PL249369B1 - Zespół zaworowy rozdzielacza - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest zespół zaworowy rozdzielacza z ruchomym gniazdem przesuwnym, który uwidacznia, przeznaczony do sterowania kierunkiem przepływu medium hydraulicznego, w którym to w jednym ciągu osiowo posadowione są i stykają się ze sobą: korpus zaworu spływowego (7), tulejka (4), gniazdo zasilania (3) i korpus zaworu zasilającego (1). W osi tych czterech elementów mogą przemieszczać się tłoczek spływowy (6), gniazdo przesuwne (5) i tulejka zaworowa (2), przy czym gniazdo przesuwne (5) ma możliwość swobodnego ruchu między powierzchnia pierścieniową (21) tulejki (4), a występem w korpusie zaworu spływowego (20). Z wystającą z zespołu zaworowego częścią walcową tłoczka sterującego (6) współdziała układ dźwigniowy w postaci dwóch dźwigni sterującej (23) i pośredniej (27), przy czym dźwignia pośrednia (27) bezpośrednio styka się tłoczkiem spływowym (6). Zasada działania zespołu zaworowego rozdzielacza z ruchomym gniazdem przesuwnym (5), przeznaczonego do sterowania kierunkiem przepływu medium hydraulicznego oparta jest o działanie rozdzielacza trzydrogowego dwupołożeniowego sterowanego ręcznie.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku z dziedziny górnictwa jest zespół zaworowy rozdzielacza z ruchomym gniazdem przesuwnym przeznaczony do sterowania kierunkiem przepływu medium hydraulicznego, którego zadaniem jest kierowanie strugi medium hydraulicznego od zasilania do odbiornika i w kierunku powrotnym od odbiornika do spływu, a w położeniu neutralnym łączeniu odbiornika ze spływem. Szczególnie przydatny do sterowania odbiornikami, które wymagają dużego natężenia przepływu jak stojaki, podpory stropnicy czy siłowniki przesuwu sekcji, w jakie wyposażone są sekcje obudowy górniczej.

Znany z polskiego opisu nr 168135 hydrauliczny rozdzielacz zwłaszcza do sterowania górniczą obudową zmechanizowaną, który ma w korpusie centralnie umieszczony przesuwny wodzik, przez który przechodzi wychylna dźwignia. Wodzik jest połączony rozłącznie z dwoma układami zaworowymi, z których każdy jest zbudowany ze skręconych ze sobą suwaków, umieszczonych w gnieździe i korku korpusu. Zespół suwaków ma co najmniej trzykrotnie stopniowaną średnicę i na środkowej średnicy suwaka ma grzybek. Każdy z układów zaworowych hydraulicznego rozdzielacza ma trzy komory hydrauliczne: zasilania, spływu i sterowania.

Znany z polskiego opisu nr 168138 sterownik układów hydraulicznych stosowany w maszynach i urządzeniach górniczych. Sterownik układów hydraulicznych ma w swoim korpusie co najmniej dwa wybrania, w których zabudowany układ zaworowy ma zewnętrzną komorę zasilania i wewnętrzną komorę zasilania, połączone z komorą sterowania i komorą spływu. Każdy z układów zaworowych ma dwustopniowy suwak z otworami przelewowymi, na którym to suwaku jest suwliwie osadzony grzybek współpracujący z gniazdem zasilania, wsparty na dławiku spływu poprzez sprężynę. Przedmiot wynalazku może znaleźć zastosowanie w zmechanizowanych obudowach górniczych, jako urządzenie współpracujące z rozdzielaczem pełno przepustowym.

Znany z polskiego opisu nr 207001 rozdzielacz sterowany ręcznie przeznaczony do impulsowego sterowania rozdzielaczem wykonawczym o dużej przepustowości zbudowany z korpusu posiadający dwa stopniowane otwory, wewnątrz których znajdują się wkłady zaworowe, w postaci tulejki z gniazdem, kulki i korka, sterowany za pomocą dźwigni znamienny tym, że: w cylindrycznym otworze tulejki suwliwie posadowiony jest co najmniej dwuśrednicowy suwak, który mniejszą średnicą zwrócony jest w kierunku kulki, a większą styka się z pośrednim elementem, jakim jest tłok sterujący.

Znany z polskiego opisu nr 203887 zespół zaworowy rozdzielacza siłownika pneumatycznego dachowej klapy dymowej w instalacji pneumatycznej z dwoma rozdzielaczami kierunkowymi równolegle zasilającymi siłownik pneumatyczny dachowej klapy dymowej, znamienny tym, że stanowią go dwa zabudowane współosiowo w korpusie suwakowe zawory odcinające - zawór prawy i zawór lewy, których komory połączone są ze sobą przez cylinder wewnętrzny o średnicy mniejszej od średnicy komór, przy czym zawór prawy ma dwutłokowy suwak z tłokiem mniejszym prowadzonym w cylindrze wewnętrznym i z tłokiem większym w otworze komory, jego tłok większy ma z obu stron odsadzenia dystansowe, wewnętrzne i zewnętrzne, a jego szerokość jest nie większa od pomiaru poosiowego rozstawienia kanałów powietrza, ponadto w suwaku wykonany ma kanał prowadzony współosiowo przez tłok mniejszy oraz promieniowo wyprowadzony na obwodową pobocznicę odsadzenia zewnętrznego, natomiast zawór lewy ma suwak z dwoma tłokami przedzielonymi przewężeniem o szerokości nie mniejszej od wymiaru poosiowego rozstawienia kanałów powietrza, ponadto suwaki obu zaworów odcinających mają zewnętrzne popychacze, wyprowadzone na zewnątrz po obu stronach korpusu, przez otwory w pokrywach komór zaworów odcinających mają zewnętrzne popychacze, wyprowadzone na zewnątrz, po obu stronach korpusu, przez otwory w pokrywach komór zaworów odcinających.

Znany z polskiego opisu nr 207615 rozdzielacz sterujący mający zastosowanie zwłaszcza w układach sterowania pilotowego zmechanizowanych obudów górniczych. Rozdzielacz jest urządzeniem umożliwiającym wywołanie hydraulicznego impulsu sterującego na drodze mechanicznego otwarcia zaworu zwrotnego. Rozdzielacz sterujący jest zabudowywany na płycie sterownia pilotowego. Rozdzielacz zawiera korpus z otworami przyłączy zasilających, otworami przyłączy spływowych i otworami przyłączy odbiornika oraz sterujące dźwignie. Korpus jest wyposażony w komory z osadzonymi w każdej z nich zespołami umiejscowionych osiowo elementów zaworowych. Zespół elementów zaworowych jest złożony z zasilającej tulei, w której osadzony jest suwliwie prowadnik z dociskową sprężyną, mający umiejscowiony na końcu kulisty element, zamykający zawór, odbiornikowej tulei i spływowej tulei, wyposażonej w osadzony suwliwie sterujący tłoczek z odbojową sprężyną, przy czym sterujący tłoczek ma stożkową powierzchnię przechodzącą w walcową powierzchnię pasowną ze spływowym gniazdem odbiornikowej tulei.

Znany z polskiego opisu nr 186937 rozdzielacz, sterowany hydraulicznie, charakteryzuje się tym, że gniazdo zaopatrzone jest w dwie ostre krawędzie, z których krawędź usytuowana jest nad stożkową powierzchnią elementu zaworu, a krawędź pod stożkową powierzchnią tłoczka, zaś zakończeniem powierzchni stożkowej tłoczka, rozłącznego z elementem zaworu, jest walcowa powierzchnia, suwliwie pasowana w cylindrycznym otworze gniazda. Układ zaworów, zwrotnego i spływowego, usytuowany jest osiowo i posiada jedno uszczelnienie suwliwe na tłoczku.

Znany ze zgłoszenia 376105 sterownik hydrauliczny impulsowy charakteryzuje się tym, że ma osiową przesuwną tulejkę, która na średnicy zewnętrznej ma ukształtowany stożek zaworu zwrotnego zasilającego a od czoła stożek zaworu spływowego, oraz trzpień sterowniczy, który ma na średnicy zewnętrznej kołnierz oporowy spełniający rolę ogranicznika wysuwu zewnętrznego trzpienia i jest zakończony z jednej strony od czoła gniazdem zaworu spływowego połączony osiowym i prostopadłym otworem z komorą odciążającą, a z drugiej strony zakończony kulistą końcówką, która współpracuje z dźwignią sterowniczą posiadającą ręczną blokadę na stały impuls ciśnienia. Przesuwna tulejka ma otwór przepływowy z jednej strony dla powstającego impulsu ciśnieniowego do sterowania zaworu wykonawczego a z drugiej strony w trzpieniu otwór, który po zamknięciu zaworu spływowego przechodzi do komory odciążającej współpracującej z dźwignią sterowniczą.

W dotychczas znanych rozwiązaniach zasada działania rozdzielaczy oparta jest o system zaworowy, suwakowy lub suwako-zaworowy. Rozdzielacze zbudowane są z zaworów zasilających i spływowych. Zawory zasilające zbudowane są z zawieradła w postaci kuli lub stożka dociskanego do odpowiednio ukształtowanego gniazda sprężyną i ciśnieniem cieczy zasilającej. W położeniu neutralnym odbiorniki połączone są ze spływem a zasilanie odcięte od odbiorników. Przek ierowanie przepływu cieczy hydraulicznej łączy się w pierwszej kolejności z zablokowaniem połączenia odbiornika ze spływem a następnie przez otwarcie odpowiedniego zaworu zwrotnego skierowanie jej do odbiornika.

Zawór spływowy uruchamiany jest wówczas, gdy jeden z elementów rozdzielacza przemieszczając się pod działaniem dźwigni lub impulsu hydraulicznego swoją powierzchnią stożkową zamyka połączenie odbiornika ze spływem.

W większości rozwiązań zamknięcie to następuje między zawieradłem zaworu zasilającego a ruchomym elementem zaworu spływowego. Po odcięciu połączenia odbiornika ze spływem następuje otwarcie zaworu zasilającego i skierowanie medium od zasilania do odbiornika.

We wszystkich przedstawionych rozwiązaniach między zaworem zasilającym a spływowym nie występuje żaden element pośredni.

Istotą rozwiązania pod nazwą zespół zaworowy rozdzielacza jest zastosowanie elementu pośredniego w postaci ruchomego gniazda przesuwnego, które jako niezależny element posadowiony razem z tłoczkiem spływowym osiowo w tulejce i korpusie zaworu spływowego między powierzchnią stożkową tłoczka spływowego a pierścieniową powierzchnią czołową tulejki zaworowej usytuowanej, prowadzonej i uszczelnionej suwliwie w korpusie zaworu zasilającego jest elementem pośrednim, dzięki któremu realizowane jest otwarcie zaworu zasilającego z umożliwieniem dalszego swobodnego przemieszczania się tulejki zaworowej zaworu zasilającego a jednocześnie realizowane jest szczelne zamknięcie zaworu spływowego.

Zespół zaworowy rozdzielacza charakteryzuje się tym że, po przyłożeniu siły do dźwigni sterującej następuje w pierwszej fazie ruch tylko tłoczka sterującego a po jego zetknięciu się z gniazdem przesuwnym i odcięciem komory odbiornika od komory spływowej ich wspólny ruch. Dalsze ich przemieszczanie powoduje odsunięcie tulejki zaworowej od gniazda zasilania i otwarcie połączenia komory zasilania z komorą odbiornika. W dotychczas znanych rozwiązaniach taki element pośredni w postaci ruchomego gniazda przesuwnego nie występował.

Istotą przedmiotowego rozwiązania dotychczas niestosowanego jest to, że gniazdo przesuwne może przemieszczać się osiowo i jego ruch jest ograniczony z jednej strony występem w korpusie zaworu spływowego a z drugiej powierzchnią pierścieniową tulejki, w której jest uszczelnione uszczelką gniazda.

Istotnym w przedstawionym rozwiązaniu jest właściwe dobranie wielkości współpracujących powierzchni polegające na tym, że pole powierzchni od średnicy walcowej gniazda przesuwnego jest większe od pola powierzchni wynikającego z miejsca styku powierzchni stożkowej gniazda przesuwnego z odpowiednią powierzchnią tłoczka spływowego.

Istotne też są zależności między powierzchniami tłoczka spływowego i gniazda przesuwnego. Pole powierzchni pierścienia powstałego z różnicy średnic między zewnętrzną od strony gniazda przesuwnego i zewnętrzną części tego tłoczka współpracującą z dźwignią sterującą jest mniejsze od powierzchni wynikającej z miejsca styku między powierzchniami stożkowymi gniazda przesuwnego i tłoczka spływowego.

Istotna jest także zależność polegająca na tym, że pole powierzchni pierścienia powstałego z różnicy średnic między zewnętrzną od strony gniazda przesuwnego i zewnętrzną części tego tłoczka współpracującą z dźwignią sterującą jest mniejsza od pola powierzchni od średnicy gniazda przesuwnego posadowionego w tulejce.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania uwidoczniony jest na Fig. 1, na której to w jednym ciągu osiowo posadowione są i stykające się ze sobą: korpus zaworu spływowego 7, tulejka 4, gniazdo zasilania 3 i korpus zaworu zasilającego 1. W osi tych czterech elementów mogą przemieszczać się tłoczek spływowy 6, gniazdo przesuwne 5 i tulejka zaworowa 2, przy czym gniazdo przesuwne 5 ma możliwość swobodnego ruchu między powierzchnią pierścieniową 21 tulejki 4 a występem w korpusie zaworu spływowego 20. Z wystającą z zespołu zaworowego częścią walcową tłoczka sterującego 6 współdziała układ dźwigniowy w postaci dwóch dźwigni sterującej 23 i pośredniej 27, przy czym dźwignia pośrednia 27 bezpośrednio styka się tłoczkiem spływowym 6.

Zasada działania zespołu zaworowego rozdzielacza z ruchomym gniazdem przesuwnym 5 przeznaczonego do sterowania kierunkiem przepływu medium hydraulicznego oparta jest o działanie rozdzielacza trzydrogowego dwupołożeniowego sterowanego ręcznie. Po przesterowaniu dźwigni 23 następuje ruch tłoczka sterującego 6, który po zetknięciu jego powierzchni stożkowej 14 z powierzchnią stożkową 12 gniazda przesuwnego 5 odcina przepływ cieczy hydraulicznej od komory odbiornika 18 do komory spływowej 16. Dalszy wspólny ruch tłoczka sterującego 6 i gniazda przesuwnego 5 powoduje zetknięcie się dolnej powierzchni 22 gniazda przesuwnego 5 z pierścieniową powierzchnią czołową 15 tulejki zaworowej 2 i odsunięcie się jej powierzchni stożkowej 19 od współpracującej z nią powierzchnią gniazda zasilania 3, w wyniku czego następuje otwarcie przepływu medium hydraulicznego od komory zasilania 17 do komory odbiornika 18.

Po zwolnieniu nacisku na dźwignię sterującą 23 następuje wspólny powrotny ruch tłoczka spływowego 6, gniazda przesuwnego 5 i tulejki zaworowej 2. W pierwszej fazie po zetknięciu się powierzchni stożkowej 19 tulejki zaworowej 2 z powierzchnią stożkową gniazda zasilania 3 następuje odcięcie przepływu medium hydraulicznego od komory zasilania 17 od komory odbiornika 18. W kolejnej fazie następuje rozłączenie pierścieniowej powierzchni czołowej tulejki zaworowej 15 od dolnej powierzchni gniazda przesuwnego 22 i dalsze przemieszczanie się wspólne gniazda przesuwnego 5 z tłoczkiem spływowym 6 do momentu oparcia się gniazda przesuwnego o występ w korpusie zaworu spływowego 20. W ostatniej fazie ruchu następuje rozłączenie powierzchni stożkowej gniazda przesuwnego 12 i powierzchni stożkowej tłoczka spływowego 14 oraz dalsze przesuwanie się tylko tłoczka spływowego 6, co powoduje połączenie komory odbiornika 18 z komorą spływową 16.

Tłoczek spływowy 6 posiada kanały: osiowy 24, łączący się z kanałem poprzecznym 25 którymi, po odsunięciu się powierzchni stożkowej 19 tulejki zaworowej 2 od gniazda zasilania 3 i zapewnieniu szczelnego połączenia między powierzchnią stożkową 12 gniazda przesuwnego 5 a powierzchnią stożkową 14 tłoczka spływowego 6, medium hydrauliczne z komory zasilania 17 po wypełnieniu komory odbiornika 18 przedostaje się do komory odciążenia 26 utworzonej z różnicy średnic „D1” i „D2” tłoczka spływowego 6. Wypełniona cieczą pod ciśnieniem komora odciążenia 26 zmniejsza siłę potrzebną do utrzymania dźwigni 23 w położeniu przesterowanym. Szczelność połączenia powierzchni stożkowych 14 i 12 tłoczka spływowego 6 i gniazda przesuwnego 5 zapewnia siła od ciśnienia medium hydraulicznego oddziałująca na powierzchnię wynikającą z różnicy średnic D4 i D3. Szczelność połączenia powierzchni stożkowej tulejki zaworowej 19 z gniazdem zasilania 3 zapewnia siła od ciśnienia medium hydraulicznego oddziałująca na powierzchnię od średnicy D5 pomniejszoną o powierzchnię od średnicy D6, na której uszczelką zaworową 9 uszczelniona jest tulejka zaworowa 2. Siła ta jest jednocześnie siłą potrzebną do otwarcia zaworu zasilającego.

Takie rozwiązanie zaworów zasilającego i spływowego znacząco zmniejsza siły potrzebne do sterowania tymi zaworami, co czyni zespół zaworowy rozdzielacza o tej konstrukcji szczególnie przydatnym do zastosowania w rozdzielaczach sterowanych ręcznie.

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowe

1. Zespół zaworowy rozdzielacza Fig. 1 przeznaczony do sterowania kierunkiem przepływu medium hydraulicznego, który posiada ruchome gniazdo przesuwne (5) zakończone powierzchnią stożkową (12), posadowione suwliwie w otworze (13) tulejki (4) pomiędzy powierzchnią stożkową (14) tłoczka spływowego (6) a pierścieniową powierzchnią czołową (15) tulejki zaworowej (2), mogące się przemieszczać między nimi w obydwu kierunkach, znamienny tym, że: gniazdo przesuwne (5) jest elementem pośrednim pomiędzy tłoczkiem spływowym (6) a tulejką zaworową (2) poprzez które realizowane jest odsuwanie tulejki zaworowej (2) od gniazda (3) zaworu zasilającego a równocześnie razem z tłoczkiem spływowym (6) stanowi zawór spływowy.

2. Zespół zaworowy wg zastrzeżenia 1 znamienny tym, że: pole powierzchni od średnicy D4 gniazda przesuwnego (5) jest większe od pola powierzchni od średnicy (D3) w miejscu styku powierzchni (14) i (12) gniazda przesuwnego (5) i tłoczka spływowego (6).

3. Zespół zaworowy wg zastrzeżenia 1 znamienny tym, że: różnica pól powierzchni od średnic (D1) i (D2) tłoczka spływowego (6) jest mniejsza od pola powierzchni od średnicy (D3) w miejscu styku powierzchni (14) i (12) gniazda przesuwnego (5) i tłoczka spływowego (6).

4. Zespół zaworowy wg zastrzeżenia 1 znamienny tym, że: w tłoczku spływowym (6) różnica pól powierzchni od średnic D1 i D2 jest mniejsza od pola powierzchni od średnicy D4 gniazda przesuwnego (5).