PL222697B1 - Zawór sterujący, zwłaszcza do zastosowania w hydraulicznych narzędziach, zwłaszcza ratowniczych, realizujący funkcję zabezpieczenia układu wykonawczego przed spadkiem ciśnienia w przypadku nagłego spadku ciśnienia płynu hydraulicznego - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 222697 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 406406 (22) Data zgłoszenia: 06.12.2013 (51) Int.Cl.

F16K 11/07 (2006.01) F15B 13/02 (2006.01) F16K 31/122 (2006.01)

Zawór sterujący, zwłaszcza do zastosowania w hydraulicznych narzędziach, (54) zwłaszcza ratowniczych, realizujący funkcję zabezpieczenia układu wykonawczego przed spadkiem ciśnienia w przypadku nagłego spadku ciśnienia płynu hydraulicznego (73) Uprawniony z patentu:

(43) Zgłoszenie ogłoszono:

08.06.2015 BUP 12/15

INSTYTUT TECHNOLOGII EKSPLOATACJI - PAŃSTWOWY INSTYTUT BADAWCZY, Radom, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

31.08.2016 WUP 08/16 (72) Twórca(y) wynalazku:

JAN WIEJAK, Radom, PL ANDRZEJ ZBROWSKI, Radom, PL TOMASZ SAMBORSKI, Radom, PL (74) Pełnomocnik:

rzecz. pat. Alicja Rumpel

PL 222 697 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zawór sterujący, zwłaszcza do zastosowania w hydraulicznych narzędziach, zwłaszcza ratowniczych, realizujący funkcję zabezpieczenia układu wykonawczego przed spadkiem ciśnienia w przypadku nagłego spadku ciśnienia płynu hydraulicznego w układzie wykonawczym podczas pracy w przypadku uszkodzenia (przecięcia) przewodu zasilającego.

Ze zgłoszenia polskiego wzoru użytkowego 96659 znany jest hydrauliczny zestaw nożycowy do przecinania kabli elektroenergetycznych składający się z się z olejowej pompy hydraulicznej z napędem ręcznym lub nożnym oraz nożyc tnących z wymiennymi ostrzami. Przewód zasilający z olejem posiada własności dielektryczne. W miejscach łączenia przewodu z pompą i nożyc ami zastosowane są samouszczelniające się gwintowane połączenia.

Z kolei opis patentowy PL 169818 ujawnia konstrukcję hydraulicznego siłownika z zaworem samoczynnym, zwłaszcza do okrętowej śruby nastawnej, jaki umożliwia unieruchomienie śruby okrętowej w wypadku awarii układu olejowego napędzającego ją serwomotoru. Siłownik ma samoczynny zawór osadzony w otworze drąga, a w nim cylinder z tłoczkiem wyposażonym w obustronne sworznie otwierające płytki w celu umożliwienia przepływu oleju roboczego z komór do komory przedniej siłownika otworem wzdłużnym lub tylnej otworem wzdłużnym. Przy zanikaniu ciśnienia zasilającego zawór sprężyny oraz ciśnienie panujące w przedniej lub tylnej komorze siłownika śruby, dociskają płytki blokując wypływ oleju roboczego z komory przedniej i tylnej siłownika śruby.

Znany jest także sterownik hydrauliczny ujawniony we wzorze użytkowym Ru53257 w którym zawieradle hydraulicznym w postaci rozciętej kulki, w rowku umieszczono wkładkę w kształcie wycinka koła. Oś obrotu kulki ułoży skowana jest w korku, a drugim końcem w wycięciu kulki oraz posiada uszczelnienie samonastawne. Na osi ma zabudowane kółko zębate współpracujące z zębatką moc owaną w przycisku.

Znany jest także zawór hydrauliczny według patentu PL167295, który posiada tłok zaworu, jaki na szczelnym gnieździe w położeniu zamkniętym zamyka przepływ z przyłącza pompy do przyłącza użytkownika, a w położeniu otwartym otwiera go. Powierzchni czołowej tłoka, po jednej stronie przed gniazdem, przeciwstawiona jest, po drugiej stronie wytwarzająca siłę, zamykająca powierzchnia tłoka, której komora ciśnieniowa jest połączona z komorą ciśnieniową za pośrednictwem dławika i którą w celu otwarcia zaworu należy otworzyć zaworem sterującym. Zawór sterujący jest umieszczony w przewodzie, łączącym z przyłączem powrotnym. Tłok zaworu na następnym gnieździe otwiera we wspomnianym położeniu zamkniętym przepływ z przyłącza użytkownika do przyłącza powrotnego i zamyka go we wspomnianym położeniu otwartym.

Znany jest także układ zabezpieczający podnośnika z nożycowym układem wysięgników według patentu PL 165928, w którym zastosowano dwustopniowy zawór przelewowy połączony z gałęziami zasilania siłowników, a otwór sterujący zaworu połączony jest z zaworem przełączającym.

Znane konstrukcje hydrauliki siłowej stosowane w narzędziach, zwłaszcza ratowniczych, wymagają znacznego reżimu okresowych przeglądów oraz szczególnej dbałości o czystość płynu h ydraulicznego jakim są zasilane. Często obserwowanym zjawiskiem są nagłe, niepożądane i spowodowane zamknięciem szczelin układów hydraulicznych skoki ciśnienia, czego wynikiem jest otwarcie zaworów awaryjnych instalacji hydraulicznych. Spadek ciśnienia płynu hydraulicznego w znaczący sposób utrudnia korzystanie z narzędzi, a w wypadku narzędzi ratowniczych stwarza ogromne zagrożenie dla poszkodowanych w stosunku do których prowadzona jest akcja ratunkowa.

Dlatego celowym było opracowanie konstrukcji zaworu sterującego, zwłaszcza do zastosowania w hydraulicznych narzędziach, zwłaszcza ratowniczych, realizujący funkcję zabezpieczenia układu wykonawczego przed spadkiem ciśnienia w przypadku nagłego spadku ciśnienia płynu hydrauliczn ego wykluczającej negatywne skutki otwarcia zaworów bezpieczeństwa lub uszkodzenia przewodów hydrauliki siłowej zasilających narzędzie.

Zawór sterujący, zwłaszcza do zastosowania w hydraulicznych narzędziach, zwłaszcza ratowniczych, realizujący funkcję zabezpieczenia układu wykonawczego przed spadkiem ciśnienia w przypadku nagłego spadku ciśnienia płynu hydraulicznego zawiera korpus zespołu sterującego, do którego zamocowana jest część przyłączeniowa, posiadająca co najmniej dwa gwintowane otwory przyłączeniowe do wkręcenia końcówek wysokociśnieniowych węży hydraulicznych. Korpus w przeciwległej w stosunku do części przyłączeniowej wyposażony jest w kołnierz, na którym umieszczona jest nakrętka łącząca mechanizm zaworu z modułem wykonawczym (narzędziem). Na korpusie zespołu sterującego umieszczone są co najmniej dwa pierścienie ślizgowe pomiędzy którymi umieszczona jest

PL 222 697 B1 manetka posiadająca zaczep przenoszący ruch obrotowy manetki na suwak pośrednio poprzez kołek. Manetka dociskana jest do położenia spoczynkowego sprężynami umieszczonymi w przestrzeni, korpusu, a końce sprężyn oparte są na elemencie stałym korpusu oraz elemencie manetki. W umieszczonym po przeciwległej w stosunku do otworów przyłączeniowych wybraniu korpusu zespołu sterującego, umieszczony jest korpus zaworu sterującego w którym wbudowany jest suwak. Przy czym z otworem przyłączeniowym zestawiony jest kanał dopływowy, który w obrębie korpusu zaworu przechodzi w kanał i rozgałęziony jest w kanał obwodowy.

Suwak wyposażony jest w żerdź, na której znajduje się łożysko oporowe i zespół sprężyn talerzowych. W suwaku sterującym, wykonane są dwa kanały promieniowe jakie są połączone wykonanym osiowo kanałem. Suwak sterujący wyposażony jest w powierzchnię odciążającą.

Kanały doprowadzające i odprowadzające olej pomiędzy elementami składowymi mechanizmu zaworu są uszczelnione oringami.

We wnętrzu korpusu zaworu wykonane są wybrania otwierające lub zamykające odpływ oleju z cylindra narzędzia, oraz wybrania odciążające suwak 30 podczas odpływu oleju z cylindra narzędzia. Wybrania są połączone ze sobą krzyżowo kanałkami (mającymi za zadanie wyrównać ciśnienia i zapobiec powstawaniu sił promieniowych) i łączą w odpowiednich ustawieniach kanały. Kanał wykonany w korpusie zaworu przechodzi w kanał i dalej do elementu wykonawczego. Kanał wykonany w korpusie zaworu, przechodzi w kanał i dalej do elementu wykonawczego. Korpus zaworu wyposażony jest w dodatkowy przeciwprzedmuchowy kanałek.

Mechanizm zaworu według wynalazku zawiera także zabezpieczenie umieszczone na odpływie w postaci umieszczonej w rozwinięciu kanału kulki dociskanej sprężyną. W sytuacji zagięcia lub innej blokady odpływu uniemożliwiającej prawidłowe funkcjonowanie narzędzi ratowniczych, na skutek powstałego ciśnienia kulka przesuwa się i olej wypływa kanałem, na zewnątrz układu.

Po uruchomieniu pompy hydraulicznej kanały wypełnią się olejem hydraulicznym pod ciśnieniem. Kanałem olej wpływa do przestrzeni i naciskając na pierścieniową powierzchnię, osiowo przesunie suwak powodując ugięcie sprężyn talerzowych, W tym położeniu promieniowo wykonany w suwaku kanał znajdzie się w świetle pierścieniowego kanałka, wykonanego w korpusie, olej pod ciśnieniem kanałem osiowym, popłynie do kanału promieniowego suwaka sterującego i kanałem przelewowym wykonanym w korpusie zaworu płynie do kanału odpływu, (droga nie widoczna na rysunku). Po obróceniu manetki w lewo kanał suwaka pokryję się z kanałem i olej pod ciśnieniem popłynie do siłownika i uruchomi go, w tym czasie wybranie połączy kanał powodując odpływ oleju z drugiej kom ory siłownika. Po zwolnieniu uchwytu ręki sprężyna spowoduje powrót manetki w położenie neutralne.

Po obróceniu manetki w prawo kanał suwaka pokryję się z kanałem i olej pod ciśnieniem popłynie do siłownika i przesteruje go, w tym czasie wybranie połączy kanał powodując odpływ oleju z s iłownika. Po zwolnieniu uchwytu ręki sprężyna spowoduje powrót manetki w położenie neutralne.

Przecięcie przewodu ciśnieniowego spowoduje spadek ciśnienia co spowoduje osiowe przesunięcie suwaka sterującego przez zespół sprężyn talerzowych i zamknięcie kanałów spowoduje to unieruchomienie siłownika co jest bezwzględnie wymagane w narzędziach ratowniczych.

Po uruchomieniu pompy hydraulicznej kanały wypełnią się olejem hydraulicznym pod ciśnieniem. Kanałem olej wpływa do przestrzeni i naciskając na pierścieniową powierzchnię, osiowo przesunie suwak powodując ugięcie sprężyn talerzowych, W tym położeniu promieniowo wykonany w suwaku kanał znajdzie się w świetle pierścieniowego kanałka, wykonanego w korpusie, olej pod ciśnieniem kanałem osiowym, popłynie do kanału promieniowego suwaka sterującego kanałem przelewowym wykonanym w korpusie zaworu płynie do kanału odpływu. Po obróceniu manetki w lewo kanał suwaka pokryję się z kanałem i olej pod ciśnieniem popłynie do siłownika i uruchomi go, w tym czasie wybranie połączy kanał powodując odpływ oleju z drugiej komory siłownika. Po zwolnieniu uchwytu ręki sprężyna 39 spowoduje powrót manetki w położenie neutralne.

Po obróceniu manetki w prawo kanał suwaka pokryję się z kanałem i olej pod ciśnieniem popł ynie do siłownika i przesteruje go, w tym czasie wybranie połączy kanał powodując odpływ oleju z s iłownika. Po zwolnieniu uchwytu ręki sprężyna spowoduje powrót manetki w położenie neutralne.

Przecięcie przewodu ciśnieniowego spowoduje spadek ciśnienia co spowoduje osiowe przesunięcie suwaka sterującego przez zespół sprężyn talerzowych i zamknięcie kanałów spowoduje to unieruchomienie siłownika co jest bezwzględnie wymagane w narzędziach ratowniczych.

Zawór sterujący, zwłaszcza do zastosowania w hydraulicznych narzędziach, zwłaszcza ratowniczych, realizujący funkcję zabezpieczenia układu wykonawczego przed spadkiem ciśnienia w przypadku nagłego spadku ciśnienia płynu hydraulicznego przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1

PL 222 697 B1 i fig. 2 przedstawia przekrój wzdłużny mechanizmu zaworu, fig. 3 przedstawia przekrój mechanizmu powrotu suwaka zaworu w położenie spoczynkowe,

Zawór sterujący, zwłaszcza do zastosowania w hydraulicznych narzędziach, zwłaszcza ratowniczych, realizujący funkcję zabezpieczenia układu wykonawczego przed spadkiem ciśnienia w prz ypadku nagłego spadku ciśnienia płynu hydraulicznego zawiera korpus 1 zespołu sterującego, do którego zamocowana jest część przyłączeniowa 2, posiadająca dwa gwintowane otwory przyłączeniowe 11 i 12 do wkręcenia końcówek wysokociśnieniowych węży hydraulicznych. Korpus 1 w przeciwległej w stosunku do części przyłączeniowej wyposażony jest w kołnierz 42, na którym umieszczona jest nakrętka 8 łącząca mechanizm zaworu z modułem wykonawczym (narzędziem) - rozpieraczem drążkowym jednostronnym, dwustronnym lub rozpieraczem nożycowym. Na korpusie 1 zespołu sterującego umieszczone są co najmniej dwa pierścienie ślizgowe 9 i 10 pomiędzy którymi umieszczona jest manetka 44 posiadająca zaczep 37, przenoszący ruch obrotowy manetki na suwak 4 pośrednio poprzez kołek 17. Manetka dociskana jest do położenia spoczynkowego sprężynami 38 i 39 umies zczonymi w przestrzeni 45, korpusu 1, a końce sprężyn oparte są na elemencie stałym 40 korpusu 1 oraz elemencie 37 manetki 44. W umieszczonym po przeciwległej w stosunku do otworów przyłączeniowych 11 i 12 wybraniu korpusu zespołu sterującego 1, umieszczony jest korpus zaworu sterującego 3 w którym wbudowany jest suwak 4. Przy czym z otworem przyłączeniowym 11 zestawiony jest kanał dopływowy 23, który w obrębie korpusu zaworu 3 przechodzi w kanał 46 i 47 i rozgałęziony jest w kanał obwodowy 24.

Suwak 4 wyposażony jest w żerdź 6, na której znajduje się łożysko oporowe 5 i zespół sprężyn talerzowych 7. W suwaku sterującym 4, wykonane są dwa kanały promieniowe 25, i 35 jakie są połączone wykonanym osiowo kanałem 48. Suwak sterujący 4 wyposażony jest w powierzchnię odciążającą 54.

Kanały doprowadzające i odprowadzające olej pomiędzy elementami składowymi mechanizmu zaworu są uszczelnione oringami 15, 21, 19, 20, 41 i 43.

We wnętrzu korpusu zaworu 3 wykonane są wybrania 28 i 30, otwierające lub zamykające odpływ oleju z cylindra narzędzia, oraz wybrania 29, 31, odciążające suwak podczas odpływu oleju z cylindra narzędzia. Wybrania 28, 29, 30, 31 są połączone ze sobą krzyżowo kanałkami 32 (mającymi za zadanie wyrównać ciśnienia i zapobiec powstawaniu sił promieniowych) i łączą w odpowiednich ustawieniach kanały 26 i 27. Kanał 26 wykonany w korpusie zaworu 3, przechodzi w kanał 50 i dalej do elementu wykonawczego. Kanał 27 wykonany w korpusie zaworu 3, przechodzi w kanał 49 i dalej do elementu wykonawczego.

Korpus zaworu 3 wyposażony jest w dodatkowy przeciwprzedmuchowy kanałek 36.

Mechanizm zaworu według wynalazku zawiera także zabezpieczenie 22 umieszczone na odpływie w postaci umieszczonej w rozwinięciu kanału 14 kulki dociskanej sprężyną. W sytuacji zagięcia lub innej blokady odpływu uniemożliwiającej prawidłowe funkcjonowanie narzędzi ratowniczych, na skutek powstałego ciśnienia kulka przesuwa się i olej wypływa kanałem 14, na zewnątrz układu.

Po uruchomieniu pompy hydraulicznej kanały 23, 24, 46 i 47 wypełnią się olejem hydraulicznym pod ciśnieniem. Kanałem 47 olej wpływa do przestrzeni 13 i naciskając na pierścieniową powierzchnię 51, osiowo przesunie suwak 4 powodując ugięcie sprężyn talerzowych 7. W tym położeniu promieniowo wykonany w suwaku 4 kanał 25 znajdzie się w świetle pierścieniowego kanałka 24, wykonanego w korpusie 3, olej pod ciśnieniem kanałem osiowym 48, popłynie do kanału promieniowego 35 suwaka sterującego 4 i kanałem przelewowym 52 wykonanym w korpusie zaworu płynie do kanału odpływu 53, (droga nie widoczna na rysunku). Po obróceniu manetki 44 w lewo kanał 35 suwaka pokryję się z kanałem 26, i olej pod ciśnieniem popłynie do siłownika i uruchomi go, w tym czasie wybr anie 28 połączy kanał 27 i 52 powodując odpływ oleju z drugiej komory siłownika. Po zwolnieniu uchwytu ręki sprężyna 39 spowoduje powrót manetki w położenie neutralne.

Po obróceniu manetki 44 w prawo kanał 35 suwaka pokryję się z kanałem 27 i olej pod ciśnieniem popłynie do siłownika i przesteruje go, w tym czasie wybranie 30 połączy kanał 26 i 52 powodując odpływ oleju z siłownika. Po zwolnieniu uchwytu ręki sprężyna 38 spowoduje powrót manetki w położenie neutralne.

Przecięcie przewodu ciśnieniowego spowoduje spadek ciśnienia co spowoduje osiowe przesunięcie suwaka sterującego 4 przez zespół sprężyn talerzowych 7. i zamknięcie kanałów 26 i 27 spowoduje to unieruchomienie siłownika co jest bezwzględnie wymagane w narzędziach ratowniczych.

Po uruchomieniu pompy hydraulicznej kanały 23, 24, 46 i 47 wypełnią się olejem hydraulicznym pod ciśnieniem. Kanałem 47 olej wpływa do przestrzeni 13 i naciskając na pierścieniową powierzchnię

PL 222 697 B1

51, osiowo przesunie suwak 4 powodując ugięcie sprężyn talerzowych 7. W tym położeniu promieniowo wykonany w suwaku 4 kanał 25 znajdzie się w świetle pierścieniowego kanałka 24, wykonanego w korpusie 3, olej pod ciśnieniem kanałem osiowym 48, popłynie do kanału promieniowego 35 suwaka sterującego 4 i kanałem przelewowym 52 wykonanym w korpusie zaworu płynie do kanału odpływu 53, (droga nie widoczna na rysunku). Po obróceniu manetki 44 w lewo kanał 35 suwaka pokryję się z kanałem 26, i olej pod ciśnieniem popłynie do siłownika i uruchomi go, w tym czasie wybr anie 28 połączy kanał 27 i 52 powodując odpływ oleju z drugiej komory siłownika. Po zwolnieniu uchw ytu ręki sprężyna 39 spowoduje powrót manetki w położenie neutralne.

Po obróceniu manetki 44 w prawo kanał 35 suwaka pokryję się z kanałem 27, i olej pod ciśnieniem popłynie do siłownika i przesteruje go, w tym czasie wybranie 30 połączy kanał 26 i 52 powod ując odpływ oleju z siłownika. Po zwolnieniu uchwytu ręki sprężyna 38 spowoduje powrót manetki w położenie neutralne.

Przecięcie przewodu ciśnieniowego spowoduje spadek ciśnienia co spowoduje osiowe przesunięcie suwaka sterującego 4 przez zespół sprężyn talerzowych 7, i zamknięcie kanałów 26 i 27 spowoduje to unieruchomienie siłownika co jest bezwzględnie wymagane w narzędziach ratowniczych.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zawór sterujący, zwłaszcza do zastosowania w hydraulicznych narzędziach, zwłaszcza ratowniczych, realizujący funkcję zabezpieczenia układu wykonawczego przed spadkiem ciśnienia w przypadku nagłego spadku ciśnienia płynu hydraulicznego zawierający korpus 1 zespołu sterującego, do którego zamocowana jest część przyłączeniowa 2, znamienny tym, że część przyłączeniowa 2 posiada co najmniej dwa gwintowane otwory przyłączeniowe 11 i 12 do wkręcenia końcówek wysok ociśnieniowych węży hydraulicznych, a korpus 1 w przeciwległej w stosunku do części przyłączeniowej

   2 wyposażony jest w kołnierz 42, na którym umieszczona jest nakrętka 8 łącząca mechanizm zaworu z modułem wykonawczym (narzędziem) i na korpusie umieszczone są co najmniej dwa pierścienie ślizgowe 9 i 10 pomiędzy którymi umieszczona jest manetka 44 posiadająca zaczep 37 dociskana do położenia spoczynkowego sprężynami 38 i 39 umieszczonymi w przestrzeni 45, korpusu 1, a końce sprężyn oparte są na elemencie stałym 40 korpusu 1 oraz elemencie 37 manetki 44, a w umieszczonym po przeciwległej w stosunku do otworów przyłączeniowych 11 i 12 wybraniu korpusu zespołu sterującego 1, umieszczony jest korpus zaworu sterującego 3 w którym wbudowany jest suwak 4, a z otworem przyłączeniowym 11 zestawiony jest kanał dopływowy 23, który w obrębie korpusu zaworu 3 przechodzi w kanał 46 i 47 i rozgałęziony jest w kanał obwodowy 24.
2. 2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że suwak 4 wyposażony jest w żerdź 6, na której znajduje się łożysko oporowe 5 i zespół sprężyn talerzowych 7, a w suwaku sterującym 4, wykonane są dwa kanały promieniowe 25 i 35 jakie są połączone wykonanym osiowo kanałem 48.
3. 3. Zawór według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że suwak sterujący 4 wyposażony jest w powierzchnię odciążającą 54.
4. 4. Zawór według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że kanały doprowadzające i odprowadzające olej pomiędzy elementami składowymi mechanizmu zaworu są uszczelnione oringami 15, 21, 19, 20, 41 i 43.
5. 5. Zawór według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4, znamienny tym, że we wnętrzu korpusu zaworu

   3 wykonane są wybrania 28 i 30, otwierające lub zamykające odpływ oleju z cylindra narzędzia, oraz wybrania 29, 31, odciążające suwak podczas odpływu oleju z cylindra narzędzia.
6. 6. Zawór według zastrz. 5, znamienny tym, że wybrania 28, 29, 30, 31 są połączone ze sobą krzyżowo kanałkami 32 i łączą kanały 26 i 27, a kanał 26 wykonany w korpusie zaworu 3, przechodzi w kanał 50 i dalej do elementu wykonawczego, kanał 27 wykonany w korpusie zaworu 3, przechodzi w kanał 49 i dalej do elementu wykonawczego.
7. 7. Zawór według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6, znamienny tym, że korpus zaworu 3 wyposażony jest w dodatkowy przeciwprzedmuchowy kanałek 36.
8. 8. Zawór według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6, znamienny tym, że mechanizm zaworu według wynalazku zawiera także zabezpieczenie 22 umieszczone na odpływie w postaci umieszczonej w rozwinięciu kanału 14 kulki dociskanej sprężyną.