PL239435B1 - Układ sterowania cyklicznym zasilaniem siłowników hydraulicznych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie układ hydrauliczny sterowania cyklicznym zasilaniem siłowników hydraulicznych gdzie przestrzeń robocza (6) siłownika hydraulicznego (11) połączona jest przewodem hydraulicznym z zabudowanym na nim przetwornikiem ciśnienia (4), połączonym elektrycznym przewodem sygnałowym zaworu przetwornika ciśnienia (c) z programowalnym sterownikiem logicznym PLC i przetwornik ciśnienia (4) połączony jest przewodem hydraulicznym z sterowanym zaworem zwrotnym (3) a zawór (3) połączony jest przewodem hydraulicznym z zaworem elektrohydraulicznym roboczym (1) oraz przewodem hydraulicznym sterowniczym (12) z zaworem elektrohydraulicznym sterującym oraz zawory (1 i 2) połączone są za pomocą elektrycznych przewodów sygnałowych odpowiednio (b i a) z sterownikiem PLC i oba zawory (1 i 2) połączone są przewodami hydraulicznymi z przewodem hydraulicznym powrotnym (13), łączącym oba zawory (1 i 2) z układem pompowym (9), który to układ połączony jest równolegle przewodem hydraulicznym zasilającym (14) z zaworami (1 i 2).

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ hydrauliczny sterowania cyklicznym zasilaniem siłowników hydraulicznych w taki sposób, że możliwe jest ustawienie wymacanego czasu trwania stanu obciążenia jak i odciążenia każdego siłownika hydraulicznego.

Znane sa procedury badania stanowiskowych sekcji obudów zmechanizowanych wymagające przeprowadzenia prób zmęczeniowych polegających na zasilaniu z określoną amplitudą zmian wartości ciśnienia w przestrzeniach roboczych siłowników hydraulicznych tzn. od wartości ciśnienia Pmin. do wartości Pmax. Stosowane obecnie układy hydrauliczne do przeprowadzenia tego typu badań wykorzystują pojedyncze zawory elektrohydrauliczne, które umożliwiają prowadzenie badań zmęczeniowych tylko w taki sposób, że po osiągnięciu wartości maksymalnej ciśnienia Pmax. następuje natychmiastowe przełączenie zasilania i jego wartość spada aż do wartości minimalnej Pmin. Po osiągnięciu wartości minimalnej następuje natychmiastowe zwrotne przełączenie zasilania na wzrost ciśnienia, które wzrasta aż do ciśnienia Pmax. Zwroty zasilania w każdym cyklu wzrost - spadek ciśnienia następują punktowo po osiągnieciu ciśnień odpowiednio Pmax i Pmin.

Układy hydrauliczne z jednym zaworem elektrohydraulicznym nie zapewniają możliwości ustawienia wymaganego czasu trwania stanu zasilania przestrzeni roboczej siłownika hydraulicznego po osiągnięciu wartości ciśnienia Pmaxoraz Pmin, tzn. po osiągnięciu wartości ciśnienia Pmax i Pmin następuje natychmiastowe przesterowanie zaworu elektrohydraulicznego.

Wynalazek rozwiązuje problem ustawienia dowolnego przedziału czasu trwania T1 i T2 tj. zasilania przestrzeni roboczej siłownika hydraulicznego po osiągnięciu zadanej wartości ciśnienia Pmax oraz Pmin.

Układ sterowania cyklicznym zasilaniem siłowników hydraulicznych charakteryzuje się tym, że w przestrzeń roboczą (podtłokowa) siłownika hydraulicznego połączona jest przewodem hydraulicznym z zabudowanym na nim przetwornikiem ciśnienia. Przetwornik ciśnienia połączony jest elektrycznym przewodem sygnałowym z programowalnym sterownikiem logicznym PLC (programmable logic controller), i przetwornik ciśnienia połączony jest przewodem hydraulicznym z hydraulicznie sterowanym zaworem zwrotnym. Hydraulicznie sterowany zawór zwrotny połączony jest przewodem hydraulicznym z zaworem elektrohydraulicznym roboczym oraz przewodem hydraulicznym sterowniczym z zaworem elektrohydraulicznym sterującym. Zawory elektrohydrauliczny roboczy i elektrohydrauliczny sterujący połączone są za pomocą elektrycznych przewodów sygnałowych z serownikiem PLC i oba zawory połączone sa przewodami hydraulicznymi z przewodem hydraulicznym powrotnym. Przewód hydrauliczny powrotny łączy zawory elektrohydrauliczny roboczy i elektrohydrauliczny sterujący z układem pompowym. Układ pompowy połączony jest równolegle przewodem hydraulicznym zasilającym z zaworami elektrohydraulicznym roboczym i elektrohydraulicznym sterującym.

Na przewodzie hydraulicznym zasilającym, na wejściu do zaworu elektrohydraulicznego sterującego, zabudowany jest zawór redukcji ciśnienia.

Układ sterowania cyklicznym zasilaniem siłowników hydraulicznych, według wynalazku, przedstawiony jest w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, którego fig. 1 przedstawia układ hydrauliczny z dwoma zaworami elektrohydraulicznymi, fig. 2 przedstawia przebieg zmian wartości ciśnienia w przestrzeni roboczej siłownika hydraulicznego oraz odpowiadające im sygnały sterujące.

Urządzenie składa się z:

1. Zawór elektrohydrauliczny roboczy

2. Zawór elektrohydrauliczny sterujący

3. Hydraulicznie sterowany zawór zwrotny

4. Przetwornik ciśnienia

5. Zawór redukcji ciśnienia

6. Przestrzeń robocza siłownika hydraulicznego

7. Pulpit sterowniczy

8. PLC - programowalny sterownik logiczny

9. Układ pompowy

10. Pierścienie uszczelniające tłok siłownika

11. Siłownik hydrauliczny

12. Przewód hydrauliczny sterowniczy

13. Przewód hydrauliczny powrotny

14. Przewód hydrauliczny zasilający

PL 239 435 B1 a - Elektryczny przewód sygnałowy zaworu elektrohydraulicznego sterującego b - Elektryczny przewód sygnałowy zaworu elektrohydraulicznego roboczego c - Elektryczny przewód sygnałowy zaworu przetwornika ciśnienia

Oznaczenia na rysunku:

T1 - czas utrzymania wartości ciśnienia Pma

T2 - Czas utrzymania wartości ciśnienia Pmin

Przestrzeń robocza 6 siłownika hydraulicznego 11 połączona jest przewodem hydraulicznym z zabudowanym na nim przetwornikiem ciśnienia 4, który połączony jest przewodem hydraulicznym z hydraulicznie sterowanym zaworem zwrotnym 3. Zawór zwrotny 3 połączony jest przewodami hydraulicznymi z zaworem elektrohydraulicznym roboczym 1 a następnie przewodem hydraulicznym zasilającym 14 z układem pompowym 9.

Zawór 3 podłączony jest do przewodu hydraulicznego sterowniczego 12 i za jego pośrednictwem połączony z zaworem elektrohydraulicznym sterującym 2. Zawór sterujący 2 zasilany jest przewodem 14 z układu pompowego 9 poprzez zabudowany na przewodzie zawór redukcji ciśnienia 5. Zawór 2 jest również połączony przewodem hydraulicznym powrotnym 13 z układem pompowym 9.

Komponentem sterującym układu sterowania jest umieszczony w pulpicie sterującym 7 PLC programowalny sterownik logiczny 8, który posiada połączenia za pomocą elektrycznego przewodu sygnałowego zaworu elektrohydraulicznego roboczego b - z zaworem roboczym 1, elektrycznego przewodu sygnałowego zaworu elektrohydraulicznego sterującego a - z zaworem sterującym 2, oraz elektrycznego przewodu sygnałowego zaworu przetwornika c z przetwornikiem ciśnienia 4.

Taka konstrukcja powoduje że układ pomiarowy służący do badania działania siłowników hydraulicznych lepiej odzwierciedla rzeczywiste warunki pracy siłowników hydraulicznych zwłaszcza w obudowach górniczych zmechanizowanych.

Działanie układu sterowania cyklicznym zasilaniem siłowników hydraulicznych polega na tym, że ciecz robocza doprowadzona jest, za pomocą przewodu hydraulicznego zasilającego 14, z układu pompowego 9 do zaworu elektrohydraulicznego roboczego 1 oraz do zaworu elektrohydraulicznego sterującego 2. Sygnał sterujący programowalnego sterownika logicznego (PLC - programmable logic controlle r) 8 przepływa elektrycznym przewodem sygnałowym zaworu elektrohydraulicznego roboczego b i powoduje otwarcie zaworu elektrohydraulicznego roboczego 1. Następuje przepływ cieczy roboczej przez sterowany zawór zwrotny 3 do przestrzeni roboczej 6 siłownika hydraulicznego 11. Zasilanie trwa do chwili osiągnięcia zadanej wartości ciśnienia Pmax. Sygnały o zadanych wartościach Pmax i Pmin są mierzone zamontowanym w układzie hydraulicznym przetwornikiem ciśnienia 4 i przekazywane przewodem sygnałowym c do sterownika PLC 8. Po osiągnięci wartości ciśnienia Pmax sygnał ze sterownika PLC 8, za pomocą przewodu sygnałowego b zamyka zawór elektrohydrauliczny roboczy 1 i tym samym przerywa dopływ cieczy roboczej do przestrzeni roboczej 6 siłownika hydraulicznego 11. Zastosowany w układzie hydraulicznym hydraulicznie sterowany zawór zwrotny 3 zapewnia utrzymanie zadanej wartości ciśnienia Pmax w przestrzeni roboczej 6 siłownika hydraulicznego 11. Czas T1 utrzymania wartości ciśnienia Pmax może być dowolnie ustawiany w sterowniku PLC 8. Po osiągnięciu ustawionego czasu T1 utrzymania wartości ciśnienia Pmax, sygnał sterujący sterownika PLC 8, za pomocą przewodu sygnałowego a, powoduje otwarcie zaworu hydraulicznego sterującego 2, a tym samym otwarcie hydraulicznie sterowanego zaworu zwrotnego 3. Ciecz robocza spływa z przestrzeni roboczej 6 siłownika hydraulicznego 11 poprzez otwarty zawór zwrotny 3 i przewodem hydraulicznym 13 do układu pompowego 9. Po osiągnięciu zadanej wartości ciśnienia Pmin sygnał sterujący sterownika PLC 8 zamyka zawór sterujący 2, a tym samym zamyka sterowany zawór zwrotny 3. Zamknięty zawór zwrotny 3 zapewnia utrzymanie zadanej wartości ciśnienia Pmin w przestrzeni roboczej 6 siłownika hydraulicznego 11 do chwili upływu ustawionego czasu T2. Po upływie zadanego czasu T2 utrzymania wartości ciśnienia Pmin w przestrzeni roboczej 6 siłownika 11 sygnał sterujący sterownika PLC 8 powoduje ponowne otwarcie zaworu roboczego 1 i następuje rozpoczęcie realizacji kolejnego cyklu zasilania siłownika hydraulicznego 11. Przebieg zmian wartości ciśnienia w przestrzeni roboczej 6 siłownika hydraulicznego 11 oraz odpowiadające im sygnały sterujące zaworami elektrohydraulicznymi - roboczym 1 i sterującym 2, przedstawiono na fig. 2.

W układzie hydraulicznym zastosowano także zawór redukcji ciśnienia 5, który pozwala zredukować wartość ciśnienia cieczy roboczej przepływającej przez zawór elektrohydrauliczny sterujący 2 i zasilającej zawór zwrotny 3.

Claims (2)

1. Układ sterowania cyklicznym zasilaniem siłowników hydraulicznych, znamienny tym, że przestrzeń robocza (6) siłownika hydraulicznego (11) połączona jest przewodem hydraulicznym z zabudowanym na nim przetwornikiem ciśnienia (4), połączonym elektrycznym przewodem sygnałowym zaworu przetwornika ciśnienia (c) z programowalnym sterownikiem logicznym PLC (8), i przetwornik ciśnienia (4) połączony jest przewodem hydraulicznym z sterowanym zaworem zwrotnym (3) a zawór (3) połączony jest przewodem hydraulicznym z zaworem elektrohydraulicznym roboczym (1) oraz przewodem hydraulicznym sterowniczym (12) z zaworem elektrohydraulicznym sterującym (2), oraz zawory (1) i (2) połączone są za pomocą elektrycznych przewodów sygnałowych odpowiednio (b) i (a) z sterownikiem PLC (8), i oba zawory (1) i (2) połączone są przewodami hydraulicznymi z przewodem hydraulicznym powrotnym (13), łączącym oba zawory (1) i (2) z układem pompowym (9), który to układ połączony jest równolegle przewodem hydraulicznym zasilającym (14) z zaworami (1) i (2).

2. Układ sterowania według zastrz. 1, znamienny tym, że na przewodzie hydraulicznym zasilającym (14) i na wejściu do zaworu elektrohydraulicznego sterującego (2) zabudowany jest zawór redukcji ciśnienia (5).