PL223455B1 - Rozdzielacz hydrauliczny czterodrogowy ze sterowaniem pośrednim - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest konstrukcja płytowego rozdzielacza hydraulicznego czterodrogowego ze sterowaniem pośrednim, zwłaszcza za pomocą elektrohydraulicznego rozdzielacza pomocniczego tzw. pilota.

Rozdzielacz ten pracuje przy dużych ciśnieniach i natężeniach przepływu i ma zastosowanie w mechanizacji i automatyzacji maszyn lub urządzeń napędzanych siłownikiem lub silnikiem hydra ulicznym w wielu dziedzinach techniki, m. in. w górnictwie i hutnictwie, w przemyśle motoryzacyjnym i obrabiarkowym, w budownictwie wodnym i drogowym, w transporcie morskim, lądowym i powietrznym, w technice wojskowej, itp.

Powszechnie znane są rozdzielacze suwakowe sterowane elektrohydraulicznie np. z karty katalogowej PONAR Wadowice nr WK 499 482 typ WEH16, które przeznaczone są do zmiany k ierunku przepływu cieczy hydraulicznej w układzie, co umożliwia zmianę kierunku ruchu odbiornika - najczęściej tłoczyska cylindra lub silnika hydraulicznego - oraz realizację stanów: start, stop. Przystosowane są do montażu płytowego w dowolnym położeniu w układach hydraulicznych.

Z polskiego opisu patentowego PL169094 (Int.CI.⁶ F16K11/22, F15B13/04) znany jest rozdzielacz zaworowy ręcznie sterowany, służący do wysokociśnieniowego zasilania cylindra hydraulicznego dwustronnego działania. W korpusie tego rozdzielacza są cztery gniazda zaworowe z kulkami zaworowymi i wrzecionami z gwintem, służącymi do odsuwania kulek od przylgni tych gniazd.

Z polskiego opisu patentowego PL 205 741 B1 (Int.CI.²⁰⁰⁶·⁰¹ E21D23/16, F15B13/02) znany jest rozdzielacz hydrauliczny wykonawczy czterodrogowy, trzypołożeniowy sterowany ręcznie za pomocą dźwigni, przeznaczony zwłaszcza do systemu sterowania bezpośredniego przyległego w układach hydraulicznych zestawów zmechanizowanych obudów górniczych, służący do zmiany kierunku przesuwu tłoków siłowników hydraulicznych za pomocą przepływającego czynnika roboczego pod ciśnieniem. Rozdzielacz składa się z części hydraulicznej i części sterującej, gdzie część sterująca ustalona jest rozłącznie z częścią hydrauliczną, która ma korpus w kształcie prostopadłościanu z dwoma wydrążonymi równoległymi nieprzelotowymi otworami, w których osadzone są jeden po drugim po dwa zawory hydrauliczne jeden zawór zwrotny zasilający a drugi zawór spływowy, przy czym zawór zasilający składa się z siedliska osadzonego w tulejce i stożka zaworowego, który na średnicy zewnętrznej prowadzi pakiet sprężyn talerzowych opartych o stożek oraz w części tulejowej od czoła ma gniazdo zaworu spływowego i promieniowe ukośne otwory dla połączenia odbiornika ze spływem.

Z polskiego opisu patentowego PL 207 614 B1 (Int.CI.^2006.01 F15B13/02, E21D15/51) znany jest rozdzielacz sterowany hydraulicznie mający zastosowanie do wprowadzania w ruch siłowników hydraulicznych dwustronnego działania, zwłaszcza siłowników, w jakie wyposażone są sekcje obudowy górniczej. Rozdzielacz zawiera korpus z otworami przyłączy zasilających, przyłączy spływowych i przyłączy odbiornika, wyposażony w otwarte od góry bliźniacze komory z osadzonymi w każdej z nich identycznymi zespołami umiejscowionych osiowo elementów zaworowych, złożonymi z tulei z suwliwie osadzonym sterującym tłoczkiem i tulei z suwliwie osadzonym grzybkiem z dociskową sprężyną.

Z polskiego opisu patentowego PL 205 999 B1 ((Int.CI.^2006.01 F16K15/18, E21D23/16) znany jest zawór zwrotny sterowany mający zastosowanie w układach sterowania pilotowego obudowy górniczej zmechanizowanej i przeznaczony do zabudowy w specjalnych płytach z odpowiednio przygotowanym gniazdem montażowym. Zawór według wynalazku ma korpus złożony z połączonych ze sobą tulei z otworami przyłączy zasilających, przyłączy spływowych, przyłączy odbiornika i przyłącza sterującego. W korpusie osadzony jest osiowo zespół elementów zawierający suwliwie osadzony grzybek z dociskową sprężyną i suwliwie osadzony sterujący tłoczek oraz gniazda.

Z kolei z karty katalogowej PONAR Wadowice nr WK 450 423 znany jest 2/2 drogowy zawór nabojowy URZS 25, który można stosować w układach hydraulicznych jako zawór zwrotny sterowany oraz przez kombinację kilku elementów jako wielodrogowy układ sterowania. Zawór nabojowy składa się z wkładu oraz pokrywy z otworami sterującymi. Wkład składa się z tulei, sprężyny oraz stopniowego stożka zakończonego albo czopem tłumiącym lub bez czopa tłumiącego. Stożek zaworu jest dociskany do gniazda zaworu sprężyną. Dysza w kanale sterującym pozwala na dobór charakterystyki otwarcia i czasu otwarcia zaworu.

Celem wynalazku jest opracowanie modułowej konstrukcji rozdzielacza czterodrogowego zaworowego do montażu na typowej płycie przyłączeniowej, jaka stosowana jest do osadzania znanych rozdzielaczy suwakowych sterowanych elektrohydraulicznie.

PL 223 455 B1

Istota rozwiązania charakteryzuje się tym, że rozdzielacz posiada dzielony poziomo korpus, który składa się z dwóch oddzielnych prostopadłościennych monolitycznych elementów płytowych: bloku zaworowego i nakładki sterowniczej, zestawionych ze sobą wspólnymi płaszczyznami stykowymi. Korpus połączony jest rozłącznie śrubami i uszczelniony jest na połączeniach hydraulicznych przechodzących przez jego płaszczyzny stykowe.

Blok zaworowy ma cztery gniazda osadcze, w których zamontowane są znane zawory wzniosowe, usytuowane asymetrycznie na jednej połowie bloku w jednej pionowej płaszczyźnie równoległej do pionowej płaszczyzny podłużnej korpusu. Gniazda te mają z boków wyprowadzone poziomo na drugą połowę bloku trzy kanały poprzeczne, jeden prosty i jeden skośny z gniazd zaworów zewnętrznych oraz jeden wspólny z gniazd zaworów wewnętrznych.

Blok zaworowy ma jeden kanał pionowy otwarty, zakończony od dołu przyłączem zasilającym, a od góry połączony jest z kanałem poprzecznym wspólnym dla gniazd zaworów wewnętrznych, tworząc z nim gałąź hydrauliczną uformowaną w kształcie odwróconej litery L.

Blok zaworowy ma też dwa oddzielne kolektory denne leżące poziomo pod gniazdami na jednej osi, które poprzez przynależne do nich kanały łączą się z jednej strony z dnami gniazd osadczych kolejnych par zaworów, a z drugiej strony z przyłączami odbiornika.

Blok zaworowy ma także kolektor spływowy usytuowany poziomo wzdłużnie poniżej kolektorów dennych, który z jednej strony łączy się poprzez dwa dolne kanały poprzeczne proste, dwa nieprzelotowe kanały pionowe i dwa górne kanały poprzeczne, prosty i skośny, z otworami bocznymi gniazd zewnętrznej pary zaworów, tworząc podwójną gałąź hydrauliczną uformowaną w kształcie litery C, a z drugiej strony z przyłączem spływowym.

Blok zaworowy ma również dwa kanały pośrednie poprowadzone zasadniczo pionowo i przelotowo przez blok od jego dodatkowych przyłączy pilotażowych na dolnej powierzchni przyłączeniowej do górnej płaszczyzny stykowej.

Nakładka sterownicza z kolei ma dwa oddzielne kolektory sygnałowe, usytuowane wzdłużnie na jednym poziomie w przestrzeni nad zaworami wzniosowymi, które z jednej strony łączą się z przyłączami sterującymi na górnej powierzchni przyłączeniowej dla pilota, a z drugiej strony rozchodzą się odpowiednio nad otwory gniazd osadczych nieparzystej pary zaworów oraz parzystej pary zaworów.

Nakładka sterownicza ma też dwa kanały pilotażowe usytuowane wzdłużnie na jej obu połówkach na drugim poziomie, które wyprowadzone są od przyłącza zasilającego pilota i przyłącza spływowego pilota na górnej powierzchni przyłączeniowej odpowiednio nad górne otwory kanałów pośrednich w bloku zaworowym.

Korzystne jest, gdy wszystkie trzy kanały pionowe, łączące się z trzema kanałami poprzecznymi wyprowadzonymi poziomo z boków gniazd zaworowych, znajdują się w drugiej połowie bloku zaworowego i usytuowane są w jednej płaszczyźnie równoległej do płaszczyzny gniazd osadczych zaworów.

Zaletą rozwiązania jest modułowa konstrukcja rozdzielacza umożliwiająca montaż na typowej płycie przyłączeniowej, jaka stosowana jest do osadzania znanych rozdzielaczy suwakowych sterowanych elektrohydraulicznie.

Dzielona konstrukcja ułatwia zintegrowanie układu połączeń hydraulicznych w korpusie rozdzielacza oraz daje możliwość uzyskania różnorodnych połączeń między drogami. Rozdzielacz cechuje się dużą szczelnością i większą szybkością działania oraz małymi oporami przepływu w porównaniu do rozdzielaczy suwakowych.

Prosta konstrukcja umożliwia wykonawstwo rozdzielacza za pomocą prostych operacji technologicznych typu wiercenie, toczenie, frezowanie.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania uwidoczniono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok izometryczny rozdzielacza z zamontowanym na nim pilotem elektrohydraulicznym, fig. 2 widok dolnej powierzchni przyłączeniowej w bloku zaworowym, fig. 3 widok górnej powierzchni przyłączeniowej w nakładce sterowniczej, fig. 4 przekrój wzdłużny rozdzielacza w płaszczyźnie osi zaworów, fig. 5 przekrój poziomy bloku zaworowego w osi kolektorów dennych, fig. 6 przekrój poprzeczny rozdzielacza w osi zaworu zewnętrznego, fig. 7 przekrój poprzeczny rozdzielacza w płaszczyźnie środkowej, fig. 8 przekrój poziomy bloku zaworowego w osi kolektora spływowego, fig. 9 przekrój poziomy nakładki sterowniczej w osi kolektorów sygnałowych,

PL 223 455 B1 fig. 10 przekrój poziomy nakładki sterowniczej w osi kanałów pilotażowych, fig. 11 przekrój poziomy bloku zaworowego przez gniazda zaworów w osi kanałów poprzecznych.

Rozdzielacz posiada poziomo dzielony korpus, który składa się z dwóch oddzielnych prostopadłościennych monolitycznych elementów płytowych: bloku zaworowego 1 i nakładki sterowniczej 2, zestawionych ze sobą wspólnymi płaszczyznami stykowymi. Korpus połączony jest rozłącznie dziesięcioma śrubami i uszczelniony jest o-ringami na połączeniach hydraulicznych przechodzących przez jego płaszczyzny stykowe.

Blok zaworowy 1 od dolnej strony rozdzielacza ma powierzchnię przyłączeniową dolną 3 do jego montażu na typowej płycie montażowej, która posiada znormalizowany wg standardu ISO 4401 plan otworów przyłączeniowych, mający przyłącze zasilające P, przyłącze spływowe T, przyłącza o dbiornika A, B i dodatkowe przyłącza zasilające PX, spływowe TY do sterowania hydraulicznego, znane przykładowo z typowej płyty montażowej rozdzielacza suwakowego WK 499 482 Firmy Ponar Wadowice.

Konfiguracja przestrzenna gałęzi połączeń hydraulicznych w bloku zaworowym 1 zapewnia połączenie pompy i zbiornika oleju z siłownikiem hydraulicznym S, poprzez jego przyłącze zasilające P, przyłącze spływowe T i przyłącza odbiornika A, B połączone przewodami z siłownikiem hydraulicznym S dwustronnego działania.

Nakładka sterownicza 2 od górnej strony rozdzielacza ma powierzchnię przyłączeniową górną 4 do podłączenia typowego hydraulicznego rozdzielacza pomocniczego tzw. pilota 5 sterowanego ele ktromagnesami 6, 7, która posiada również znormalizowany standardowy plan otworów przyłączeniowych, mający przyłącze zasilające PX, przyłącze spływowe TY, i przyłącza sterujące A1, B1.

Konfiguracja przestrzenna gałęzi połączeń hydraulicznych w nakładce sterowniczej zapewnia połączenie pompy i zbiornika oleju z pilotem 5, poprzez jego przyłącze zasilające PX, przyłącze spł ywowe TY i przyłącza sterujące A1, B1 integralnie połączone z zaworami wzniosowymi L1, L2, L3, L4.

W bloku zaworowym 1 osadzone są cztery wzniosowe zawory L1, L2, L3, L4, każdy złożony z tulei 8 bocznie otwartej, dwustopniowego suwaka 9 i sprężyny 10. Każda tuleja 8 uszczelniona jest w gnieździe osadczym zaworu L1, L2, L3, L4 dwoma pierścieniowymi uszczelkami 11, a od czoła ma pierścieniową uszczelkę 12 współpracującą z płaszczyzną stykową nakładki sterującej 2. Otwarcie zaworu jest powodowane oddziaływaniem ciśnienia bądź różnicy ciśnień na suwak 9 każdego zaworu wzniosowego L1, L2, L3, L4.

Gniazda osadcze zaworów L1, L2, L3, L4, usytuowane są asymetrycznie na jednej połowie bloku 1 w jednej pionowej płaszczyźnie równoległej do pionowej płaszczyzny podłużnej korpusu.

Dna gniazd osadczych jednostronnych par zaworów L1 i L2 oraz L3 i L4 połączone są oddzielnymi kolektorami dennymi 13, 14 leżącymi poziomo pod gniazdami na jednej osi, asymetrycznie odsuniętej w stronę boku przy zaworach L1, L2, L3, L4, które łączą je poprzez przynależne kanały z przyłączami odbiornika A i B.

Boki z kolei wszystkich gniazd osadczych zaworów L1, L2, L3, L4 mają wyprowadzone poziomo na drugą połowę bloku 1 trzy kanały poprzeczne 15, jeden prosty i jeden skośny z gniazd zaworów zewnętrznych L1 i L4 oraz jeden wspólny z gniazd zaworów wewnętrznych L2 i L3.

Dla pary środkowych zaworów L2 i L3 ich wspólny kanał poprzeczny 15 połączony jest z otwa rtym kanałem pionowym 16 zakończonym przyłączem zasilającym P, tworząc z nim gałąź hydrauliczną uformowaną w kształcie odwróconej litery L.

Dla pary zewnętrznych zaworów L1 i L4 otwory boczne ich gniazd połączone są poprzez kanały poprzeczne 15, prosty i skośny, i nieprzelotowe kanały pionowe 16 oraz dwa dolne proste kanały poprzeczne z poziomym kolektorem spływowym 17 połączonym z przyłączem spływowym T, przy czym kolektor ten usytuowany jest poziomo wzdłużnie poniżej kolektorów dennych 13 i 14 i tworzy podwójną gałąź hydrauliczną w kształcie litery C.

Wszystkie trzy kanały pionowe 16, jeden otwarty i dwa nieprzelotowe, łączące się z tr zema kanałami poprzecznymi 15 wyprowadzonymi poziomo z boków gniazd zaworowych, znajdują się w drugiej połowie bloku zaworowego i usytuowane są w jednej płaszczyźnie bloku 1 równoległej do płas zczyzny gniazd osadczych zaworów L1, L2, L3, L4, a nieprzelotowe kanały pionowe 16 wykonane są przez trwałe zaślepienie ich otworów wejściowych.

W nakładce sterowniczej 2 w przestrzeni nad zaworami L1, L2, L3, L4 na jednym poziomie wykonane są wzdłużnie dwa oddzielne kolektory sygnałowe 18, 19, które z jednej strony łączą się z przyłączami sterującymi A1, B1 na górnej powierzchni przyłączeniowej 4 dla pilota 5, a z drugiej strony

PL 223 455 B1 rozchodzą się o odpowiednio nad otwory gniazd osadczych nieparzystej pary zaworów L1 i L3 oraz parzystej pary zaworów L2 i L4.

Ponadto w nakładce sterowniczej 2 na drugim poziomie na jej obu połówkach wykonane są wzdłużnie dwa kanały pilotażowe 20, 21, które wyprowadzone są od przyłącza zasilającego PX pilota 5 i przyłącza spływowego TY pilota 5 na górnej powierzchni przyłączeniowej 4 odpowiedn io nad górne otwory kanałów pośrednich 22, 23 w bloku zaworowym 1.

Kanały pośrednie 22, 23, poprowadzone są zasadniczo pionowo i przelotowo przez blok zaworowy 1 od jego przyłącza zasilającego PX i spływowego TY na dolnej powierzchni przyłączeniowej 3 do górnej płaszczyzny stykowej.

Rozdzielacz działa jak zawór sterowany trzypołożeniowy, który przy wszystkich zaworach L1, L2, L3, L4 zamkniętych, ma wszystkie cztery drogi zamknięte i wtedy występuje równowaga ciśnień na siłowniku S tj. brak przesuwu.

W położeniu pokazanym na fig 4 sygnał sterujący zamyka zawory L1 i L3, co powoduje przesuw siłownika w krańcowe położenie. Przeciwny przesuw odbywa się przy podaniu sygnału sterując ego na zawory L2 i L4.

Claims (2)

1. Rozdzielacz hydrauliczny czterodrogowy ze sterowaniem pośrednim zawierający korpus z czterema sterowanymi zaworami wzniosowymi z typowymi przyłączami: zasilającym, spływowym, odbiornika oraz przyłączami do pilota elektrohydraulicznego, znamienny tym, że posiada dzielony poziomo korpus, który składa się z dwóch oddzielnych prostopadłościennych monolitycznych elementów płytowych: bloku zaworowego (1) i nakładki sterowniczej (2), zestawionych ze sobą wspólnymi płaszczyznami stykowymi, a który połączony jest rozłącznie śrubami i uszczelniony jest na połączeniach hydraulicznych przechodzących przez jego płaszczyzny stykowe, przy czym blok zaworowy (1) posiada:

• cztery gniazda osadcze, w których zamontowane są znane wzniosowe zawory (L1, L2, L3, L4), usytuowane asymetrycznie na jednej połowie bloku (1) w jednej pionowej płaszczyźnie równoległej do pionowej płaszczyzny podłużnej korpusu, z bocznie wyprowadzonymi poziomo na drugą połowę bloku (1) trzema kanałami poprzecznymi (15), jednym prostym i jednym skośnym z gniazd zaworów zewnętrznych (L1 i L4) oraz jednym wspólnym z gniazd zaworów wewnętrznych (L2 i L3), • jeden kanał pionowy (16) otwarty, zakończony przyłączem zasilającym (P), który połączony jest ze wspólnym kanałem poprzecznym (15) dla gniazd zaworów wewnętrznych (L2 i L3), tworząc z nim gałąź hydrauliczną uformowaną w kształcie odwróconej litery L, • dwa kolektory denne (13, 14) leżące poziomo pod gniazdami na jednej osi, które poprzez przynależne do nich kanały łączą się z jednej strony z dnami gniazd osadczych kolejnych par zaworów (L1 i L2 oraz L3 i L4), a z drugiej strony z przyłączami odbiornika (A i B), • jeden kolektor spływowy (17) usytuowany poziomo wzdłużnie poniżej kolektorów dennych (13 i 14), który z jednej strony łączy się poprzez dwa dolne kanały poprzeczne proste, dwa nieprzelotowe kanały pionowe (16) i dwa górne kanały poprzeczne (15), prosty i skośny, z otworami bocznymi gniazd zewnętrznej pary zaworów (L1 i L4), tworząc podwójną gałąź hydrauliczną uformowaną w kształcie litery C, a z drugiej strony z przyłączem spływowym (T), • dwa kanały pośrednie (22, 23) poprowadzone zasadniczo pionowo i przelotowo przez blok (1) od jego dodatkowych przyłączy pilotażowych (PX, TY) na dolnej powierzchni przyłączeniowej (3) do górnej płaszczyzny stykowej, natomiast nakładka sterownicza (2) posiada:

• dwa oddzielne kolektory sygnałowe (18, 19) usytuowane wzdłużnie na jednym poziomie, które z jednej strony łączą się z przyłączami sterującymi (A1, B1) na górnej powierzchni przyłączeniowej (4) dla pilota (5), a z drugiej strony rozchodzą się odpowiednio nad otwory gniazd osadczych nieparzystej pary zaworów (L1 i L3) oraz parzystej pary zaworów (L2 i L4), • dwa kanały pilotażowe (20, 21) usytuowane wzdłużnie na jej obu połówkach na drugim poziomie, które wyprowadzone są od przyłącza zasilającego (PX) pilota (5) i przyłącza

PL 223 455 B1 spływowego (TY) pilota (5) na górnej powierzchni przyłączeniowej (4) odpowiednio nad górne otwory kanałów pośrednich (22, 23) w bloku zaworowym (1).

2. Rozdzielacz według zastrz. 1, znamienny tym, że znajdujące się w drugiej połowie bloku zaworowego wszystkie trzy kanały pionowe (16), jeden otwarty i dwa nieprzelotowe, łączące się z trzema kanałami poprzecznymi (15) wyprowadzonymi poziomo z boków gniazd osadczych, znajdują się w drugiej połowie bloku zaworowego i usytuowane są w jednej płaszczyźnie równoległej do płas zczyzny gniazd osadczych zaworów (L1, L2, L3, L4).