SE455699B - Lyftanordning innefattande minst en hydraulcylinder - Google Patents

Description

455 699 som denna rör sig uppåt under inverkan av den lastade plattfor- mens tyngdkraft (tyngd), Denna kända anordning lämpar sig icke för lyftning av den lastade plattformen (plattformen med gods), varvid den hydrauliska energin under plattformens arbetsförlopp (rörelse) går oåterkalleligt förlorad över strypventilen och en avsevärd mängd arbets- eller drivvätska läcker ut längs en ge- nom den ihåliga pelarens ändlock förd lina. Detta begränsar ar- betsvätsketrycket i hydraulsystemet och minskar vikten hos det gods, som skall transporteras medelst denna kända hydrauliska anordning. Även en lyftanordning är känd (jämför exempelvis den amerikanska patentskriften nr 2 222 685, klass 87-17), i vilken en lastplattform är upphängd medelst ett av linor och linblock uppbyggt system och är motbalanserad (motviktsbalanserad) me- delst en kolv, som är anordnad att röra sig i en cylinder under inverkan av en vätsketryck. Kolven är tyngre än plattformen tillsammans med den maximala lasten på denna. Lastplattformen lyftes alltså genom kolvens tyngd och sänkes, när kolven rör sig i cylindern i riktning uppåt under inverkan av vätsketryc- ket. _ Denna kända lyftanordnings lastförmåga begränsas av motviktskolvens vikt, som endast kan ökas genom respektive ök- ning av kolvens ytterdimensioner, cylinderns innerdiameter och vikt. Även en annan lyftanordning är känd (jämför exempelvis MKI B 66 B schakt vertikalt anordnade det sovjetryska uppfinnarcertifikatet nr 588 177, 9/04), hydraulcylindrar, vilken innefattar i ett vilka är hydrauliskt kopplade till en pump och till varandra och vilka, var och en, är försedda med ett ihàligt hus, som är fyllt med en arbets- eller drivvätska under tryck och innehåller en kolv, som är förbunden med ett lyftkärl medelst en lina, som vid hydraulcylinderns utlopp är förd via (över) en tätningsenhet, som är uppbyggd av slitsade (spaltför- sedda) hylsor och ett med pumpens inlopp förbundet dränerande uppsamlingsrör.

Lyftkärlen kan lyftas eller sänkas genom inmatning av arbetsvätskan under tryck i hydraulcylindrarnas (hål) rum ovan- för eller under kolven. 455 699 Eftersom de spaltförsedda tätningsanordningarna icke förhindrar att arbetsvätskan eventuellt läcker ut från hydraul- cylinderns hàlrum under inverkan av tryckfallet över tätníngs- anordningen och genom att vätskan genom friktion överföras me- delst linan såväl längs línans utsida som genom det inre utrym- met mellan linans trådar, kan hydraulcylindrarna icke tillslu- tas tätt funktionssäkert. Vätskeläckaget är större ju -högre trycket i hydraulcylindrarnas arbetsrum och lyftkärlens rörel- sehastighet är, vilket begränsar lyftanordningens lastförmàga och avsevärt minskar dess verkningsgrad.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en lyftanordning, vars enhet för tät tillslut- ning (avtätning) av linan vid hydraulcylinderns utlopp är ut- formad på ett sådant sätt, att arbetsrummet i hydraulcylindern - genom användning av lämpliga material - kan tíllslutas tätt i önskad grad, samtidigt som lyftkärlen rör sig framåt och bak- åt med hög frekvens och det uppträdande vätsketrycket är högt.

Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning me- delst en lyftanordning innefattande minst en vertikalt anordnad hydraulcylinder med ett ihåligt, med en arbetsvätska under tryck fyllt hus, vilket innehåller en kolv, som är förbunden med ett lyftkärl medelst en böjlig rörelseöverförande förbind- ningslänk, som vid hydraulcylinderns utlopp är förd via en tät- ningsenhet för tät tillslutning (avtätning) av husets hálrum, varvid lyftanordningen enligt föreliggande uppfinning utmärker sig av att tätningsenheten är uppbyggd av tvà, i serie efter varandra anordnade kamrar, vilka är åtskilda från varandra me- delst tätningselement, varvid den intill husets hàlrum liggande kammaren är fylld med en viskös vätska, vars viskositet är hög- re än arbetsvätskans viskositet och är förbunden med en tryck- källa för åstadkommande, i denna kammare, av ett tryck, som är högre än arbetsvätsketrycket, under det att den andra kammaren är förbunden med ett separerings- eller avskiljningsorgan, som är anordnat att avskiljs arbetsvätskan från den viskösa vätskan och är försett med utlopp för arbetsvätskan och den viskösa vätskan, vilka är förbundna med husets hålrum respektive kamma- ren i tätningsenheten. 455 699 'Det är lämpligt att tätningsenhetens kammare är fylld med en viskös vätska, vars densitet är lägre än arbetsvätskans densitet och som förhindrar att de båda vätskorna löses i var- andra och stabila emulsioner bildas.

Det är i detta fall lämpligt att den viskösa vätskan utgöres av en vätska, som uppvisar smörjande egenskaper, exem- pelvis s.k. nigrol.

En dylik konstruktiv utformning av lyftanordningen en- ligt uppfinningen gör det möjligt att begränsa den i hydraul- cylindern befintliga arbetsvätskans utläckning via enheten för avtätning av den böjliga rörelseöverförande förbindningslänken och att öka arbetstrycket i hålrummet i hydraulcylinderns hus och lyftanordníngens lastförmåga.

Detta uppnås genom att den viskösa, i kammaren befint- liga vätskan, vars tryck är högre än arbetsvätsketrycket i hu- sets hålrum, bringas att under inverkan av övertrycket omge och hoptrycka den böjliga rörelseöverförande förbindningslänkens utsida, vilket alltså förhindrar att arbetsvätskan läcker ut längs utsidan. Om den böjliga rörelseöverförande förbindnings- länken utgöres av en lina genomtränger den viskösa vätskan även i utrymmet mellan linans trådar, vilket förhindrar att arbets- vätskan strömmar längs linan över dess tvärsnittsyta. Den för- brukning av den viskösa vätskan från kammaren, som skall utfyl- las medelst tryckkällan, kommer - genom att den avtätande väts- kan uppvisar högre viskositet - att vara proportionellt lägre än arbetsvätskeförbrukningen (arbetsvätskeflödet) via kammarens avtätningselement, varvid ju högre den avtätande vätskans vis- kositet är, desto mindre mängd avtätande vätska förbrukas för åstadkommande av samma avtätande förmåga. Vätskans viskositet får emellertid icke vara så hög, att den viskösa vätskan inom arbetstemperaturomràdet överhuvudtaget upphör att strömma genom sin tyngd.

Den viskösa vätskan måste uppvisa sådana fysikaliska och kemiska egenskaper, som medverkar till att den viskösa vätskan och arbetsvätskan - samtidigt som de blandas - icke lö- ses i varandra och icke bildar nàgra stabila emulsioner.

Detta erfordras för att dels den viskösa vätskan skall 455 699 kunna bibehålla sina viskositetsegenskaper, dels den viskösa vätskan skall kunna avskiljas (separeras) från arbetsvätskan och dels förhindra att den viskösa vätskan under lyftanordning- ens drift gár oàterkalleligt förlorad.

Det är vidare lämpligt, att den viskösa vätskans densi- tet är lägre än arbetsvätskans viskositet.

Detta medverkar till att den lättare viskösa vätska, som bortförts från avtätningskammaren till arbetsrummet i hydraulcylinderns hus genom den friktionsmässiga överföringen av den viskösa vätskan medelst den böjliga, rörelseöverförande förbindningslänken, uppsamlas av sig själv vid den överst liggande punkten i hálrummet i huset, nämligen att den uppsam- las av sig själv direkt under enheten för tät tillslutning, varför den viskösa, så lokaliserade (hopsamlade) vätskan lätt kan avlägsnas från hydraulcylíndern genom en med avskiljnings- organet förbunden hydraulledning. Det är i detta fall att före- dra, att den viskösa vätskan utgöres av en vätska som uppvisar god smörjande förmåga, exempelvis s.k. nigrol.

Detta medverkar till att tätningsorganens motstånds- krafter minskas, fríktionsytorna smörjes väl och lyftanordning- ens livslängd samt funktionssäkerhet ökar.

Den andra kammaren, som är anordnad i serie med den första kammaren och är förbunden med avskíljnings- eller sepa- reringsorganet, fungerar som organ dels för uppsamling av den viskösa vätska och den arbetsvätska, som bortförts från husets hâlrum och avtätningskammaren genom vätbarhet och genom frik- tionsmässig vätskeöverföring medelst den böjliga rörelseöver- förande förbindningslänken, och dels för uppsamling av den vis- kösa vätska, som läcker ut via det tätningselement, som är an- ordnat att átskilja den andra kammaren från den första kamma- ren, under inverkan av det i den första kammaren uppträdande vätsketrycket. Den uppsamlade vätskeblandningen inmatas från den andra kammaren i avskiljnings- eller separeringsorganet.

Genom att lyftanordníngen enligt föreliggande uppfin- ning är försedd med den andra kammaren kan man förhindra att arbetsvätskan och den viskösa vätskan oáterkalleligt bortföres i riktning utåt från hydraulcylindern. ,4ss 699 , å/ï ___,_\_\ *NW _ Tryckkällan, som är förbunden med den med den viskösa vätskan fyllda kammaren, är avsedd att i denna kammare åstad- komma ett övertryck jämfört med arbetsvätsketrycket i hydraul- cylinderns hålrum och att förhindra att arbetsvätskan under tryck strömmar genom avtätningskammaren.

Avskiljnings- eller separeringsorganet, som är förbun- det med husets arbetsrum vid det ställe, där den bortförda vis- kösa vätskan uppsamlas, och är förbundet med den andra kammaren i enheten för tät tillslutning, är anordnat att separera den i avskiljníngsorganet inströmmande blandningen av arbetsvätskan och den viskösa vätskan och att âtermata dessa vätskor till var sin utgångscirkulationskrets.

En dylik konstruktiv utformning av enheten för tät tillslutning (avtätning) av den böjliga rörelseöverförande för- bindningslänken hos hydraulcylindern i lyftanordningen enligt föreliggande uppfinning medverkar alltså till att den viskösa vätskan regenereras (återvinnes) fullständigt samt att elimine- ra att arbetsvätskan läcker ut och går oàterkalleligt förlorad.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig 1 schematiskt visar en ut- föringsform av lyftanordningen enligt föreliggande uppfinning, fig 2 visar ett längdsnitt genom en enhet för tät tillslutning och schematiskt visar en tryckkälla och ett avskiljnings- eller separeringsorgan samt visar hur detta organ är hydrauliskt kopplat till tryckkällan och fig 3 visar en utföringsform av lyftanordningen med två lyftkärl.

Den i fig 1 visade utföringsformen av lyftanordningen enligt föreliggande uppfinning innefattar en vertikalt anordnad hydraulcylinder 1 som är fylld med en arbets- eller drivvätska, som kan utgöras av en valfri känd arbetsvätska, exempelvis en olja av varierande vatten-oljeemulsion, en syntetisk vätska, slag etc. Man använder företrädesvis en vatten-oljeemulsion, som uppvisar lägsta mögliga viskositet och är billig att fram- ställa. Hydraulcylinderns 1 hus är uppbyggt av enskilda hylsor 2, vilka är tätt (hermetiskt) förbundna med varandra. Hydraul- cylinderns 1 ihåliga hus innehåller en kolv 3, som är anordnad att uppdela (skilja) i ett hålrum 4 och ett hålrum 5 och är 455 699 stelt förbunden med ett lyftkärl 7 medelst en böjlig rörelse- överförande förbindningslänk 6. Den böjliga rörelseöverförande förbindningslänken 6 kan utgöras av linor eller band av olika slag, företrädesvis stållinor i tillslutet utförande med cy- lindrisk utsida, vilka kan överföra avsevärda dragkrafter och ofta användes för lyftning av gods. Lyftkärlen (lyftbehállarna) kan utgöras av schaktramverk, schaktkärl, hinkar, transport- plattformar, hisskorgar och andra, för transport av gods an- vändbara anordningar.

Den böjliga rörelseöverförande förbindnigslänken 6 är förd över en styrlinskiva 8, som är fäst ovanför en avlast- ningsnívà för lyftkärlet 7 och är vid utloppet fràn hydraulcy- linderns 1 hálrum 4 förd genom en s.k. tätningsenhet (enhet för tät tillslutning) 9. Tätningsenheten 9 är enligt uppfinningen uppbyggd av två, i serie efter varandra anordnade kamrar 10 och 11, vilka är utformade (bildade) mellan tätningselement 12 och 13 respektive 13 och 14 i hydraulcylínderns 1 hus. Den intill hålrummet 4 i hydraulcylinderns 1 hus liggande kammaren 10 är fylld med en viskös vätska, vars viskositet är högre än visko- siteten hos arbetsvätskan i hàlrummet 4. Kammaren 10 är genom en hydraulledning 15 förbunden med en tryckkälla 16 för att i kammaren 10 kunna åstadkomma ett tryck, som är högre än arbets- vätsketrycket i hålrummet 4, under det att den andra kammaren 11 genom en hydraulledning 17 är förbunden med ett separerings- eller avskiljningsorgan 18, som är anordnat att avskilja (se- parera) arbetsvätskan från den viskösa vätskan. Avskiljnings- organet 18 är genom en hydraulledning 19 och 20 förbundet med hydraulcylinderns 1 hålrum 4 respektive med tryckkällan 16 för àstadkommande av tryckkraften på den viskösa vätskan. Avskilj- ningsorganet 18 är även, genom en hydraulledning 21, förbundet med en tank eller behållare 22, som är anordnad att mata ett pumpaggregat 23 med arbetsvätskan.

Tryckkällan 16 kan utgöras av pumpar av varierande slag eller trycköverförare (tryckförstärkare) i form av hydrauliska differentialcylindrar, vilka är avsedda att matas från en yttre energikälla eller att omvandla den hydrauliska arbets- vätskeenergi, som skall överföras till pumparnas eller tryck- ii/essi. »4 s 5 .ß 9 9 förstärkarnas inlopp från hydraulcylinderns 1 hàlrum-4. _kQefficient Det är att föredra att tryckkällan hydraulisk differentialcylinder, som är anordnad att matas med 16 utgöres av en den hydrauliska energin från lyftanordningens hydraulcylinder 1, eftersom den hydrauliska differentialcylindern i detta fall automatiskt ändrar tryckkraften (trycket) på den viskösa väts- kan i beroende av tryckändringen i hydraulcylinderns 1 hálrum 4 och icke kräver någon tillkommande (extra) utvändig energikäl- la. W Avskiljningsorganet 18 kan utgöras av en i stor omfatt- ning användbar avskiljnings- eller separeringsanordning med centrifugal- eller gravitationsverkan för avskiljning av väts- kor med olika hög densitet. Avskiljningsorganet 18 utgöres av företrädesvis en avskiljningsanordning med gravitationsverkan, som kan separera vätskor under inverkan av hydrostatíska kraf- ter vid minsta möjliga energiförbrukning.

Den viskösa vätskan, som är avsedd att ifylla kammaren 10, utgöres av en vätska, vars kinematiska s.k. viskositets- (viskositetskvot) är högre än denna koefficient eller kvot hos arbetsvätskan, vars fysikaliska och kemiska egenskaper är sådana, att den viskösa vätskan icke kan lösas i arbetsvätskan eller att stabila emulsioner icke kan bildas, när den viskösa vätskan blandas med arbetsvätskan. Dessutom är den viskösa vätskans densitet lägre än arbetsvätskans densitet, samtidigt som den viskösa vätskan uppvisar goda smörjegenska- per. Om lyftanordningens hydraulsystem är avsett att drivas av exempelvis en vatten-oljeemulsion, utgöres den viskösa vätskan lämpligen av SJL nigrol som uppvisar samtliga dessa egenskaper.

En dylik konstruktiv utformning av enheten 9 för tät tillslutning av den böjliga rörelseöverförande förbindningslän- ken 6 gör det möjligt att minska arbetsvätskans eventuella läckage från hydraulcylinderns 1 hålrum 4, att öka arbetstryc- ket i hålrummet 4, att öka lyftanordningens lastförmåga, att fullständigt regenerera (återvinna) den viskösa vätskan och att förhindra att arbetsvätskan går oáterkalleligt förlorad.

Pumpaggregatet 23 är anordnat att sättas i förbindelse med hydraulcylinderns 1 hàlrum 4 och 5 samt med den med arbets- , 455 699 vätskan fyllda behållaren 22 medelst en fördelningsanordning 24 genom hydraulledningar 25, 26, 27, 28 och 29 respektive.

Pumpaggregatet 23 kan utgöras av pumpar med s.k. volym- verkan (pumpar av förträngartyp) och med hydrodynamisk verkan.

Pumpar av förträngartyp, exempelvis axíalkolv-, radíalkolv-, plungerkolv-, skruv-, kugghjuls-, s.k. lamellpumpar samt pumpar av annat slag användes lämpligen för att lyftanordningen skall kunna fá avse- värd lastförmàga genom att höga arbetsvätsketryck i detta fall kan åstadkommas vid en förhållandevis låg rörelsehastighet-hos lyftkärlet 10. Pumpar med hydrodynamisk verkan, exempelvis centrifugal-, axial-, virvelströmspumpar samt pumpar av annat slag användes företrädesvis för att man vid en förhållandevis låg lastförmága hos lyftanordningen skall kunna åstadkomma av- sevärda lyftrörelsehastigheter. Om kraftiga, av flera steg upp- byggda högtryckspumpar av centrifugaltyp användes i lyftanord- ningen enligt föreliggande uppfinning, kan man med denna anord- ning förflytta gods med avsevärd vikt med en förhållandevis hög hastighet.

Hydraulledningarna 25-29 kan utgöras av metallrör eller böjliga slangar, vilkas genomströmningsyta motsvarar pumpaggre- gatets pumpkapacitet.

Fördelningsanordningen 24 är avsedd att växla lyftkär- lets 7 rörelseriktning samt att stoppa lyftkärlet 7 och kan ut- göras av i och för sig kända slidventilförsedda, manuellt, _hydrauliskt, pneumatiskt, elektriskt eller på annat sätt styrda flerlägesfördelare med motsvarande genomströmningsyta samt med varandra förbundna avstängningselement av varierande slag, vil- ka kan "omkoppla“ arbetsvätskeströmmen pà önskat sätt. Fördel- ningsanordningen kan vara försedd med lämpliga element för änd- ring av arbetsvätsketillförseln, vilka gör det möjligt att reg- lera rörelsehastigheten hos lyftanordningens lyftkärl 7.

I fig 2 visas en konkret utföringsform av enheten 9 för tät tillslutning, tryckkällan 16 för âstadkommande av tryck- kraften pà den viskösa vätskan och avskiljningsorganet 18. Fig 2 visar även hur enheten 9, tryckkällan 16 och organet 18 är förbundna med varandra.

Tillslutnings- eller tätningsenheten 9, genom vilken 455 699 10 den böjliga rörelseöverförande förbindningslänken 6 är förd, är uppbyggd av två, i serie efter varandra anordnade kamrar 10 och 11, vilka är utformade mellan tätningselementen 12 och 13 respektive 13 och 14. Tätningselementen 12-14 kan utgöras av i och för sig kända spaltförsedda tätningsanordningar i form av cylindriska hylsor, tätningsanordningar av differentialtyp med förflyttbar ring eller stång, olika slags tätningsanordningar av manschettyp (av metall), samt tätande packningar av hampa, bomull, asbest, fluorplast, halvmetalliskt material eller elas- tiskt material exempelvis av polymerer eller plaster. Om den böjliga rörelseöverförande förbindningslänken 6 utgöres av en lina i tillslutet utförande, säkerställes den bästa täta till- slutningen av linan 6, när tätningselementen i enheten 9 för tät tillslutning utgöres av tätande packningar av elastiskt ma- terial med hög slitbeständighet, exempelvis polyuretan.

Tätningselementen 12, 13 och 14 innefattar en i hyd- raulcylinderns 1 hus stelt infäst mantel 29, som innehåller dels styrhylsor 30 och 31 av antifriktionsmaterial, dels en tätande packning 32 av elastiskt material, dels en bos 33 och dels en fjäder, som är anordnad vid den sida, som är vänd mot zonen med högre tryck, i och för att tätare tillslutníng skall kunna tillförsäkras. För_tätningselementen 12 och 13 utgöres zonen med högre tryck av kammaren 10, under det att för tät- ningselementet 14 utgöres zonen med högre tryck av kammaren 11.

Kammaren 10 är fylld med en viskös vätska, vars visko- sitet är högre än viskositeten hos arbetsvätskan i hydraulcy- linderns 1 hålrum 4, och är förbunden med en tryckkälla 16, som är anordnad att i kammaren 10 åstadkomma ett tryck, som är hög- re än arbetsvätsketrycket i hàlrummet 4. Tryckkällan 16 (för åstadkommande av trycket eller tryckkraften på den viskösa vätskan) utgöres av en i och för sig känd, ofta användbar hydraulcylinder 34 med kolv 35 och med en enkelverkande kolv- stång 36, varvid hydraulcylinderns 34 s.k. kolvstångsrum 37 är fyllt med en viskös vätska och är genom en backventil 38 och en hydraulledning 15 förbundet med kammaren 10. Kolvstångsrum- met 37 är även - genom en backventil 39 och en hydraulledning 40 - förbundet med en pump 41, sonu är avsedd för laddning 455 699 11 (fyllning) av hydraulcylinderns 34 kolvstàngsrum 137 med den viskösa vätskan och vars inlopp är genom en hydraulledning 20 förbundet med avskiljningsorganets 18 utlopp för den viskösa vätskan. Pumpen 41 för laddning av hydraulcylindern 34 med den viskösa vätskan kan utgöras av en valfri känd lágtryckspump, som kan pumpa viskösa vätskor och förflytta kolven 35 med kolv- stången 36 utan den vid kolven 35 och kolvstàngen 36 pàlagda belastningen. Hydraulcylinderns 34 kolvrum 42 är genom en hyd- raulledning 43 förbundet med en tválägesslidventil 44, som är avsedd att genom en hydraulledning 45 och en hydraulledning 46 förbindas med hålrummet 4 i hydraulcylindern 1 respektive med avskiljningsorganets 18 inlopp.

Slidventilen 44 kan utgöras av en i och för sig känd, manuellt, elektriskt, hydrauliskt, pneumatiskt eller pá annat sätt styrd tvålägesslidventil.

Läget hos hydraulcylinderns 34 kolvstång 36 avkännes av lägesgivare 47 och 48, vilka är kopplade till ett system för styrning av slidventilen 44 och pumpen 41 och är avsedda att förinställa signaler för pàbörjande respektive avslutande av hydraulcylinderns 34 ifyllning (laddning) med den viskösa väts- kan. Givarna 47 och 48 kan utgöras av gränslägesströmbrytare med elektrisk, hydraulisk, pneumatisk eller annan verkan, vilka är pàverkbara av samma energibärare eller energiöverföringsme- del som slidventilens 44 omkopplare och pumpens 41 startanord- ning.

Trycket hos den viskösa vätskan i kammaren 10 är högre än arbetsvätsketrycket i hålrummet 4 i hydraulcylindern 1 genom att kolvstângsrummets 37 arbetsyta är mindre än arbetsytan hos kolvrummet 42 i hydraulcylindern 34 med ett värde, som är lika med kolvstångens 36 yta.

Den så utformade tryckkällan 16 (källan 16 för åstad- kommande av trycket på den viskösa vätskan) kräver icke att energi från en yttre energikälla kontinuerligt tíllföres till tryckkällan 16, såsom fallet är när kammaren 10 direkt matas från pumpen 41. Pumpen 41 åstadkommer i detta fall ett tryck, som endast erfordras för att hydraulcylindern 34 skall kunna laddas (ifyllas) med den viskösa vätskan vid minsta möjliga be- z_ ,_,_,.-\_, ,__ 455 699 12 lastning på kolven 35, utan icke ett konstant tryck, som är högre än maximitrycket i hålrummet 4 i hydraulcylindern 1. Ge- nom att lyftanordningen enligt föreliggande uppfinning innefat- tar den med hålrummet 4 förbundna hydraulcylíndern 34 kan man automatiskt ändra trycket i kammaren 10 i beroende av trycket i hyudraulcylinderns 1 hàlrum 4 och minska den viskösa vätskans förbrukning, när belastningen pà hydraulcylindern 1 är lägre än den maximala. Samtliga dessa omständigheter medverkar till att minska energiförbrukningen för tät tillslutning av den böjlíga rörelseöverförande förbindningslänken 6. 11 vätska samt den viskösa vätska, som bortförts genom kammaren 10 Kammaren är avsedd för uppsamling av den arbets- genom att de båda vätskorna väter den böjliga rörelseöverföran- de förbindningslänken 6 och genom friktionsmässig vätskeöver- föring samt genom att den viskösa vätskan läcker ut via tät- ningselementet 13 under inverkan av vätsketrycket i kammaren 10. Kammaren 11 är genom hydraulledningen 17 förbunden med av- skiljnings- eller separeringsorganets 18 inlopp. Avskiljnings- eller separeringsorganet 18 är uppbyggt av två behållare 49 och 50, översvämningsmellanvägg 51, vars höjd är mindre än höjden hos vilka är skilda från varandra medelst en bräddnings- eller separeringsorganets 18 övriga väggar. Behållaren 50 är avsedd för upptagande av den avseparerade (frånseparerade) viskösa vätskan, under det att behållarens 50 utlopp är genom hydraul- ledningen 20 förbundet med pumpens 41 inlopp. Behållaren 49 är en inloppsbehållare och är avsedd för upptagande av blandningen av arbetsvätskan och den viskösa vätskan från kammaren 11 genom 17 sedan slidventilen 44 över- den till avskiljningsorganet 18 ledande hydraulledningen samt genom hydraulledningen 46 - förts eller omställts till respektive läge - från hydraulcylin~ derns 1 hàlrum 4, i vilket blandningen av den viskösa vätskan och arbetsvätskan inmatas från utrymmet under enheten 9 för tät tíllslutning av hydraulcylinderns 1 hålrum 4, när slidventilen 44 befinner sig i utgångsläget. Vätskesepareringen (vätskeav- skiljningen) är baserad på att arbetsvätskan undantränger den lättare viskösa vätskan in i den övre delen av behållaren 49 när denna fylles, och att den viskösa vätskan strömmar ut över viskösa bräddningsmellanväggen 51 in i den med den rena(de) 455 699 13 vätskan fyllda behållaren 50. För att skiljegränsen mellan den viskösa vätskan och arbetsvätskan skall kunna avkännas är i be- hâllaren 49 anordnade vätskenivágivare 52 och 53 av valfri, känd typ (exempelvis elektriska givare, ultraljud-, strål- nings-, gravitationsgivare etc), vilka kan ändra den signal, som skall alstras av givarna, när vätskeskiljegränsen bringas att ligga i jämnhöjd med respektive givare.

Vätskenivàgivaren 52 är anbragt en liten sträcka under bräddningsmellanväggens 51 kant och är avsedd att avge en ut- signal för att dels öppna ett styrbart avstängningselement 54 och dels sätta behållaren 49 genom hydraulledningen 21 i för- bindelse med tanken eller behållaren 22, när skiljegränsen mel- lan den viskösa vätskan och arbetsvätskan bringas att ligga i jämnhöjd med givaren 52. Givaren 53 är anordnad i behàllarens 49 undre del och är avsedd att avge en signal för avstängning av det styrbara avstängningselementet 54, när skiljegränsen mellan den viskösa vätskan och arbetsvätskan bringas i jämnhöjd med givaren 53.

Det styrbara avstängningselementet 54 kan utgöras av i och för sig kända ventiler och skjutspjäll med elektrisk, meka- nisk, pneumatisk, manuell drivanordning eller med drivanördning av gravitationstyp.

Det ovan beskrivna separerings- eller avskiljningsorga- net 18 av gravitationstyp har enkel konstruktion och möjliggör funktionssäker separering av vätskor med olika hög densitet, samtidigt som separeringen kräver minsta möjliga energiförbruk- ning.

Den konstruktiva, ovan beskrivna utformningen av enhe- ten 9 för tät tillslutning av den böjliga rörelseöverförande förbindningslänken medverkar till att fullständigt regenerera den viskösa vätskan, att minska arbetsvätskeläckaget och att förhindra att arbetsvätskan går förlorad, vilket gör det möj- ligt att i motsvarande grad öka arbetstrycket i hålrummet 4 i hydraulcylindern 1 och lyftanordningens lastförmàga.

Den i fig 1 schematiskt visade lyftanordningen enligt föreliggande uppfinning fungerar på följande sätt.

När fördelningsorganet 24 befinner sig i neutralläget, 455 699 14 är hålrummen 4 och 5 tillslutna, samtidigt som kolven 3 och det med kolven 3 medelst den böjliga förbindningslänken 6 förbundna lyftkärlet 7 är orörliga. När fördelningsorganet 24 omställes till ett läge, som motsvarar lyftning av godset, inmatas ar- betsvätskan under tryck från pumpaggregatet 23 genom hydraul- ledningen 27, fördelnigsorganets 24 kanaler och hydraulledning- en 25 i hydraulcylinderns 1 hålrum 4. Det mellan hálrummet 4 och hálrummet 5 uppträdande tryckfallet verkar så, att kolven 3 börjar röra sig nedåt, samtidigt som det med kolven 3 medelst länken 6 förbundna lyftkärlet 7 börjar röra sig uppåt. Lyftkär- let 7 bríngas att stanna och dess rörelseriktning reverseras genom att fördelningsorganet 24 överföres till neutralläget och sedan till ett läge, som svarar mot att lyftkärlet 7 sänkes.

Enheten 9 för tät tillslutning av den böjliga rörelse- överförande förbindningslänken 6 fungerar på följande sätt (se fig 2). Arbetsvätskan under tryck strömmar ut från hydraulcy- linderns 1 hålrum 4 genom hydraulledningen 45, slidventilen 44 och hydraulledningen 43 in i hydraulcylinderns 34 kolvrum 42.

Samtidigt bríngas kolven 35 att inverka på den viskösa vätskan i kolvstàngsrummet 37, under det att det vätsketryck, som för- stärkts genom arbetsskillnaden mellan kolvrummet 42 och kolv- stàngsrummet 37, överföres till kammaren 10 över backventilen 38 och hydraulledningen 15. Den viskösa vätskan bríngas att - under inverkan av det i kammaren 10 uppträdande övertrycket jämfört med arbetsvätsketrycket i hálrummet 4 - omge och hop- trycka den böjliga förbindningslänkens 6 utsida. Om länken 6 utgöres av en lina, genomtränger den viskösa vätskan även i ut- rymmet mellan linans 6 trådar, vilket alltså förhindrar att arbetsvätskan införes i den zon, där den böjliga förbindnings- länken (linan) 6 är i kontakt med den vískösa vätskan. Man för- hindrar härigenom att arbetsvätskan läcker ut längs linans 6 utsida och längs linan 6 över dess tvärsnittsyta. Förbrukníngen av den vískösa vätskan från kammaren 10 (med den böjliga länken 6 orörlig) via tätningselementen 12 och 13 kommer att under in- verkan av de vid elementen 12 och 13 pàlagda tryckfallen, som uppträder mellan kammaren 10 och hálrummet 4 samt mellan kamma- ren 10 och kammaren 11, vara lägre så många gånger, som den 0\ 455 699 15 viskösa vätskans viskositet är högre än arbetsvätskans viskosi- tet. Härvid spelar den viskösa vätskans läckage frán kamma- ren 10 via tätningselementet 12 in i hålrummet 4 i hydraulcy~ lindern 1 den positiva rollen, eftersom detta vätskeläckage medverkar till att under enheten 9 för tät tillslutning bilda ett visköst vätskeskikt, som även förhindrar att arbetsvätskan läcker ut från hålrummet 4. Vätskeskiktets tjocklek begränsas av den nivå, vid vilken hydraulledningen 45 är ansluten till hydraulcylindern 1.

När kärlet 7 lyftes, överför den böjliga rörelseöver- förande förbindningslänken 6 - samtidigt som den rör sig genom kammaren 10 - genom att länken 6 vätes av den viskösa, i kamma- ren 10 befintliga vätskan en viskös vätskefilm till hålrummet 4 i hydraulcylindern 1. Genom att den använda viskösa vätskan uppvisar lägre densitet, icke löses i arbetsvätskan och icke bildar ~ tillsammans med arbetsvätskan - stabila emulsioner av- lägsnas emellertid den viskösa vätskan av sig själv fràn den böjliga länken 6, varvid den viskösa vätskan under inverkan av hydrostatiska krafter flyter upp till hálrummets 4 övre del och alltså utfyller det viskösa vätskeskiktet under tätningsenheten 9. När lyftkärlet 7 rör sig nedåt, överför den böjliga förbind- níngslänken 6 ~ genom vätning - arbetsvätskan från hålrummet 4 samt den viskösa vätskan från kammaren 10 till lågtryckskamma- ren 11, där vätskorna avlägsnas från länken 6 medelst tätnings- elementet 14. Den bortförda blandningen av arbetsvätskan och den viskösa vätskan strömmar ut från kammaren 11 in i separe- ringsorganets 18 inlopp genom fritt lopp, om organet 18 ligger under kammaren 11, eller under inverkan av ett lågt övertryck, om separeringsorganet 18 ligger ovanför kammaren 11.

Förbrukningen av den viskösa vätskan från kammaren 10 utfylles (kompenseras) av hydraulcylindern 34, varvid det med den viskösa vätskan fyllda kolvstàngsrummets 37 volym minskas gradvis, samtidigt som kolvstången 36 skjutes ut. Samtidigt som kolvstàngen 36 när upp till givaren 48, avger denna en signal för omställning av slidventilen 44 och aktivering av pumpen 41.

Slídventilen 44 avstänger hydraulledningen 45 och sätter hyd~ raulledningen 43 i förbindelse med hydraulledningen 46. Den 455 699 16 viskösa vätskan suges av pumpen 41 från behållaren 50 och införes genom hydraulledningen 40 och backventilen 39 i kolv- stångsrummet 37. Den viskösa vätskan ifyller hydraulcylinderns 34 kolvstångsrum 37, förflyttar kolven 35 med kolvstången 36 i riktning mot kolvrummet 42 och undantränger den blandning av arbetsvätskan och den viskösa vätskan, som från hàlrummet 4 in- förts i kolvrummet 42, till separeringsorganets 18 inlopp genom hydraulledningen 43, slidventilen 44 och hydraulledningen 46.

Samtidigt förhindrar backventilen 38 att den viskösa vätskan 'strömmar ut från kammaren 10, varför vätsketrycket i kammaren 10 konstanthàlles. När kolvstàngen 36 bringas i jämnhöjd med givaren 47 avger denna en utsignal för fránkoppling av pumpen 41 och omställning av slidventilen 44 till utgångsläget. Back- ventilen 39 förhindrar att den viskösa vätskan strömmar ut från kolvstångsrummet 37 tillbaka in i behållaren 50 genom pumpen 41. “ Den blandning av arbetsvätskan och den viskösa vätskan, som ifyller behållaren 49, avskiljes under inverkan av hydro- statiska krafter, varvid den viskösa vätskan flyter upp och bildar ett skikt med en klart markerad skiljegräns mellan den viskösa vätskan och arbetsvätskan. Allteftersom behållaren 49 ,ifylles fortsättningsvis,.börjar den viskösa vätskan överström- ma över bräddningsmellanväggen 51 till behållaren 50, samtidigt som skiljegränsen mellan den viskösa vätskan och arbetsvätskan höjes gradvis. När arbetsvätskeniván bringas i jämnhöjd med givaren 52 avger denna en signal för öppnande av det styrbara avstängningselementet 54, som sätter behållaren 49 i förbindel- se med tanken 22 genom hydraulledningen 21. Arbetsvätskenivàn i behållaren 49 börjar sjunka. Sedan den viskösa vätskans nivå bringats i jämnhöjd med givaren 53 avger denna en signal för avstängning av avstängningselementet 54 och återgång av detta till det normalt stängda läget. Arbetsförloppet upprepas sedan periodiskt, varvid den viskösa vätskan och arbetsvätskan åter- matas till var sin utgångscirkulationskrets.

Arbetsvätskeläckaget från hydraulcylínderns 1 hàlrum 4 förorsakas alltså av att den böjliga rörelseöverförande för- bindningslänken 6 friktionsmässigt överför arbetsvätskan genom 17 att länken 6 vätes av arbetsvätskan samt av att arbetsvätskan förbrukas under tryckkällans 16 arbetsförlopp. Mängden medelst länken 6 överförda arbetsvätska är direkt proportionell mot länkens 6 rörelsehastighet samt mot den verksamma spalttjockle- ken i tätningselementen 12 och 13. Mängden överförd arbets- vätska kommer alltså att vara mycket låg, eftersom man i lyft- anordningen enligt uppfinningen använder de tätande packningar- na, som är anordnade att automatiskt tryckas mot den böjliga förbindningslänken 6 medelst fjädern och genom den viskösa, pà boxen 33 inverkande vätskans tryck. Den arbetsvätskeförbruk- ning, som säkerställer tryckkällans 16 normala funktion, be- ståmmes av förbrukningen av den viskösa vätskan i kammaren 10 och är högre än förbrukningen av den viskösa vätskan så många gånger, som arbetsytan hos kolvstàngsrummet 37 i hydraulcylin- dern 34 är mindre än kolvrummets 42 arbetsyta. Förbrukningen av ' den viskösa vätskan i kammaren 10 bestämmes av dels att denna vätska överföres genom att den väter den böjliga rörelseöver- förande förbindníngslänken 6 via tätningselementen 12 och 13 och dels att den viskösa vätskan läcker ut under inverkan av tryckskillnaden över tätningselementen 12 och 13, varvid mäng- den så utläckande viskös vätska är omvänt proportionell mot den viskösa vätskans kinematiska viskosítetskoefficient (viskosi- tetskvot). Vätskan med hög kinematisk viskositetskoefficient gör det därför möjligt' att avsevärt minska vätskeläckaget (mängden utläckande vätska) samt att minska arbetsvätskeför- brukningen för säkerställande av den täta tíllslutníngen. Om man i tryckkällan 16 använder hydraulcylindern 34, vari arbets- ytförhàllandet mellan kolvstàngsrummet 37 och kolvrummet 42 varierar mellan 1:1 och 2:1 och om den viskösa vätskan och ar- betsvätskan utgöres av nigrol med en kinematisk viskositet av 3600 cSt respektive en vatten~oljeemulsion med en kinematisk viskositet av 1,4 cSt minskas arbetsvätskeläckaget via tät- ningsenheten 9 med 2300-1200 gånger jämfört med de ovan be- skrivna kända lyftanordningarna av detta slag.

Den konstruktiva, enligt föreliggande uppfinning före- slagna utformningen av enheten för avtätning (tät tíllslutning) av den böjliga rörelseöverförande förbindningslänken i lyftan- rg sfnsí/e 9 9 / 18 ordningen enligt föreliggande uppfinning gör det möjligt att i hög grad öka det tillåtna arbetstrycket i hydraulsystemet i lyftanordningen samt att utan ökning av hydraulcylinderns dia- meter och materialâtgángen, bl.a. metallåtgången för framställ- ning av hydraulsystemet öka lastförmågan, drivanordningens ef- fekt och godstransportkapaciteten.

I fig 1 visas utföringsformen av lyftanordningen enligt uppfinningen, som innefattar en enda hydraulcylinder och ett lyftkärl. Lyftanordningen enligt uppfinningen ,kan emellertid innefatta tvá och flera hydraulcylindrar, vilka är hydrauliskt kopplade till varandra och vilkas kolvar är medelst böjliga rörelseöverförande förbindningslänkar förbundna med var sitt lyftkärl. Härigenom kan man i motsvarande grad öka lyftanord- ningens kapacitet genom minskning av processtegen per lyft- el- ler sänkningscykel för godset ifråga. Man kan även öka lyftan- ordningens verkningsgrad och minska drívpumpaggregatets s.k. installerade effekt (märkeffekt) genom utnyttjande av den po- tentiella energi, som härrör från det till det övre gränsläget upplyfta lyftkärlets tyngd och som dämpas oàterkalleligt i ut- föringsformen av lyftanordningen, med ett lyftkärl. Den kon- struktiva utformningen av enheterna för avtätning (tät till- slutning) av den böjliga-rörelseöverförande förbindningslänken i lyftanordningen med två eller flera hydraulcylindrar med var sitt lyftkärl ändras icke men kamrarna i enheterna för tät tíllslutning kan vara förbundna med ett enda gemensamt avskilj- níngs- eller separeringsorgan och med en enda tryckkälla för åstadkommande av ett tryck eller en tryckkraft pá den viskösa vätskan, vilket förenklar lyftanordningens hydraulkrets.

I fig 3 visas schematiskt en utföringsform av lyftan- ordningen enligt föreliggande uppfinning med två lyftkärl, vil- ken till skillnad från den i fig 1 visade lyftanordningen inne- fattar en extra (tillkommande) hydraulcylinder 55, vars kolv 56 är förbunden med ett lyftkärl 60 medelst en böjlig rörelseöver- förande förbindningslänk 57, som är förd genom en tätningsenhet 58 och över en linskiva 59. Hydraulcylinderns 55 konstruktion liknar hydraulcylinderns 1 konstruktion, varvid hydraulcylin- dern 55 är förbunden med tryckkällan 16 genom en hydraulledning 455 699 19 6L Hydraulcylindern 55 är även förbunden med avskiljningsorga- net 18 och fördelningsanordningen 24 genom hydraulledningar 62 och 63 respektive 64 och 65. Tryckkällan 16 och avskiljnings- organet 18 i lyftanordningen med två lyftkärl liknar tryckkäl- lan 16 respektive avskiljningsorganet 18 i lyftanordningen med ett lyftkärl. Fördelningsanordningen 24 kan vara hydrauliskt kopplad pà ett sådant sätt, att hydraulcylindrarna 1 och 55 kan förbindas med varandra och med pumpaggregatet 23 i serie, pa- rallellt eller i oberoende av varandra.

Om hydraulcylindrarna 1 och 55 är i serie förbundna med varandra, är hydraulledningarna 25 och 64 förbundna med varand- ra, under det att hydraulledningarna 26 och 65 växelvis förbin- des med pumpaggregatet 23 och avtappnings- eller utloppstanken 22. Om lyftkärlet 7 i detta fall sänkes, nöjes lyftkärlet 60, och omvänt, samtidigt som lyftanordningen arbetar i det drift- tillstånd, vari godset lyftes medelst vartdera lyftkärl till var sitt av två övre gränslägen. De tryck (tryckkrafter), som skall åstadkommas av kolvarna 3 och 56 under inverkan av lyft- kärlets 7 respektive 50 tyngdkraft, är i detta fall riktade mot varandra och kompenserar varandra, under det att pumpaggregatet 23 övervinner den belastning, som endast förorsakas av tyngden (vikten) hos det gods, som skall lyftas, och av de hydromeka- niska motståndskrafterna mot rörelsen. Lyftkärlet kan utgöras av en vid den böjliga rörelseöverförande länken 57 upphängd motvikt, vilket gör det möjligt att minska pumpaggregatets 23 märkeffekt och öka lyftanordningens verkningsgrad.

Om hydraulcylindrarna 1 och 55 är parallellt förbundna med varandra, inmatas arbetsvätskan samtidigt i. hydraulled- ningarna 25 och 64 och avledes från hydraulledningarna 26 och 65, och omvänt. Lyftkärlen 7 och 60 kommer i detta fall att samtidigt lyftas eller sänkas, vilket gör det möjligt att på de båda lyftkärlen transportera liggande gods med stora di- mensioner med en till hälften minskad rörelsehastighet eller, alternativt, transportera ett gods med dubbelt så hög vikt.

När hydraulcylindrarna 1 och 55 i oberoende av varandra förbindes med pumpaggregatet 23, är den ena hydraulcylindern verksam, såsom visas i fig 1, medan den andra cylindern är 455 699 20 ~ orörlig. Detta gör det möjligt att inbördes omställa (växla) lyftkärlen, när gods hanteras vid flera s.k. horisonter (höjd- lägen) samt att "reservera" transportförbindelsen mellan hori- sonterna. Lyftanordningen med ett lyftkärl uppvisar emellertid lägre verkningsgrad på grund av att energin hos det i sänk- rörelse varande lyftkärlet går oåterkalleligt förlorad.

Verkningssättet hos avskiljningsorganet 18 samt hos tryckkällan 16 för âstadkommande av tryckkraften pá den viskösa vätskan har beskrivits ovan. Tryckkällan 16 i lyftanordningen med två lyftkärl är emellertid avsedd att samtidigt inmata den viskösa vätskan under lika högt tryck i de båda enheterna 9 och 58 för tät tillslutning, under det att avskiljningsorganet 18 är anordnat att mottaga blandningen av arbetsvätskan och den viskösa vätskan från de båda hydraulcylindrarna 1 och 55.

Att förse lyftanordningen med den tillkommande hydraul- cylindern 55 kräver icke användning av tillkommande tryckkällor för ástadkommande av tryckkraften på den viskösa vätskan samt användning av tillkommande avskiljníngs- eller separerings- organ.

Den enligt föreliggande uppfinning utformade lyftanord- ningen gör det möjligt att öka överföringskapaciteten hos ett blindborrhål, som är försett med lyftanordningen enligt upp- finningen.

Den konstruktiva, enligt föreliggande uppfinning före- slagna lösningen gör det möjligt att öka arbetstrycket i hål- rummet i hydraulcylinderns hus och lyftanordningens lastförmå- ga. Lyftanordningen enligt föreliggande uppfinning kan i stor omfattning användas inom olika industrigrenar, exempelvis gruv-, kol- och byggnadsindustrin för transport av människor och gods längs vertikala och brant lutande anläggningar.

I)

Claims (3)

455 699 21 P a t e n t k r a v

1. Lyftanordning innefattande minst en vertikalt anordnad hydraulcylinder (1), som är försedd med ett ihåligt, med en ar- betsvätska under tryck fyllt hus och innehåller en kolv (3), som är förbunden med ett lyftkärl (7) medelst en böjlig rörel- seöverförande förbindningslänk (6), som vid hydraulcylinderns (1) utlopp är förd genom en enhet (9) för avtätning (tät till- slutning) av ett hálrum (4) i huset, k ä n n e t e c k n a d a v att tätníngsenheten (9) är uppbyggd av två, i serie efter varandra anordnade kamrar (10, 11), vilka är åtskilda frán var- andra medelst tätningselement (12, 13, 14), varvid den intill hàlrummet (4) i huset liggande kammaren (10) är fylld med en viskös vätska, vars viskositet är högre än arbetsvätskans vis- kositet, och är förbunden med en tryckkälla (16), som är avsedd att i den viskösa vätskan åstadkomma ett tryck, som är högre än arbetsvätsketrycket, under det att den andra kammaren (11) är förbunden med ett separerings- eller avskiljningsorgan (18), som är anordnat att avskilja arbetsvätskan fràn den viskösa vätskan och är försett med utlopp för arbetsvätskan och för den viskösa vätskan, vilka är förbundna med husets hálrum (4) res- pektive med kammaren (10) i tätningsenheten (9).

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a d a v att kammaren (10) i tätningsenheten (9) är fylld med en viskös vätska, vars densitet är lägre än arbetsvätskans densitet och som förhindrar att den viskösa vätskan och ar- betsvätskan löses i varandra och att stabila emulsioner bildas.

3. Anordning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d a v att den viskösa vätskan utgöres av en väts- ka, som uppvisar smörjegenskaper, exempelvis s.k. nigrol.