distributor 6 to overload. When valve 13 or 14 is closed and the specific auxiliary distributor controller 3 is de-energized, the fluid from that controller is drained into the tank With a suitable line 17 through gland 19 or line 18 through gland 20.

Przedmiot wynalazku może pracować w środowisku zagrożonym oparami benzyny, wybuchem metanu lub w innych warunkach niebezpiecznych.The subject of the invention can work in an environment endangered with gasoline vapors, methane explosion or in other hazardous conditions.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 60 copies

Cena 2,00 zł.Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

1. Hydraulic reciprocating drive, having a tank, pump and two-position distributor, the controllers of which are connected to two overflow valves connected on branches of supply lines for the actuator, characterized in that the outputs of the auxiliary two-position distributor (3) are connected by lines (4) (5). ) with the controllers of the main three-stage distributor (6), the outputs of which are connected through pipes (8) (9) with chambers (10) and (11) of the actuator (12), and with lines (15) and (16) leading from the overflow valves (13) (14), the downstream lines (17) and (18) are connected to the controls of the auxiliary two-position distributor (3), on which the glands (19) and (20) are located.

2 The hydraulic drive according to claim 2 A cylinder according to claim 1, characterized in that the actuator (12) has two pistons (21) and (22) connected by a common piston rod (23) and has two piston rod hydraulic chambers (10) (11) and two pneumatic piston chambers (25) (26) with with lead out pneumatic hoses (27) (28)