PL208841B1

PL208841B1 - Hydrauliczne urządzenie odbiorcze

Info

Publication number: PL208841B1
Application number: PL372259A
Authority: PL
Inventors: Willy Kussel
Original assignee: Tiefenbach Control Sys Gmbh; Tiefenbach Control Systems Gmbh
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2011-06-30
Also published as: DE10392721B4; WO2003102427A1; AU2003273367A1; PL372259A1; US20050098755A1; US6983926B2; DE10392721D2; AU2003273367B2

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest hydrauliczne urządzenie odbiorcze zawierające układ zaworów sterujących i zaporowych, za pomocą którego przyłącze hydraulicznego urządzenia odbiorczego jest łączone na przemian z przyłączem średniego ciśnienia lub z przyłączem wysokiego ciśnienia i przy połączeniu przyłącza urządzenia odbiorczego z przyłączem wysokiego ciśnienia połączenie do przyłącza średniego ciśnienia jest odcinane.

Zwykle w przyłączu urządzenia odbiorczego przed takim hydraulicznym urządzeniem odbiorczym jest umieszczony hydraulicznie wysterowywany wstępnie zawór trójdrogowy, na którym z jednej strony jest umieszczone przyłącze wysokiego ciśnienia, z drugiej zaś strony przyłącze średniego ciśnienia. Dzięki hydraulicznie wysterowywanemu wstępnie zaworowi trójdrogowemu jest zapewnione, że przyłącze urządzenia odbiorczego styka się zawsze tylko z wysokim ciśnieniem i że połączenie od wysokiego ciśnienia do niskiego ciśnienia jest zamknięte.

Połączenie przewodów, które przeprowadzają ciśnienia o różnej wysokości, może być korzystne w szczególności wtedy, gdy w wypadku hydraulicznego urządzenia odbiorczego chodzi o maszynę roboczą, której są stawiane różnorodne wymagania. Ma to w szczególności miejsce w hydraulicznych zespołach tłok-cylinder, które znajdują zastosowanie w obudowarkach do podpierania tarcz obudowy.

Tego rodzaju obudowarki pracują przy bardzo wysokim ciśnieniu. Znane jest przełączanie tych obudowarek, na przykład z ciśnienia 300 barów - określonego poniżej jako ciśnienie średnie - na ciśnienie wyższe niż 300 barów. Niższego ciśnienia używa się przede wszystkim do rabowania i kroczenia obudowy wyrobisk oraz w pierwszej fazie osadzania, gdy muszą być włączone duże strumienie objętości (rabowanie = rozluźnianie i usuwanie zestawu obudowy; kroczenie = ruch w górę zestawu obudowy; osadzanie = pozycjonowanie zestawu obudowy i jej tarcz w położeniu zamocowania). Jeśli to tylko możliwe, należy unikać wysokiego ciśnienia przy dużych strumieniach objętości z powodu związanego z tym bardzo dużego obciążenia zaworów. Przede wszystkim włączenie wysokiego ciśnienia w fazach pracy, które są związane z dużym strumieniem objętości mogłoby prowadzić do uszkodzenia układu wysokiego ciśnienia.

Celem wynalazku jest opracowanie hydraulicznego urządzenia odbiorczego w ten sposób, że w zależności od wyboru, to znaczy swobodnie lub w sposób sterowany systemowo może być przyłożone do niego średnie lub wysokie ciśnienie bez wystąpienia niebezpieczeństwa uszkodzenia źródła wysokiego ciśnienia i układu wysokiego ciśnienia i tłoczenia dużych strumieni objętości przy wysokim ciśnieniu.

Cel ten zgodnie z wynalazkiem został zrealizowany przez hydrauliczne urządzenie odbiorcze zawierające układ zaworów sterujących i zaporowych, za pomocą którego przyłącze hydraulicznego urządzenia odbiorczego jest łączone na przemian z przyłączem średniego ciśnienia lub z przyłączem wysokiego ciśnienia i przy połączeniu przyłącza urządzenia odbiorczego z przyłączem wysokiego ciśnienia połączenie do przyłącza średniego ciśnienia jest odcinane, które charakteryzuje się tym, że układ zaworów sterujących i zaporowych posiada zawór sterujący pomiędzy przyłączem średniego ciśnienia i przyłączem urządzenia odbiorczego, zawór sterujący pomiędzy przyłączem wysokiego ciśnienia i przyłączem urządzenia odbiorczego oraz ma zawór zaporowy, za pomocą którego przy występującym średnim ciśnieniu połączenie pomiędzy zaworem sterującym przyłącza średniego ciśnienia i przyłączem urządzenia odbiorczego jest stale otwarte, a połączenie pomiędzy zaworem sterującym przyłącza wysokiego ciśnienia i przyłączem urządzenia odbiorczego jest stale zamknięte, przy czym tłok zaworu zaporowego, jest zamocowany ruchomo pomiędzy położeniem przepływu i położeniem odcinania, przy czym w położeniu przepływu otwarte jest połączenie pomiędzy przyłączem średniego ciśnienia i przyłączem urządzenia odbiorczego a w położeniu odcinania połączenie między przyłączem urządzenia odbiorczego i przyłączem średniego ciśnienia jest odcięte, a połączenie między przyłączem urządzenia odbiorczego i przyłączem wysokiego ciśnienia jest otwarte, przy czym tłok zaworu zaporowego z jednej strony jest utrzymywany w swoim położeniu przepływu przez stale będącą pod działaniem średniego ciśnienia powierzchnię sterującą średniego ciśnienia, a z drugiej strony jest tak wstępnie hydraulicznie wysterowany przez powierzchnię sterującą wysokiego ciśnienia będącą pod działaniem wysokiego ciśnienia, i przez współdziałającą powierzchnię sterującą przyłącza urządzenia odbiorczego będącą pod działaniem ciśnienia przyłącza urządzenia odbiorczego, że tłok zaworu zaporowego jest przemieszczany w swoje położenie odcinania wtedy, kiedy ciśnienie przyłącza urządzenia odbiorczego przekracza zadane graniczne ciśnienie hydrauliczne, którego wartość leży znacznie powyżej ciśnienia atmosferycznego i korzystnie zasadniczo odpowiada wysokości średniego ciśnienia.

PL 208 841 B1

Korzystnie, tłok zaworu zaporowego jest ciągle wstępnie wysterowywany za pomocą średniego ciśnienia przez przewód doprowadzający średnie ciśnienie i w ten sposób jest przełączany w swoje położenie przepływu, że przepływ od przyłącza średniego ciśnienia do przyłącza urządzenia odbiorczego jest swobodny.

Korzystnie, tłok zaworu zaporowego na swoim obwodzie ma dwie przeciwdziałające powierzchnie różnicowe, z których jedna powierzchnia różnicowa jako powierzchnia sterująca średniego ciśnienia, stale jest zasilana średnim ciśnieniem w ten sposób, że tłok zaworu zaporowego dostaje się w swoje położenie przepływu, w którym odsłonięte jest nieprzerwanie połączenie między przyłączem średniego ciśnienia i przyłączem urządzenia odbiorczego, i z których druga powierzchnia, jako przeciwdziałająca powierzchnia sterująca wysokiego ciśnienia, jest zasilana wysokim ciśnieniem przez zawór sterujący wysokiego ciśnienia, i że tłok zaworu zaporowego posiada ponadto powierzchnię sterującą ciśnienia w urządzeniu odbiorczym, na którą działa ciśnienie w urządzeniu odbiorczym, przy czym powierzchnia sterująca ciśnienia w urządzeniu odbiorczym i powierzchnia sterująca wysokiego ciśnienia współdziałają i w ten sposób są zwymiarowane, że są wystarczające do przełączenia tłoka zaworu zaporowego w jego położenie odcinania (w którym przyłącze wysokiego ciśnienia jest połączone z przyłączem urządzenia odbiorczego, a przyłącze średniego ciśnienia jest zamknięte) w wyniku przezwyciężenia średniego ciśnienia na powierzchni sterującej średniego ciśnienia tylko wtedy, gdy na powierzchni sterującej ciśnienia w urządzeniu odbiorczym utrzymuje się co najmniej określone z góry ciśnienie graniczne.

Korzystnie dalej, tłok zaworu zaporowego ma kształt walca i swoimi obydwiema powierzchniami czołowymi jest umieszczony w komorze zaworu zaporowego tak, że jedna powierzchnia czołowa w położeniu zamkniętym tłoka zaworu zaporowego, zamyka komorę zaworu względem przyłącza średniego ciśnienia jako element osadczy, i że druga powierzchnia czołowa, jako powierzchnia sterująca ciśnienia w urządzeniu odbiorczym jest wystawiona na działanie ciśnienia w przyłączu urządzenia odbiorczego.

Korzystnie wreszcie, układ zaworów sterujących i zaporowych obejmuje zawór sterujący średnim ciśnieniem do przyłączenia urządzenia odbiorczego do przewodu doprowadzającego średnie ciśnienie i zawór sterujący wysokim ciśnieniem do przyłączenia urządzenia odbiorczego do przewodu doprowadzającego wysokie ciśnienie.

Dzięki wynalazkowi osiąga się to, że hydrauliczne urządzenie odbiorcze może być napędzane stale przez układ średniego ciśnienia, a mianowicie także wtedy, gdy nie ma do dyspozycji wysokiego ciśnienia, ponieważ, na przykład inne urządzenia odbiorcze mają pierwszeństwo. Co prawda możliwe jest włączenie w każdej chwili wysokiego ciśnienia w sposób sterowany swobodnie lub sterowany systemowo, na przykład przy dyspozycji dostarczenia od czujników lub za pomocą ręcznego sterowania, jednakże przy odpowiednich założeniach dotyczących warunków eksploatacji hydraulicznego urządzenia odbiorczego. Wyeliminowane jest niebezpieczeństwo uszkodzenia układu wysokiego ciśnienia przy włączeniu wysokiego ciśnienia nie w porę.

Wynalazek jest zrealizowany od strony hydraulicznej przez to, że jest przygotowany odpowiedni zawór trójdrogowy - poniżej określony jako zawór zaporowy - za pomocą którego są realizowane wymagane funkcje sterowania.

W tym zaworze zaporowym tłok zaworu jest utrzymywany w sposób ciągły, to znaczy we wszystkich warunkach eksploatacji, z jednym wyjątkiem, w swoim położenia przepływu, tak, że zapewnione jest stałe połączenie między przyłączem średniego ciśnienia i przyłączem hydraulicznego urządzenia odbiorczego. Wyjątkowa sytuacja eksploatacyjna polega na tym, że z jednej strony następuje dołączenie wysokiego ciśnienia i z drugiej strony tłok zaworu zaporowego jest zasilany także ciśnieniem urządzenia odbiorczego w sensie wstępnego wysterowania.

Za co najmniej niezbędne ciśnienie graniczne urządzenia odbiorczego, które powoduje przełączenie tłoka zaworu zaporowego w jego położenie zamknięte, uważa się tak wysokie ciśnienie, że wskutek dołączenia wysokiego ciśnienia na przyłącze urządzenia odbiorczego nie wystąpi zasadniczy spadek ciśnienia w układzie wysokiego ciśnienia i w celu zwiększenia ciśnienia w urządzeniu odbiorczym nie muszą być także przemieszczane duże strumienie objętości.

Osiągnięcie i nastawienie położenia przepływu można uzyskać, na przykład dzięki temu, że tłok zaworu zaporowego jest obciążony w odpowiednim kierunku za pomocą sprężyny. W urządzeniu według wynalazku tłok zaworu zaporowego działa jako prosty zawór zwrotny (zawór jednokierunkowy), który zapobiega niezamierzonemu opuszczeniu urządzenia odbiorczego pod zewnętrznym obciążeniem, gdy urządzenie odbiorcze nie jest przyłączone ani do średniego, ani do wysokiego ciśnienia.

PL 208 841 B1

Możliwe jest czułe, ciągłe sterowanie urządzeniem odbiorczym za pomocą zaworu sterującego średnim ciśnieniem.

Udoskonalenie, w którym powierzchnie do wysterowania wstępnego i kołnierze oporowe tłoka są wykonane na obwodzie walcowego tłoka zaworu zaporowego, wychodzi naprzeciw zastosowaniu w położeniu przepływu zaworu zaporowego jako zaworu zwrotnego o małym oporze. A więc na tłoku zaworu zaporowego są wykonane dwie powierzchnie do wysterowania wstępnego, które działają w kierunku poł o ż enia zamknię tego i z jednej strony są zasilane wysokim ciś nieniem, z drugiej strony zaś ciśnieniem w urządzeniu odbiorczym. Te powierzchnie do wysterowania wstępnego mogą być wykonane również na obwodzie tłoka.

Wynalazek służy z jednej strony do uproszczenia budowy tłoka, z drugiej zaś strony umożliwia większe przekroje przepływu, mniejszy opór przepływu i nie powodujące zużycia tłoczenie dużych strumieni objętości.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia hydrauliczne urządzenie odbiorcze w układzie hydraulicznym, fig. 2 - przykład wykonania zaworu zaporowego i fig. 3 - drugi przykład wykonania zaworu zaporowego ze szczególnie ukształtowanym przyłączem wysokiego ciśnienia.

W sposób uproszczony przedstawione jest hydrauliczne urządzenie odbiorcze zawierające, na przykład układ tłok-cylinder 1 składający się z cylindra 2, tłoka 3 i stempla 4. Do wykonania ruchu w górę cylinder jest zasilany za pomocą przyłącza urządzenia odbiorczego ciśnieniem hydraulicznym przez przedstawiony układ zaworów sterujących i zaporowych. Należy wspomnieć, że do wykonania ruchu w dół druga komora cylindra jest wyposażona w odpowiedni przewód przyłączeniowy urządzenia odbiorczego i w odpowiedni układ zaworów, który nie jest tutaj przedstawiony.

Przyłącze 5 urządzenia odbiorczego może być połączone za pomocą zaworu trójdrogowego - w tym zgłoszeniu przede wszystkim określonego jako zawór zaporowy 6 - z przyłączem średniego ciśnienia 7 lub z przyłączem wysokiego ciśnienia 9. Przyłącze średniego ciśnienia dysponuje, na przykład ciśnieniem 300 barów, przyłącze zaś wysokiego ciśnienia dysponuje ciśnieniem 400 barów. Zasilanie przyłącza średniego ciśnienia 7 średnim ciśnieniem P1 odbywa się za pomocą przewodu 11 przez zawór sterujący średnim ciśnieniem 10. Chodzi tu o zawór trójdrogowy dwupołożeniowy. Zawór 10 jest wstępnie hydraulicznie wysterowywany z przyłączeniami do przewodu średniego ciśnienia 11, przewodu powrotnego R i przyłącza 7 przez ciśnienie wysterowania wstępnego PV w przewodzie wstępnie wysterowango średniego ciśnienia 13. Sterowanie zaworem sterującym średnim ciśnieniem 10 odbywa się za pomocą zaworu wstępnie wysterowującego średnie ciśnienie 12. Przy tym chodzi tu o zawór trójdrogowy dwupołożeniowy z uruchamianiem elektromagnetycznym. Średnie ciśnienie P1 jest przeprowadzane jako ciśnienie wstępnie wysterowane PV do przewodu wstępnie wysterowanego średniego ciśnienia 13. Dzięki temu sterowaniu następuje połączenie przewodów 11 i 7.

Zawór sterujący średnim ciśnieniem 10 korzystnie jest wykonany jako zawór gniazdowy z gniazddem, który w stanie spoczynku zaworu, pod działaniem siły ciśnienia pompy zamyka połączenie od przewodu 11 pompy P1 do przyłącza urządzenia odbiorczego 7.

Dołączenie wysokiego ciśnienia P2 do przyłącza wysokiego ciśnienia 9 odbywa się przez zawór sterujący wysokim ciśnieniem 14. Chodzi tu o zawór trójdrogowy dwupołożeniowy, który jest hydraulicznie wstępnie wysterowywany za pomocą ciśnienia wstępnie wysterowanego PV w przewodzie wstępnie wysterowanego średniego ciśnienia 17. Do wstępnego wysterowania służy zawór wstępnie wysterowujący wysokie ciśnienie 16, za pomocą którego przewód wstępnie wysterowanego wysokiego ciśnienia 17 jest połączony z przewodem pompy P1. Także tutaj jest więc zastosowane średnie ciśnienie jako ciśnienie wstępnie wysterowane PV. Zawór wstępnie wysterowujący wysokie ciśnienie 16 również jest uruchamiany elektromagnetycznie i w swoim położeniu spoczynkowym połączony z przewodem powrotnym. Także zawór sterujący wysokim ciśnieniem 14 korzystnie jest wykonany jako zawór gniazdowy z gniazdem, który w położeniu spoczynkowym zaworu zamyka połączenie między przewodem 15 pompy P2 przeprowadzającym wysokie ciśnienie do przyłącza wysokiego ciśnienia 9 lub przewodu powrotnego R.

Układ zaworów sterujących i zaporowych przedstawiony do tego miejsca jest wykonany w ten sposób, że hydrauliczne urządzenie odbiorcze może być użytkowane w sposób ciągły za pomocą średniego ciśnienia, z wyjątkiem poniżej przedstawionego stanu pracy urządzenia; we wszystkich innych stanach pracy poza tym wyjątkowym, za pomocą zaworu trójdrogowego 6 zapewnione jest wolne od oporów połączenie między przyłączem średniego ciśnienia 7 i przyłączem urządzenia odbiorczego 5. Dzięki elektromagnetycznemu uruchamianiu zaworu wstępnie wysterowującego średnie ciśnienie 12,

PL 208 841 B1 tłok 3 i stempel 4 mogą być przemieszczane do góry. Przy elektromagnetycznym uruchamianiu nieprzedstawionego tutaj odpowiedniego zaworu wstępnie wysterowującego dla ruchu w dół zwalnia elektromagnes zaworu wstępnie wysterowującego 12. Tym samym zawór wstępnie wysterowujący 12 i zawór sterujący średnim ciśnieniem 10 przełączają w położenie przepływu powrotnego, tak że tłok 3 może przemieścić się w dół. Także w tym wypadku zawór trójdrogowy 6 pozostaje otwarty.

Teraz w układzie zaworów sterujących i zaporowych należy zadbać o to, żeby dołączenie wysokiego ciśnienia, to znaczy połączenie przyłącza urządzenia odbiorczego 5 z przyłączem wysokiego ciśnienia 9 także przy odpowiednim uruchomieniu elektromagnesów zaworu wstępnie wysterowującego wysokie ciśnienie 16 i połączenie zaworu sterującego wysokim ciśnieniem 14 nie mogło nastąpić nie w porę. Połączenie jest możliwe tylko wtedy, gdy w urządzeniu odbiorczym 1 lub przyłączu urządzenia odbiorczego 5 zostaje osiągnięte co najmniej określone z góry hydrauliczne ciśnienie graniczne. To hydrauliczne ciśnienie graniczne przekracza ciśnienie atmosferyczne i leży zasadniczo w zakresie, w którym leży także średnie ciśnienie. Ciśnienie graniczne jest dobrane w ten sposób, że zasilanie hydraulicznego urządzenia odbiorczego wysokim ciśnieniem nie prowadzi do zbyt dużych strumieni objętości i do zaniku ciśnienia w układzie wysokiego ciśnienia, a także do nadmiernego zużycia zaworów. Poza tym, jeśli żąda się pracy przy ciśnieniu 300 barów, ciśnienie graniczne nie powinno być niższe niż 100 barów.

A więc ma miejsce blokada zaworów. W najprostszym przypadku może to zdarzyć się wskutek tego, że ciśnienie w urządzeniu odbiorczym jest mierzone za pomocą czujnika ciśnienia i elektryczne uruchomienie elektromagnesów zaworu wstępnie wysterowującego wysokie ciśnienie 16 jest zablokowane dopóty, dopóki nie zostanie osiągnięte ciśnienie graniczne. Poniżej opisano, jak wynalazek może być zrealizowany za pomocą rozwiązania hydraulicznego. Poniższy opis fig. 2 i fig. 3 odnosi się do szczególnego wykonania zaworu trójdrogowego lub zaworu zaporowego 6, który jest zintegrowany z układem połączeń według fig. 1. Poniższy opis tak samo obowiązuje dla fig. 2 i fig. 3, o ile wyraźnie nie wskazuje się na różnice.

Zwykle zawór trójdrogowy posiada tłok zaworu, który jest ruchomy tam i z powrotem między przyłączami ciśnienia i odsłania przyłącze z wyższym ciśnieniem do przyłącza odprowadzającego i zamyka przyłącze z niższym ciśnieniem. W przykładach wykonania szczególne wykonanie tego zaworu trójdrogowego jest przewidziane w ten sposób, że jako zawór zaporowy względem przyłącza wysokiego ciśnienia może także przejąć szczególną funkcję. Zawór zaporowy 6 połączony jest za pomocą przyłącza średniego ciśnienia 7 z zaworem sterującym średnim ciśnieniem 10 i za pomocą przyłącza wysokiego ciśnienia 9 z zaworem sterującym wysokim ciśnieniem 14. Zależnie od wyboru, za pomocą tłoka zaworu zaporowego 19 przyłącze średniego ciśnienia 7 lub przyłącze wysokiego ciśnienia 9 połączone jest z przyłączem urządzenia odbiorczego 5.

Tłok zaworu zaporowego 19 ma na jednym końcu element osadczy 23, który odpowiada pierścieniowej powierzchni gniazda 22 w korpusie zaworu 18. Wskutek wsunięcia elementu osadczego 23 w gniazdo 22 komora wlotowa 24 korpusu zaworu zostaje szczelnie zamknięta wobec przyłącza średniego ciśnienia 7. To położenie w tym zgłoszeniu jest określone jako położenie zamknięte lub pozycja zamknięta. Przeciwna pozycja przedstawiona na fig. 2 i fig. 3 jest określona jako pozycja przepływu lub położenie przepływu. W tej pozycji komora wlotowa 24 korpusu zaworu 18 jest połączona z przyłączem średniego ciśnienia 7 w miarę możliwości w sposób wolny od oporów. W tłoku 19 w kierunku promieniowym jest wywiercony otwór przepustowy 25, który łączy komorę wlotową 24 z centralnym otworem 26 w tłoku, który leży w osi tłoka. Otwór centralny 26 na drugim końcu jest poprowadzony na zewnątrz i łączy się tutaj z komorą urządzenia odbiorczego 33, która jest wykonana w korpusie zaworu. Komora urządzenia odbiorczego 33 z jednej strony jest na stałe połączona z przyłączem urządzenia odbiorczego 5 i z drugiej strony z komorą wlotową 24. To obowiązuje dla wykonania według fig. 2. W wykonaniu według fig. 2 przyłącze urządzenia odbiorczego 5 odgałęzia się w bok od korpusu zaworu 18. Przy tym przyłącze urządzenia odbiorczego 5 leży po sąsiedzku z przyłączem wysokiego ciśnienia 9. Na stronie końcowej odwróconej od elementu osadczego 23 tłok zaworu zaporowego 19 ma walcowy kołnierz sterujący 31. Ten kołnierz sterujący przysłania i zamyka przyłącze wysokiego ciśnienia 9 w stosunku do przyłącza urządzenia odbiorczego 5 i za pomocą krawędzi obwodowej na swojej powierzchni czołowej 38 otwiera to połączenie, gdy tłok zaworu zaporowego 19 - na ilustracji w lewo - przemieszcza się w swoje zamknięte położenie. Końcowy kołnierz tłoka 32 ma mniejszą średnicę niż kołnierz sterujący 31. Dlatego ten kołnierz tłoka 32 pozostawia na kołnierzu sterującym 31 swobodną powierzchnię pierścieniową 38, która w tym zgłoszeniu jest określona dalej jako powierzchnia sterująca ciśnieniem urządzenia odbiorczego. Kołnierz sterujący 31 za pomocą tej powierz6

PL 208 841 B1 chni czołowej ogranicza komorę urządzenia odbiorczego 33 tak, że ciśnienie w komorze 33 stara się przesunąć tłok w kierunku do położenia zamkniętego tłoka zaworu zaporowego i zamyka ją w kierunku do końca korpusu zaworu.

Na końcu odwróconym od położenia zamkniętego, korpus zaworu tworzy komorę wyrównawczą 34, która jest połączona z komorą wlotową 24 za pomocą otworu centralnego 26 i otworu przepustowego 25. Tłok zaworu zaporowego 19 posiada ponadto między elementem osadczym 23 i kołnierzem sterującym 31 najpierw pierwszy kołnierz tłoka 35, a dopiero potem drugi kołnierz tłoka 40 o większej średnicy. Pierwszy kołnierz tłoka 35 pokrywa komorę zaworu 41 utworzoną w korpusie zaworu 18, która służy jako komora średniego ciśnienia i za pomocą przewodu 36 stale otrzymuje średnie ciśnienie P1. Komora średniego ciśnienia 41 jest ograniczona w kierunku drugiego kołnierza tłoka 40 za pomocą jego powierzchni czołowej 28, która wobec pierwszego kołnierza tłoka 35 tworzy powierzchnię pierścieniową, na którą przykładane stale średnie ciśnienie P1 działa w tym sensie, że siła jest wywierana w kierunku położenia przepływu tłoka zaworu zaporowego 19.

Na swojej drugiej stronie czołowej drugi kołnierz tłoka 40 tworzy w stosunku do kołnierza sterującego 31 powierzchnię pierścieniową 29, która za pomocą przyłącza wysokiego ciśnienia 9 jest wystawiona na działanie wysokiego ciśnienia w komorze zaworu 37 służącej jako komora wysokiego ciśnienia, o ile przyłącze wysokiego ciśnienia 9 jest zasilane wysokim ciśnieniem P2 przez zawór sterujący wysokim ciśnieniem 14. Wysokie ciśnienie oddziałuje na powierzchnię sterującą wysokim ciśnieniem 29 w kierunku siły, która przesuwa tłok zaworu zaporowego 19 w jego zamknięte położenie.

W tym wykonaniu według fig. 2 wysterowanie wstępne tłoka zaworu zaporowego 19 następuje w poniżej opisany sposób. Na środkowym drugim kołnierzu tłoka 40 o większej średnicy są utworzone względem sąsiednich kołnierzy tłoka 35 i 31 powierzchnie pierścieniowe 28 i 29. Powierzchnia pierścieniowa 28 i pierwszy kołnierz tłoka 35 tworzą z korpusem zaworu 18 komorę zaworu 34, komorę średniego ciśnienia zaworu, która jest połączona stale ze średnim ciśnieniem P1 - zobacz także na fig. 1 - za pomocą przewodu doprowadzającego średnie ciśnienie 36. Ciśnienie na powierzchni czołowej średniego ciśnienia 28 działa na tłok zaworu zaporowego 19 w kierunku przestawienia go w położenie przepływu. Leżąca naprzeciw pierwszego kołnierza tłoka 35 powierzchnia pierścieniowa 29 tworzy z korpusem zaworu 18 komorę 37, która jest połączona z przyłączem wysokiego ciśnienia 9.

Jak pokazano na fig. 1 przyłącze wysokiego ciśnienia 9 jest zasilane wysokim ciśnieniem lub odciążane za pomocą zaworu sterującego wysokim ciśnieniem 14 i zaworu wysterowującego wstępnie wysokie ciśnienie 16. Na kołnierzu sterującym 31 jest ponadto utworzona powierzchnia sterująca ciśnieniem w urządzeniu odbiorczym 38, która jest skierowana zgodnie z powierzchnią pierścieniową 29. Powierzchnia pierścieniowa 38 oraz końcowy kołnierz tłoka 32 i korpus zaworu 18 tworzą komorę urządzenia odbiorczego 33, która jest połączona - zobacz na fig. 1 - z przyłączem urządzenia odbiorczego 5. Ciśnienie na powierzchni sterującej wysokim ciśnieniem 29 i ta powierzchnia sterująca ciśnieniem w urządzeniu odbiorczym 38 działają w kierunku przestawienia tłoka zaworu zaporowego 19 w jego zamknięte położenie. Powierzchnia pierścieniowa 28 z jednej strony i powierzchnie pierścieniowe 29 oraz 38 z drugiej strony są więc tak zwymiarowane, że średnie ciśnienie występujące w komorze środkowej 41 i siła wywierana dzięki temu w kierunku położenia przepływu mogą być pokonane tylko wskutek zasilania przeciwdziałającej powierzchni pierścieniowej 29 wysokim ciśnieniem i tłok 19 jest popychany w jego zamknięte położenie wtedy, gdy jednocześnie na powierzchni pierścieniowej 38, to znaczy w przyłączu urządzenia odbiorczego 5 i w urządzeniu odbiorczym 1 panuje określone ciśnienie graniczne. To ciśnienie graniczne może być równe lub mniejsze niż średnie ciśnienie. W każdym razie jest ono większe niż ciśnienie atmosferyczne i na ogół jest ustalane według uznania przy wymiarowaniu zaworu. Jest ono tak duże, że przełączenie tłoka 19 w jego zamknięte położenie następuje tylko wtedy, gdy za pomocą doprowadzenia wysokiego ciśnienia na przyłącze wysokiego ciśnienia 9 nie występuje już znaczny strumień objętości w kierunku urządzenia odbiorczego 1.

Zawór zaporowy według fig. 3 różni się od wcześniej opisanego przede wszystkim tym, że przyłącze urządzenia odbiorczego 5 i tłok zaworu zaporowego 19 mają wspólną oś. Dzięki temu otwór centralny 26 w tłoku zaworu zaporowego 19 znajduje się w stałym połączeniu z przyłączem 5 urządzenia odbiorczego 1.

Kołnierz sterujący 31 także tutaj w położeniu przepływu tłoka 19 zamyka komorę wysokiego ciśnienia 37 z przyłączem wysokiego ciśnienia 9. Kołnierz sterujący 31 posiada w kierunku promieniowym otwory wysokiego ciśnienia 27, które mają ujście w otworze centralnym 26. Te otwory wysokiego ciśnienia 27 łączą w zamkniętym położeniu tłoka zaworu 19 komorę zaworu wysokiego ciśnienia 37 z otworem centralnym 26. Przed osiągnięciem zamkniętego położenia otwory wysokiego ciśnienia 27

PL 208 841 B1 pozostają zamknięte przez korpus zaworu 18. W tym przykładzie wykonania trzecia powierzchnia wysterowywania wstępnego 38, na którą działa ciśnienie w urządzeniu odbiorczym 5 jest utworzona przez całą powierzchnię czołową tłoka 19 na wyjściu korpusu zaworu 18 do przyłącza urządzenia odbiorczego 5. W tym wypadku należy uwzględnić zmienione wielkości powierzchni czołowych 28, 29, 38, aby można było uzyskać wcześniej opisaną funkcję polegającą na tym, że tłok 19 tylko wtedy zostaje przełączony w swoje zamknięte położenie, gdy w przyłączu wysokiego ciśnienia 9 i komorze wysokiego ciśnienia występuje wysokie ciśnienie i w końcowej komorze urządzenia odbiorczego występuje co najmniej określone z góry ciśnienie graniczne.

Odnośnie działania: Urządzenie odbiorcze może być napędzane za pomocą będącego do dyspozycji średniego ciśnienia bez jakichkolwiek trudności w ten sposób, że nie następuje dołączenie wysokiego ciśnienia, gdy to jest możliwe stosownie do zewnętrznych warunków pracy. A więc tłok zaworu zaporowego 19 z powodu średniego ciśnienia P1 występującego stale w kanale 36 i w odpowiedniej komorze zaworu zawsze pozostaje w swoim położeniu przepływu. Z drugiej strony nie może nastąpić błędne dołączenie wysokiego ciśnienia. Może to mieć znaczenie, na przykład wtedy, gdy po stanie spoczynku najpierw zostanie przypadkowo uruchomiony zawór sterujący wysokim ciśnieniem. Ponieważ w tym wypadku średnie ciśnienie P1 występuje już w przewodzie 36, zawór pozostaje w swoim położeniu przepływu, w którym połączenie między przyłączem wysokiego ciśnienia 9 i przyłączem urządzenia odbiorczego 5 jest zamknięte. Dołączenie wysokiego ciśnienia 9 może nastąpić właściwie dopiero wtedy, gdy albo urządzenie odbiorcze znajduje się pod obciążeniem w takim stopniu, że ciśnienie w urządzeniu odbiorczym jest równe lub większe od ciśnienia granicznego, albo wskutek uruchomienia zaworu sterującego średnim ciśnieniem początkowo został zrealizowany wzrost ciśnienia w urządzeniu odbiorczym w takim stopniu, że jest uzyskane ciśnienie graniczne - w razie wątpliwości może tu chodzić o średnie ciśnienie. Dopiero wtedy siły nastawcze na powierzchniach pierścieniowych 29 i 38 wystarczają do tego, aby pokonać siłę nastawczą na powierzchni pierścieniowej 28 i przemieścić tłok zaworu zaporowego 19 w jego zamknięte położenie. Dzięki temu zostaje wytworzone połączenie między przyłączem wysokiego ciśnienia 9 i przyłączem urządzenia odbiorczego 5 za pomocą krawędzi obwodowej kołnierza sterującego 31 (fig. 2) lub za pomocą otworów promieniowych 27 w kołnierzu sterującym 31 Połączenie między przyłączem urządzenia odbiorczego 5 i przyłączem średniego ciśnienia 7 jest jednakże zamknięte; jednocześnie zamknięte jest połączenie między przyłączem wysokiego ciśnienia 9 i przyłączem średniego ciśnienia 7.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Hydrauliczne urządzenie odbiorcze zawierające układ zaworów sterujących i zaporowych, za pomocą którego przyłącze hydraulicznego urządzenia odbiorczego jest łączone na przemian z przyłączem średniego ciśnienia lub z przyłączem wysokiego ciśnienia i przy połączeniu przyłącza urządzenia odbiorczego z przyłączem wysokiego ciśnienia połączenie do przyłącza średniego ciśnienia jest odcinane, znamienne tym, że układ zaworów sterujących i zaporowych posiada zawór sterujący (10) pomiędzy przyłączem średniego ciśnienia (7) i przyłączem urządzenia odbiorczego (5), zawór sterujący (14) pomiędzy przyłączem wysokiego ciśnienia i przyłączem urządzenia odbiorczego (5) oraz ma zawór zaporowy, za pomocą którego przy występującym średnim ciśnieniu (P1) połączenie pomiędzy zaworem sterującym (10) przyłącza średniego ciśnienia (7) i przyłączem urządzenia odbiorczego (5) jest stale otwarte, a połączenie pomiędzy zaworem sterującym (14) przyłącza wysokiego ciśnienia i przyłączem urządzenia odbiorczego (5) jest stale zamknięte, przy czym tłok (19) zaworu zaporowego (6), jest zamocowany ruchomo pomiędzy położeniem przepływu i położeniem odcinania, przy czym w położeniu przepływu otwarte jest połączenie pomiędzy przyłączem średniego ciśnienia (7) i przyłączem urządzenia odbiorczego (5), a w położeniu odcinania połączenie między przyłączem urządzenia odbiorczego (5) i przyłączem średniego ciśnienia (7) jest odcięte, a połączenie między przyłączem urządzenia odbiorczego (5) i przyłączem wysokiego ciśnienia jest otwarte, przy czym tłok zaworu zaporowego z jednej strony jest utrzymywany w swoim położeniu przepływu przez stale będącą pod działaniem średniego ciśnienia powierzchnię sterującą średniego ciśnienia (28), a z drugiej strony jest tak wstępnie hydraulicznie wysterowany przez powierzchnię sterującą wysokiego ciśnienia (29) będącą pod działaniem wysokiego ciśnienia (P2), i przez współdziałającą powierzchnię sterującą przyłącza urządzenia odbiorczego (38) będącą pod działaniem ciśnienia przyłącza urządzenia odbiorczego, że tłok zaworu zaporowego jest przemieszczany w swoje położenie odcinania wtedy, kiedy ciśnienie

PL 208 841 B1 przyłącza urządzenia odbiorczego (5) przekracza zadane graniczne ciśnienie hydrauliczne, którego wartość leży znacznie powyżej ciśnienia atmosferycznego i korzystnie zasadniczo odpowiada wysokości średniego ciśnienia.
2. Hydrauliczne urządzenie odbiorcze według zastrz. 1, znamienne tym, że tłok zaworu zaporowego jest ciągle wstępnie wysterowywany za pomocą średniego ciśnienia (P1) przez przewód doprowadzający średnie ciśnienie (36) i w ten sposób jest przełączany w swoje położenie przepływu, że przepływ od przyłącza średniego ciśnienia (7) do przyłącza urządzenia odbiorczego (5) jest swobodny.
3. Hydrauliczne urządzenie odbiorcze według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że tłok zaworu zaporowego (6) na swoim obwodzie ma dwie przeciwdziałające powierzchnie różnicowe (28, 29), z których jedna, powierzchnia różnicowa, jako powierzchnia sterująca średniego ciśnienia (28), stale jest zasilana średnim ciśnieniem w ten sposób, że tłok zaworu zaporowego dostaje się w swoje położenie przepływu, w którym odsłonięte jest nieprzerwanie połączenie między przyłączem średniego ciśnienia (7) i przyłączem urządzenia odbiorczego (5), i z których druga powierzchnia, jako przeciwdziałająca powierzchnia sterująca wysokiego ciśnienia (29), jest zasilana wysokim ciśnieniem przez zawór sterujący wysokiego ciśnienia, i że tłok zaworu zaporowego (19) posiada ponadto powierzchnię sterującą ciśnienia w urządzeniu odbiorczym (38), na którą działa ciśnienie w urządzeniu odbiorczym, przy czym powierzchnia sterująca ciśnienia w urządzeniu odbiorczym (38) i powierzchnia sterująca wysokiego ciśnienia (29) współdziałają i w ten sposób są zwymiarowane, że są wystarczające do przełączenia tłoka zaworu zaporowego (19) w jego położenie odcinania, (w którym przyłącze wysokiego ciśnienia jest połączone z przyłączem urządzenia odbiorczego, a przyłącze średniego ciśnienia jest zamknięte) w wyniku przezwyciężenia średniego ciśnienia na powierzchni sterującej średniego ciśnienia (28) tylko wtedy, gdy na powierzchni sterującej ciśnienia w urządzeniu odbiorczym utrzymuje się co najmniej określone z góry ciśnienie graniczne.
4. Hydrauliczne urządzenie odbiorcze według zastrz. 3, znamienne tym, że tłok zaworu zaporowego ma kształt walca i swoimi obydwiema powierzchniami czołowymi jest umieszczony w komorze zaworu zaporowego (18) tak, że jedna powierzchnia czołowa (23) w położeniu zamkniętym tłoka zaworu zaporowego (19), zamyka komorę zaworu (24) względem przyłącza średniego ciśnienia jako element osadczy, i że druga powierzchnia czołowa (38), jako powierzchnia sterująca ciśnienia w urządzeniu odbiorczym jest wystawiona na działanie ciśnienia w przyłączu urządzenia odbiorczego.
5. Hydrauliczne urządzenie odbiorcze według zastrz. 1, znamienne tym, że układ zaworów sterujących i zaporowych obejmuje zawór sterujący średnim ciśnieniem do przyłączenia urządzenia odbiorczego do przewodu doprowadzającego średnie ciśnienie i zawór sterujący wysokim ciśnieniem do przyłączenia urządzenia odbiorczego do przewodu doprowadzającego wysokie ciśnienie.