Pierwszenstwo: Opublikowano: 21.XII.1970 61242 KI. 60 a, 9/08 MKP F 15 b, 9/08 UKD Twórca wynalazku: Józef Talar Wlasciciel patentu: Wytwórnia Sprzetu Komunikacyjnego im. Boleslawa Krzywoustego Przedsiebiorstwo Panstwowe, Wroclaw (Polska) Uklad sterowania odbiorników o liniowym lub obrotowym ruchu roboczym, zwlaszcza cylindrów lub silników hydraulicznych Przedmiotem wynalazku jest uklad sterowania od¬ biornikami o liniowym lub obrotowym ruchu ro¬ boczym, w których nosnikiem energii ruchu jest plyn pod wysokim cisnieniem, na przyklad olej lub sprezone powietrze.Pod nazwa odbiorników o liniowym lub obroto¬ wym ruchu roboczym rozumie sie urzadzenia w ro¬ dzaju cylindrów z poruszajacym sie wewnatrz tlo¬ kiem, wykonujacym ruch posuwisto zwrotny oraz silniki o ruchu obrotowym.Elementy te stosowane sa w ukladach sterowania maszyn i urzadzen, w których energia plynu wy¬ twarzana jest przez pompe hydrauliczna lub spre- .zarke.Znane dotychczas uklady sterowania takich od¬ biorników skladaja sie zazwyczaj ze zródla energii, jak na przyklad pompy zebatej, elementu zabezpie¬ czajacego uklad przed przekroczeniem maksymalne¬ go cisnienia, zaworu rozdzielczego sterujacego ply¬ nem kolejno do poszczególnych stron odbiornika oraz inne pomocnicze elementy, jak regulatory przeply¬ wu, zawory i filtry.Posród tych elementów, elementem o bardziej zlo¬ zonej budowie, zaleznie od rodzaju i ilosci odbiorni¬ ków oraz w zaleznosci od tego, czy sterowanie odby¬ wa sie recznie lub zdalnie w ukladzie automatycz¬ nym — jest zawór rozdzielczy. Elementy te, aczkol¬ wiek sprawne w dzialaniu, sa bardzo kosztowne i w razie koniecznosci ich wymiana jest bardzo klopot¬ liwa. 2 Zadaniem wynalazku jest ulepszenie ukladu ste¬ rowania zlozonego z prostych, nieskomplikowanej budowy elementów powtarzalnych, spelniajacych wymagania odnosnie sterowania, wystepujace w do- 5 wolnych ukladach silowych.Postawione zadanie zostalo wykonane dzieki za¬ stosowaniu sterowanego zaworu dwupolozeniowego, spelniajacego zasadniczo w inych ukladach tylko funkcje zaworu przelewowego. Wykorzystujac jego io budowe dwupolozeniowa, sterowanie zdalne polozen oraz mozliwosc odpowiedniej regulacji w kazdym polozeniu, droga wielokrotnego zabudowania w ukla¬ dzie tego samego elementu zapewniono uzyskanie zadanych ruchów w ukladach sterowania zarówno 15 w odniesieniu do prostego ukladu sterowania jednym odbiornikiem, jak i w ukladach zlozonych z wiek¬ szej ilosci odbiorników.Poza tym uklady z takimi elementami umozliwia¬ ja uzyskanie drogi hamowania — róznej dla posz- 20 czególnych odbiorników — dzieki czemu zostaje wy¬ eliminowane zjawisko pekania przewodów, czego nie spelniaja dotychczas stosowane rodzielacze. Na zalaczonych rysunkach pokazano w formie przykla¬ du uklady sterowania odbiornikami cylindrowymi 25 o liniowym ruchu roboczym. Odbiorniki cylindrowe pokazane na rysunku moga byc zastapione innym rodzajem odbiorników lub moga tworzyc uklady . zlozone z róznych odbiorników.Na zalaczonych rysunkach fig. 1 przedstawia sche- «n mat ukladu sterowania odbiornikiem w rodzaju cy- 612423 lindra nurnikowego, fig. 2 — przyklad ukladu ste¬ rowania z wieloma odbiornikami n+1 cylindrów nurnikowych, fig. 3 — przyklad ukladu sterowania wieloma odbiornikami dwustronnie zasilanymi — róznicowymi, fig. 4 i fig. 6 — schemat ukladu stero¬ wania dwustronnie zasilanych odborników, fig. 5 — schemat odmiany ukladu pokazanego na fig. 3.Przedstawiony na fig. 1 uklad sterowania odbior¬ nikiem w rodzaju cylindra nurnikowego, tj. jedno¬ stronnie zasilanego, sklada sie z pompy 1, boczniko- wo podlaczonego sterowanego zaworu przelewowego 2 wlaczonego w linii zaworu zwrotnego 3, cylindra nurnikowego 4 i polaczonego miedzy zaworem zwrot¬ nym 3 a wlotem zasilania do cylindra 4, sterowanego zaworu przelewowego 5. Przy sterowaniu praca sil¬ nika hydraulicznego o jednym kierunku obrotów za¬ wór 5 mozna pominac.Dzialanie ukladu jest nastepujace: w polozeniu za¬ woru 2 który jest zamkniety na przelew i zaworu 5 równiez zamknietego, nastepuje wysuw nurnika cylindra do skrajnego górnego [polozenia, po uprzed¬ nim przesterowaniu zaworu zwrotnego 3, a z kolei przesterowanie zaworu 2 na otwarte przelewowe po¬ lozenie powoduje utrzymanie cylindra w skrajnym polozeniu lub w innym dowolnym polozeniu, zas pompa bezobciazeniowo przelewa do zbiornika.Przestrerowanie zaworu 5 w polozenie otwarte umozliwia wyplyw cieczy z cylindra do zbiornika i opadanie cylindra 4 pod wlasnym obciazeniem. Ha¬ mowanie podczas wsuwu nurnika uzyskuje sie przez odpowiednia regulacje zaworu 5. Funkcje zaworu bezpieczenstwa oraz bezobciazeniowej pracy pompy zawiera zawór 2.Przedstawiony na fig. 2 schemat ukladu sterowa¬ nia wielu odbiorników w rodzaju cylindrów nurni¬ kowych, sklada sie z pompy 8 zaworu zwrotnego 7 oraz ze sterowanych zaworów przelewowych 4, 5, 6 z odprowadzaniem przecieków, sterowanych zawo¬ rów przelewowych 9, 10, 11 i 12 oraz cylindrów nur¬ nikowych 1, 2, 3 z mozliwoscia doprowadzenia do n odbiorników.Dzialanie ukladu jest nastepujace: wysuw nurni¬ ka cylindra nastepuje wtedy, gdy otwarty jest za¬ wór 6 a zawory 9 i 10 sa zamkniete. Po osiagnieciu skrajnego lub innego dowolnego polozenia nurnika nastepuje zamkniecie zaworu 6. Opuszczanie nurni¬ ka cylindra 1 nastepuje przy otwarciu zaworu 10 i zamknietym zaworze 6. Wysuw kolejnego nurnika cylindra 2 nastepuje pTzy otwartym polozeniu za¬ woru 5 i zamknietym polozeniu zaworów 9 i 11 oraz zaworu 6. Opuszczanie nurnika cylindra 2 na¬ stepuje przy otwartym polozeniu zaworu 11 i zamk¬ nietych polozeniach pozostalych zaworów. Kolejny wysuw nurnika cylindra 3 nastepuje przy otwartym polozeniu zaworu 4 i zamknietych polozeniach po¬ zostalych zaworów.Opuszczanie nurnika cylindra 3 nastepuje przy otwartym polozeniu zaworu 12 oraz zamknietym po¬ lozeniu pozostalych zaworów. Zawór 9 otwarty zo¬ staje wówczas, gdy chcemy uzyskac bezobciazeniowa prace pompy, czyli nie jest wymagane tloczenie cie¬ czy pod cisnieniem do instalacji.Dobudowujac dalsze cylindry i przyporzadkowane im zawory sterujace doplyw i wyplyw cieczy uzys- 61242 4 kuje sie zwiekszenie ilosci odbiorników stosownie do^ potrzeb.Hamowanie wsuwu nurników uzyskuje sie po¬ przez odpowiednia regulacje zaworów 10, 11, 12. 5 Przedstawiony na fig. 3 uklad sterowania od¬ biornikami dwustronnie zasilanymi róznicowo skla¬ da sie z pompy 2, bocznikowo podlaczonego stero¬ wanego zaworu przelewowego 1, odgalezienia z ma¬ gistrali glównej, na którym umieszczony jest za- io wór zwrotny 12, zawory przelewowe sterowane 3 i 4 polaczone .szeregowo z tym, ze pomiedzy zaworami 3 a 4 podlaczone jest doprowadzenie do koncówek za¬ silania B cylindra 6, zas przed zaworem 3 za zawo¬ rem zwrotnym 12 podlaczone jest doprowadzenie do 15 koncówki zasilania A cylindra 6.Dalsze rozgalezienia do kolejnego cylindra 7 ma¬ ja takie samo rozmieszczenie zaworów i podlaczen z tym, ze oznaczone sa odpowiednio: zawór zwrotny 5 oraz zawory przelewowe 8 i 9. Kolejne dobudowa- 20 nie odgalezien do dalszych odbiorników jest moz¬ liwe, zaleznie od wielkosci pompy, z zachowaniem tego samego ukladu polaczen, co wymienione wy¬ zej.Na fig. 4 pokazano uklad polaczen w przypadku, 25 gdy wymagane jest hamowanie ruchu cylindra. W tym celu wystarczy umiescic i podlaczyc zawory zwrotne 10 i 11 miedzy koncówkami doprowadzenia cieczy A i B.Dzialanie ukladu jest nastepujace: Wysuwanie tlo- 30 ka z cylindra 6 nastepuje, gdy zawory 1 i 4 sa zamk¬ niete a zawór 3 otwarty. Zatrzymanie tloka w do¬ wolnym polozeniu i tloczenie cieczy do dalszego od¬ biornika, wymaga zamkniecia zaworów 1, 3 i 4. Moz¬ liwe jest zatrzymanie tloka w dowolnym polozeniu 35 i przesterowanie pompy na zlew. W tym celu zawo¬ ry 3 i 4 sa zamkniete, natomiast zawór 1 otwarty- Wisuw tloka do cylindra 6 nastepuje przy otwartym zaworze 4 i zamknietych zaworach 1 i 3. Pompa tlo¬ czy wtedy caly wydatek do koncówki A. 40 Uzyskanie hamowania ruchu tloka uzyskuje sie przez odpowiednie wyregulowanie zaworów przele¬ wowych sterowanych, przy czym wymagane jest podlaczenie dodatkowo zaworów zwrotnych 10 i 11 jak na fig. 4. Podczas wysuwu tloka w cylindrze 6 45 przy zatrzymaniu wystapi wzrost cisnienia, od mas bezwladnosci, w przewodzie A.Cisnienie to bedzie wieksze od regulacji zaworu sterowanego 3 wobec czego nastapi jego otwarcie i przepuszczenie cieczy na druga strone cylindra. Po- 50 zostala róznica objetosci cieczy zostanie zassana po¬ przez zawór zwrotny 11.W przeciwrfym kierunku ruchu tloka — wsuw -— przy zatrzymaniu wytworzone zostanie w przewo¬ dzie B cisnienie wieksze od cisnienia regulacji za¬ woru 4 a tym samym spowoduje jego otwarcie i upuszczenie cieczy na zlew. Uzupelnienie cieczy po przeciwnej stronie tloka nastapi przez zassanie cie¬ czy poprzez zawór zwrotny 10 lub 12.Zawór zwrotny 10 wymagany jest tylko w przy- 60 padkach takich, przy których pompa 2 nie podaje cieczy do instalacji podczas hamowania. Analogicz¬ nie jak wyzej przedstawia sie sposób dzialania cy¬ lindra 7. Wysuw tloka nastepuje, gdy otwarty jest zawór 8 a pozostale zawory sa zamkniete. Zatrzy- 65 manie tloka w dowolnym lub krancowym polozeniu 555 61242 6 nastepuje wtedy, gdy zamkniete sa wszystkie zawory z wyjatkiem zaworu 1. Wsuwanie tloka do cylindra wymaga otwarcia zaworu 9 i zamkniecia pozostalych zaworów.Przedstawiony na fig. 5 dalszy wariant ukladu sterowania odbiornikami w rodzaju cylindra dwu¬ stronnie zasilanego lub silnika obrotowego, np. w Todzaju silnika zebatego lub wielotloczkowego, skla¬ da sie z pompy 11, bocznikowo podlaczonego stero- -wanego zaworu przelewowego 12, odgalezienia do -cylindra 1, na którym nastepuje dalsze rozgalezie¬ nie przewodów na dwie galezie doprowadzajace ciecz do koncówek A i B cylindra.Na kazdym z tych odgalezien podlaczone sa ste¬ rowane zawory przelewowe 4 i 5 a miedzy nimi a koncówkami A i B doprowadzajacymi ciecz do -zbiornika, podlaczone sa bocznikowo sterowane za¬ wory przelewowe 3 i 6, odprowadzajace ciecz z cy-. lindra 1.Dalsze odbiorniki maja podobny uklad polaczen zaworów jak w przypadku cylindra' 1.Dzialanie ukladu jest nastepujace: rozwazajac ty¬ powy cykl funkcjonalny tego rodzaju urzadzen, jak: wysuw tloka, zatrzymywanie w odpowiednim, tj. krancowym lub dowolnym polozeniu, wsuw tloka do cylindra. W cyklu tym zaleznie od potrzeb ruchy -tloka moga byc odpowiednio hamowane — ze zwie¬ kszeniem lub zmniejszeniem drogi hamowania. Wy¬ suw tloka nastepuje, gdy zawory 4, 6 i 12 sa zamk¬ niete a zawory 3 i 5 otwarte.Zatrzymywanie tloka w dowolnym lub kranco¬ wym polozeniu i jego hydrauliczne zablokowanie nastepuje, przy zamknieciu zaworów 3 i 5. Pozostale zawory moga byc w takim polozeniu jak podano po¬ przednio.Wsuwanie tloka do cylindra 1 nastepuje, gdy za¬ wory 3, 5 i 12 sa zamkniete, zas zawory 4 i S otwar¬ te. Zatrzymywanie tloka w tym polozeniu naste¬ puje, gdy zawór 6 znajduje sie w polozeniu zam¬ knietym. Pozostale zawory moga pozostac w tym samym polozeniu co poprzednio. Osiagniecie takie¬ go stanu, w którym tlok moze sie swobodnie poru¬ szac w jdenym lub drugim kierunku, zwany tez ,.stanem plywajacym" mozna osiagnac poprzez usta¬ wienie zaworów 4 i 5 w polozeniu zamknietym a zaworów 3, 8 i 12 w polozeniu otwartym.W tym polozeniu pompa równiez pracuje bez ob¬ ciazenia, tj. przelewa na zlew. „Plywajacy stan" tlo¬ ka cylindra 1 i tloczenie cieczy przez pompe do ko¬ lejnych odbiorników uzyskuje sie, gdy zawory 4, -5 i 12 sa zamkniete a zawory 3 i 6 otwarte.Hamowanie ruchu tloka w odbiorniku 1 uzy- jskuje sie poprzez podlaczenie dodatkowych zaworów zwrotnych 13 i 14 fig. 6 do przewodów A i B oraz przez odpowiednie wyregulowanie otwarcia zawo¬ rów sterowanych 3 i 6. Przy hamowaniu podczas wsuwu tloka ciecz odprowadzona zostaje przez za- 5 wór 6, natomiast zassana jest na druga strone tloka poprzez zawór zwrotny 13.Przy hamowaniu podczas wysuwu tloka ciecz od¬ prowadzona jest poprzez zawór 3, natomiast zassa¬ na na druga strone tloka poprzez zawór zwrotny 14. io Przestawione powyzej warianty ukladów umozli¬ wiaja sterowanie praca; odbiorników we wszystkich mozliwych kombinacjach. Moga one byc ze soba wzajemnie powiazane w sposób najbardziej ekono¬ miczny przy zapewnieniu odpowiednich wymagan 15 funkcjonalnych. Powtarzalnosc tych samych elemen¬ tów umozliwia zmniejszenie wyrobów zapasowych, w wypadku wymaganej wymiany elementu uszko¬ dzonego, latwy demontaz, co w przypadku stosowa¬ nia duzych bloków rozdzielczych wymaga wymon- 20 towania calego bloku, tworzenie konstrukcji insta¬ lacji hydraulicznej w rozwiazaniu plytowym lub tablicowym. PL