Opublikowano: 10.XII.1970 61948 KI. 42 r*, 7/00 MKPG05d,7/00 "czytelnia1 Wspóltwórcy wynalazku: Bohdan Kmita, Andrzej Zielinski Wlasciciel patentu: Centralne Biuro Konstrukcyjne Obrabiarek Przed¬ siebiorstwo Panstwowe, Pruszków (Polska) Regulator przeplywu Przedmiotem wynalazku jest regulator przeply¬ wu, którego konstrukcja umozliwia jego dzialanie zarówno jako regulatora przelotowego jak i regu¬ latora upustowego.W hydraulice silowej, zwlaszcza zas w hydrauli¬ ce obrabiarkowej maja zastosowanie regulatory przeplywu dwóch rodzajów: regulatory przeloto¬ we i regulatory upustowe.Regulator przelotowy przedstawiony schematycz¬ nie na fig. 1 sklada sie z dlawika 1 stanowiacego szczeline o nastawialnym przekroju oraz z zaworu róznicowego 2, którego dzialanie polega na zapew¬ nieniu stalej róznicy cisnien przed i za dlawikiem, przy czym dlawienie zaworu róznicowego 2 jest szeregowo wlaczone z dlawieniem dlawika 1.Cecha charakterystyczna regulatorów przeloto¬ wych jest to, ze nie wplywaja one na wartosc ci¬ snienia przed regulatorem, które jest wynikiem dzialania innego elementu na przyklad zaworu przelewowego. Cecha ta jest szczególnie korzystna wtedy, gdy z tego samego zródla zasilane sa rów¬ niez inne elementy albo inne obwody ukladu, poza obwodem zasilanym przez regulator. Niekorzystna jest natomiast koniecznosc utrzymywania wysokie- . go cisnienia na pompie niezaleznie od wysokosci obciazenia elementu zasilanego przez regulator, wskutek czego nastepuje stosunkowo wyzszy po¬ bór mocy, duze straty cieplne i zwiazane z tym nagrzewanie sie oleju.Regulator upustowy przedstawiony schematycz- 10 15 25 30 nie na fig. 2 sklada sie z dlawika 1 o nastawial- nej szczelinie oraz z zaworu róznicowego Z, który polaczony jest z dlawikiem w ten sposób, ze umoz¬ liwia doprowadzenie do zbiornika 3 nadmiaru ole¬ ju doprowadzonego do regulatora tak, aby cisnie¬ nie przed dlawikiem bylo wyzsze o stala wartosc od cisnienia za dlawikiem. Cecha charakterystycz¬ na regulatora upustowego jest samoczynne ogra¬ niczenie cisnienia do wartosci koniecznej dla po¬ konania wystepujacego aktualnie obciazenia ele¬ mentu zasilanego przez regulator. Taki uklad nie pozwala jednak na wykorzystanie wspólnego zró¬ dla cisnienia do zasilania innych obwodów.W hydraulice silowej, zwlaszcza zas w hydrauli¬ ce obrabiarkowej istnieje celowosc stosowania re¬ gulatorów zarówno jednego jak I drugiego rodzaju, przy czym ogólnie biorac sa to regulatory o od¬ miennej konstrukcji.Celem wynalazku jest budowa takiego regulato¬ ra, który bez zmian konstrukcyjnych móglby pra¬ cowac zarówno jako regulator przelotowy jak i re¬ gulator upustowy. Zadanie to zrealizowano przez dwojakie dzialanie regulatora dzieki temu, ze kon¬ strukcja tloczka oraz kanalów i krawedzi steruja¬ cych zaworu róznicowego, zwlaszcza zas wzajemne odleglosci krawedzi sterujacych sa tak dobrane, ze w jednym polozeniu tloczka uzyskuje sie jego dzialanie dlawiace, szeregowo polaczone z dlawi¬ kiem regulatora, a tym samym przelotowe dzia¬ lanie regulatora, zas w drugim odwrotnym polo- 619483 zeniu tloczka uzyskuje sie dlawienie upuszczanego oleju, a tym samym upustowe dzialanie regulato¬ ra.Cel ten zostal osiagniety dzieki temu, ze zawór róznicowy jest zaopatrzony w co najmniej dwie sy¬ metryczne komory robocze o jednakowej srednicy, zas tloczek zaworu jest zaopatrzony w czesc która w zaleznosci od lewego lub prawego polozenia tloczka moze pracowac zarówno w jednej jak i w drugiej komorze roboczej, przy czym rozmie¬ szczenie krawedzi sterujacych tloczka jest tak do¬ brane, ze w zaleznosci od jego polozenia krawedz sterujaca wystepu zaworu wspólpracuje odpowied¬ nio z krawedziami tloczka.Korzystne uksztaltowanie techniczne regulatora wedlug wynalazku umozliwia równiez dwojakie jego dzialanie dzieki temu, ze w zaworze róznico¬ wym zastosowano trzecia komore sterowana tlocz¬ kiem zaworu, która w zaleznosci od polaczenia otworów wylotowych w jednym przypadku umoz¬ liwia dlawienie szeregowo polaczone z dlawieniem dlawika, a tym samym prace regulatora, jako re¬ gulatora przelotowego, zas w drugim przypadku dlawienie upustowego oleju, a tym samym prace regulatora jako regulatora upustowego. Regulator ten umozliwia przy tym zmiane rodzaju jego dzia¬ lania bez koniecznosci przestawienia jakichkolwiek jego elementów, a ponadto zapewnia zawsze jed¬ nakowy kierunek przeplywu przez dlawik.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 3 przedstawia regulator wedlug wynalazku z odwra¬ calnym tloczkiem pracujacy jako regulator prze¬ lotowy — w przekroju, fig. 4 — ten sam regulator pracujacy jako regulator upustowy w przekroju, fig. 5 — odmiane konstrukcyjna regulatora we¬ dlug wynalazku pracujaca zarówno jako regulator przelotowy jak i regulator upustowy w przekroju.Regulator przeplywu przedstawiony przykladowo na fig. 3 i 4 sklada sie z dwóch podstawowych zespolów: dlawika i zaworu róznicowego. Dlawik regulatora o znanej konstrukcji sklada sie z tlocz¬ ka 4 przesuwanego w tulei 5 za pomoca sruby nastawczej 6 oraz ze sprezyny 7 kasujacej luz ©siowy. Przesuwanie tloczka 4 za pomoca sruby 6 umozliwia nastawianie odpowiedniej wielkosci przekroju szczeliny 8, a tym samym nastawianie dlawienia. Zawór róznicowy regulatora sklada sie z tloczka, w którego czesci 9a, osadzonej przesuw¬ nie w komorze 10 lub 14 znajduje sie gniazdo slu¬ zace do umieszczenia sprezyny 11. Czesc 9b tego tloczka jest zaopatrzona w zwezenie 12 i osadzo¬ na przesuwnie w otworze tulei 13.Tuleja ta oprócz wymienionej uprzednio komory roboczej 10 jest zaopatrzona w komore robocza 14 o takiej samej srednicy polaczona za pomoca ka¬ nalu 15 z komora 16 dzialajaca drugostronnie na czesc 9a tloczka, oraz w srodkowe komory stero¬ wane 17 i 18 oddzielone od siebie pierscieniowym wystepem 19. Czesc 9b tloczka jest zaopatrzona w otwór podluzny 20 zamykany za pomoca korka 21 oraz w otwór poprzeczny 22.Jak juz wyzej wspomniano srednica komory ro¬ boczej 14 zaworu róznicowego regulatora wedlug wynalazku jest taka sama jak srednica komory roboczej 10 wskutek czego czesc 9a tloczka moze 61948 .' . t t 4 pracowac zarówno w jednej jak i w drugiej ko¬ morze, zas polozenie krawedzi sterujacych 23 i 24 na obrzezu zwezenia 12 tloczka jest tak dobrane, ze w zaleznosci od polozenia tloczka (przedstawio- 5 nego na fig. 3 lub przedstawionego na fig. 4) kra¬ wedz sterujaca 25 wystepu 19 wspólpracuje odpo¬ wiednio albo z krawedzia 23, albo z krawedzia 24 tloczka.Regulator wedlug wynalazku jest zaopatrzony 10 w uklad kanalów przeplywowych, a mianowicie w kanal 26 laczacy sie z jednej strony z komora 27 w tulei 5 dlawika, a z drugiej przez kanal 28 z komora robocza 14 zaworu róznicowego, w ka¬ nal 29, polaczony z komora sterowana 17 zaworu 15 róznicowego oraz w kanal 30, laczacy komore 31 dlawika z komora sterujaca 18, w omówiony uprzednio kanal 15, laczacy komore robocza 14 z komora 16 albo komore 10 z komora 16a oraz kanal 32 laczacy komore 18 z wylotem regulatora.Funkcje, które spelniaja poszczególne kanaly, zwla¬ szcza zas kanaly 26, 29 i 32 sa zalezne od sposobu pracy regulatora to jest od jego dzialania przelo¬ towego, albo tez upustowego.W przypadku dzialania przelotowego (fig. 3) re¬ gulatora jego tloczek znajduje sie w takim poloze¬ niu, ze czesc 9a osadzona jest w komorze 10, ka¬ nal 32 jest zamkniety, kanal 26 spelnia role kana¬ lu wlotowego polaczonego z zasilaniem, a kanal 29 kanalu wylotowego polaczonego z zasilana gale¬ zia obwodu na przyklad z elementem roboczym.Dzialanie regulatora przeplywu jest wówczas na¬ stepujace: strumien czynnika hydraulicznego wplywa w tym przypadku przez kanal 26 do ko¬ mory 27, a nastepnie przez nastawiona na odpo¬ wiedni przekrój szczeline dlawiaca 8 do komory 31, po czym przez kanal 30 wplywa do komory sterowanej 18 i przez szczeline dlawiaca utworzo¬ na miedzy krawedzia 25 wystepu 19 i krawedzia 23 tloczka 9b do komory sterowanej 17, a nastep¬ nie przez kanal wylotowy 29 do elementu zasila- 40 nego przez regulator. Warunkiem stalego nateze¬ nia przeplywu strumienia plynacego przez regula¬ tor jest stala róznica cisnien wystepujaca miedzy wlotem i wylotem szczeliny dlawiacej 8 dlawika.W przypadku przelotowego dzialania regulatora 45 (fig. 3) stala róznica cisnien na szczelinie dlawia¬ cej 8 uwarunkowana jest równowaga tloczka 9a, 9b, to jest takim jego stanem, w którym parcie sprezyny 11 zostaje zrównowazone róznica parc dzialajacych na powierzchnie czolowe tloczka co w komorze 14 i 16 oraz w komorze 10. W przy¬ padku, gdy wzrasta róznica cisnien na szczelinie dlawiacej 8, wzrasta równiez parcie na powierzch¬ nie czolowe tloczka 9a i 9b w komorach 14 i 16, wskutek czego tloczek pokonujac dzialanie spre- 55 zyny 11 przesuwa sie w kierunku na lewo powo¬ dujac zmniejszenie szczeliny miedzy krawedziami 23 i 25, a tym samym zwiekszenie dlawienia prze¬ plywajacego przez nia strumienia i wzrost cisnie¬ nia w komorze sterowanej 18, a zarazem za szcze- 60 lina dlawiaca 8. Ponowna równowaga nastapi wówczas, gdy róznica cisnien spadnie do wartosci okreslonej charakterystyka sprezyny 11.W przypadku, gdy róznica cisnien na szczelinie dlawiacej zmniejsza sie — wystepuje odwrotny 65 przebieg zjawiska i przesuniecie tloczka 9a i 9b 25 80 3561948 w kierunku na prawo, a tym samym wzrost prze¬ kroju szczeliny miedzy krawedziami sterujacymi 23 i 25, odpowiednie zmniejszenie dlawienia i spa¬ dek cisnienia w komorze sterowanej 18, a tym sa¬ mym za szczelina dlawiaca 8 az do powrotu do warunków równowagi.W przypadku dzialania upustowego regulatora (fig. 4) jego tloczek musi byc przestawiony w ta¬ kie polozenie, ze jego czesc 9a znajduje sie w ko¬ morze 14, kanal 32 musi byc polaczony z zasila¬ niem regulatora, kanal 26 — z zasilana przez re¬ gulator galezia obwodu na przyklad z elementem roboczym, zas kanal 29, przez który jest upuszczo¬ ny nadmiar dostarczonego oleju, ze zbiornikiem 3 oleju. Czynnik hydrauliczny jest wówczas dopro¬ wadzony kanalem 32 do komory sterowanej 18, przeplywa przez kanal 30 i komore 31 oraz nasta¬ wiona szczeline dlawiaca 8 do komory 27 dlawika, po czym odprowadzany jest kanalem 26 do ele¬ mentu zasilanego regulatorem. Równoczesnie nad¬ miar oleju wyplywa z komory sterowanej 18 przez szczeline utworzona miedzy krawedziami steruja¬ cymi 25 i 24 do komory sterowanej 17 skad od¬ prowadzany jest kanalem 29 do zbiornika 3 (fig. 2).Stala wartosc natezenia przeplywu strumienia na wylocie 26 regulatora uwarunkowana jest sta¬ la róznica cisnien miedzy wlotem i wylotem szcze¬ liny dlawiacej 8 uzyskiwana dzieki dzialaniu upu¬ stowemu zaworu róznicowego 2 wtedy, gdy parcie sprezyny 11 dzialajacej na tloczek 9a, 9b zrówno¬ wazone jest róznica parc dzialajacych na jego po¬ wierzchnie czolowe w komorze 10 i 16a oraz w ko¬ morze 14. Komora 16a na fig. 4 jest przy tym utworzona podobnie jak komora 16 — przez obwo¬ dowe podciecie czesci 9a tloczka. Jest ona syme¬ tryczna wzgledem komory 16 na fig. 3 i podobnie jak tamta polaczona za pomoca kanalu 15 z ko¬ mora 10.W przypadku gdy róznica cisnien na wlocie i wylocie szczeliny dlawiacej 8 jest zbyt mala, czemu odpowiada polozenie tloczka 9a, 9b przed¬ stawione na fig. 4, zostaje on przesuniety w kie¬ runku na lewo, wskutek czego krawedzie 24 i 25 zamykaja przeplyw z komory sterowanej 18 do komory sterowanej 17, cisnienie w tej pierwszej zwieksza sie, a tym samym nastepuje wzrost róz¬ nicy cisnien na wlocie i wylocie szczeliny dlawia¬ cej 8. Równoczesnie wzrasta jednak cisnienie w komorze 10 i 16a wskutek czego tloczek przesuwa sie ponownie w prawo, otwiera sie szczelina dla¬ wiaca miedzy krawedziami 24 i 25 i nastepuje od¬ plyw oleju kanalem upustowym 29 az do uzyska¬ nia ponownych warunków równowagi.W przypadku, gdy róznica cisnien na wlocie i wy¬ locie szczeliny dlawiacej 8 jest zbyt duza naste¬ puje dalsze przesuniecie tloczka w kierunku na prawo, wzrost przekroju szczeliny dlawiacej mie¬ dzy krawedziami 24 i 25, a tym samym odpowied¬ ni spadek cisnienia w komorze sterowanej 18 i na wlocie szczeliny dlawiacej 8, wskutek czego róz¬ nica cisnien na szczelinie spada az do ponownego uzyskania warunków równowagi.Regulator przeplywu przedstawiony na fig. 5 rózni sie od wyzej opisanego odmienna konstruk¬ cja zaworu róznicowego. Zawór ten sklada sie mianowicie z tloczka 9, który w przykladowym 15 25 rozwiazaniu konstrukcyjnym przedstawionym na fig. 5 ma postac tloczka dwusrednicowego, ze spre¬ zyny 11 oddzialywajacej na ten tloczek z okres¬ lona sila oraz z tulei 33, tworzacej z tloczkiem 9 t trzy komory sterowane 34, 35 i 36 oddzielone kra- o wedziami sterujacymi 51 i 53 tloczka 9 i krawe¬ dziami sterujacymi 52 i 54 tulei 33, tworzacymi odpowiednie szczeliny dlawiace. Komora sterowa¬ na 34 jest polaczona kanalem 42 z komora wylo¬ towa 31 dlawika, zas komora sterowana 36 — ka- o nalem 43 — z komora wlotowa 27 dlawika, zas komora 35 z kanalem upustowym 50. Ponadto ka¬ nal 43 jest polaczony z kanalem wlotowym 44 zas kanal 42 z kanalem wylotowym 45.Miedzy tuleja 33 a tloczkiem 9 utworzone sa komory robocze, a mianowicie: komora robocza 37 polaczona kanalem 38 z komora sterowana 36 i kanalem 39 wykonanym w tloczku 9 — z komora robocza 40, jak równiez komora robocza 41 po dru¬ giej stronie tloczka 9, polaczona przez kanal 46 z kanalem wylotowym 45.Zawór róznicowy regulatora przedstawionego na fig. 5 jest ponadto wyposazony w urzadzenie do nastawiania skoku tloczka 9 zlozone ze sruby na- stawczej 47 wkreconej w nakretke 48 i zabez¬ pieczonej od obrotu za pomoca przeciwnakretki 49. Koncówka sruby nastawczej 47 styka sie z po¬ wierzchnia czolowa tloczka 9 zaworu ograniczajac jego polozenie wstepne. Regulator przedstawiony na fig. 5 moze w zaleznosci od polaczenia kana- 30 lów wylotowych dzialac jako regulator przeloto¬ wy lub upustowy.W przypadku przelotowego dzialania regulatora strumien czynnika hydraulicznego doprowadzany jest z ukladu zasilania przez kanal 44 do komory 85 wlotowej 27 dlawika, a nastepnie przez nastawio¬ na szczeline dlawiaca 8 i komore wylotowa 31 oraz przez kanal 42 do komory sterowanej 34. Sze¬ regowe dlawienie na zaworze róznicowym w za¬ leznosci od róznicy cisnien wystepujacej na wlo- 40 cie i wylocie szczeliny dlawiacej 8 nastepuje mie¬ dzy krawedzia sterujaca 51 tloczka 9 i krawedzia sterujaca 52 tulei 33, po czym strumien czynnika o stalym natezeniu przeplywa do komory stero¬ wanej 35 i wyplywa kanalem wylotowym 50 do 45 elementu zasilanego regulatorem. Dzialanie zawo¬ ru róznicowego polegajacego na utrzymaniu sta¬ lej róznicy cisnien na szczelinie dlawiacej 8 jest w tym przypadku takie samo jak opisane wyzej dzialanie zaworu róznicowego na fig. 3. 50 W przypadku upustowego dzialania regulatora strumien czynnika hydraulicznego wplywa tak jak i poprzednio kanalem wlotowym 44, przeplywa przez komore wlotowa 27, nastawiona szczeline dlawiaca 8 i komore wylotowa 31, a nastepnie 55 przez kanal 42 i wyplywa kanalem wylotowym 45 do elementu zasilanego regulatorem. Równoczes¬ nie nadmiar czynnika hydraulicznego odprowa¬ dzany jest druga czescia kanalu 43 do komory sterowanej 36 skad przeplywa przez szczeline dla- 60 wiaca utworzona miedzy krawedzia sterujaca 53 tloczka 9 i krawedzia sterujaca 54 tulei 33 — do komory sterowanej 35 a stad kanalem upustowym 50 do zbiornika 3.Dzialanie zaworu róznicowego polegajace na 65 utrzymaniu stalej róznicy cisnien na szczelinie7 •1*48 8 dlawiacej 8 jest w tym przypadku takie samo jak opisane wyzej dzialanie zaworu róznicowego na fig. 4. Nalezy zaznaczyc, ze w przypadku dziala¬ nia upustowego regulatora tloczek zajmuje polo¬ zenie przesuniete na prawo w stosunku do polo¬ zenia przedstawionego na fig. 5, wskutek czego komora 34 polaczona z kanalem 42 — pozostaje zamknieta. Sruba nastawcza 47 sluzaca do regu¬ lacji skoku tloczka 9, a wiec ograniczajaca jego polozenie wstepne moze byc wykorzystana zarów¬ no w przypadku przelotowego jak i upustowego dzialania regulatora umozliwiajac odpowiednie na¬ stawienie odleglosci krawedzi sterujacych 51 i 52 lub 53 i 54. Umozliwia ona zmniejszenie martwej drogi tloczka 0 do polozenia równowagi w po¬ czatkowej fazie pracy regulatora.Regulator przeplywu wedlug wynalazku moze znalezc zastosowanie w silowych ukladach hydra¬ ulicznych zwlaszcza zas w ukladach napedowych obrabiarek. PL