SE463575B - Hydraulventil - Google Patents

Description

53 575 2 även av flöden under tryck som till och med kan vara väsentligt högre än 500 bar utan att större ställkrafter erfordras. Detta senare innebär också att denna typ av ventiler är särskilt lämpade att användas där mycket höga tryck förekommer, exempel- vis inom den mobila hydrauliken, och tack vare att så små ställkrafter erfordras kan de också på ett mycket enkelt sätt fjärrmanövreras med hjälp av elektriska signaler eller impulser.

Denna nya typ av ventiler har även vissa nackdelar och framför allt den, att de för sin funktion kräver en tillverk- ningstekniskt sett komplicerad ventilkropp och därmed kan i dessa ventiler som ventilkropp inte användas någon i sig känd ven- tilkropp som kan tillverkas eller redan tillverkas i större serier, såsom t.ex. kulor, vilket i hög grad försvårar och fördyrar användningen av denna typ av ventiler. Vidare fordrar denna ventiltyp en ventilkropp som är förhållandevis lång, vilket gör att ventilen i sig blir förhållandevis lång och kan inte göras så kompakt som man skulle kunna önska sig, inte minst ur installationssynpunkt.

Syftet med denna uppfinning är därför att åstadkomma en hydraulventil som även kan användas som blockerings- eller låsventil och som är så beskaffad, att den kan användas åt- minstone överallt där man önskar sig inte endast läckagefri blockering eller låsning av ett hydrauliskt system utan även steglöst öppnings- och stängningsförlopp, för möjliggörande av steglös styrning av ett hydraulflöde oberoende av det rådande tryckets storlek och på så sätt, att man själv kan bestämma t.ex. den hastighet med vilken man önskar sig sänka en last. Vidare är syftet med föreliggande uppfinning att åstadkomma en dylik ventil av denna nya typ som är så beskaffad, att den kan göras kompakt, att den kan framställas till lågt pris och framför allt att den kan fungera på avsett sätt med en ventilkropp av standardtyp, vilket i mycket hög grad bidrar till låg kostnad vad gäller tillverkning och underhåll.

Dessa uppfinningens syften uppnås med föreliggande ventil genom att den uppvisar de i efterföljande patentkrav angivna kännetecken och särdrag och enligt huvudkravet kännetecknas närmare bestämt föreliggande ventil av att ventilkroppen är anordnad i en till ventilsätet sig sträckande, relativt detta sätet koncentriskt utformad fördjupning i en i ventilen ingående sätesdel, som uppvisar en eller flera mot fördjupningen öppna, i BNSDOCID: 10 15 20 25 30 35 40 BNSDOCID 465 575 pilotflödeskammaren utmynnande slitsar samt minst en i förbin- delse med inloppet stående inloppsport, som även står i förbin- delse med nämnda slits eller slitsar för bildande av den variabl strypningen, varigenom erhålles ett steglöst styrbart öppnings- och stängningsförlopp för ventilkroppen.

I det följande beskrivs föreliggande uppfinning närmare under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig.l visar ett snitt genom en ventil enligt uppfinningen, fig.2 visar ett snitt längs linjen II-II i fig.l, fig.3 visar ett snitt genom et nàgot modifierat utförande av föreliggande ventil och fig.4 visa; ett snitt längs linjen IV-IV i fig.3.

På ritningarna betecknas generellt med 1 ett ventilhus med ett inlopp 2 och ett utlopp 3, som via en urborrning 4 i ventilhuset 1 står i förbindelse med varandra och som utgör en del av en huvudkanal för ett huvudflöde med en riktning som markeras med pilar 5. I ventilhusets urborrning 4 är föreliggandf ventil 6 lösbart infäst, såsom en s.k. patron, dvs, medelst ett skruvförband 7.

Föreliggande ventil 6 är enligt på ritningarna endast som exempel visade utföranden utformad som en insatspatron och innefattar enbart tre olika huvuddelar, nämligen en sätesdel 8, en ventilkropp 9, och ett skruvlock eller insatshylsa 10 med del: minst en utvändig gänga samverkande med motsvarande gänga invändigt i urborrningen 4 för erhållande av nämnda skruvförband 7, dels med ett nyckelgrepp 11 för ventilens applicering i det avsedda ventilhusets urborrning 4.

Insatshylsan 10 uppvisar vid sitt från nyckelgreppet 11 vända ändparti ett cylindriskt flänsparti 12, inuti vilket ventilens sätesdel 8 är delvis införd med presspassning. Vid inskruvning av insatshylsan 10 i ventilhusets urborrning 4 för applicering av ventilen 6 bringas således sätesdelen 8 till anliggning mot en i insatshylsan 10 befintlig ansats 13 med sin ändyta 14 och till anliggning mot en _nuti urborrningen 4 formad avsats 15 med sin andra ändyta 16, eventuellt via en packning 17 mellan densamma och avsatsen 15.

Fastskruvad i sin urborrning 4, i vilket läge sätesdelen 8 således är fixerad i avsett läge inuti sin urborrning 4, har sätesdelen 8 en och företrädesvis flera inloppsportar 19 stående i förbindelse med varandra och med ventilinloppet 2 via en runtomgående spalt 20 mellan ventilen och urborrningens vägg 21 W 4635755 _ |_> k) \ LN in \'! (_17 :b och minst en utloppsport 22 belägen i eller pà annat sätt stående i förbindelse med ventilutloppet 3, sàsom visas i fig.l. Vidare är ventilen 6 avtätad mot urborrningens vägg 21 med hjälp av ringformiga tätningar 23 pà ömse sidor om inloppsportarna l9.

I det i fig.l och 2 visade utförandet av föreliggande ventil utgöres dess ventilkropp 9 av en sfärisk kula 24 som är placerad i en cirkulär fördjupning 25 i ventilens sätesdel 8, varvid denna fördjupning 25 har samma invändiga diameter som ven- tilkulans största utvändiga diameter samt större invändig diameter än den invändiga diameterna hos ventilens i sätesdelen 8 utformade utloppsport 22, som är koncentriskt utformad i förhållande till nämnda fördjupning 25 och som står i förbindelse med utloppet 3.

Ventilkulan 24 är anordnad att i sitt stängda läge anligga mot ett i sätesdelen 8 utformat ventilsäte 26 och hålls anlig- gande mot detta sitt säte av en hållkraft som kommer att närmare definieras.

I ventilens insatshylsa 10 är pà ventilkulans från dess säte 26 vända sida utfomad en kammare 27 som via en eller flera portar 28 står i förbindelse med en runtomgàende, ringformiga spalt 29 som är belägen mellan insatshylsan 10 och urborrningens vägg 21. Frán denna spalt 29 leder en pilotflödeskanal 30 till ventilens utlopp 3. I denna pilotflödeskanal 30 är anordnad en styrenhet 31 som endast visas schematiskt i fig.l och som t.ex. kan utgöras av en från helt öppet eller helt stängt läge steglöst ställbar eller reglerbar strypventil eller pilotflödesventil för steglös styrning av ett pilotflöde från pilotflödeskammaren 27 till ventilens utlopp 3.

I sitt mot sätet 26 anliggande och därmed huvudkanalen genom ventilen stängande läge är ventilkroppen 24 i det i fig.l visade utförandet så anordnad, att den med sitt med streckprickad linje markerade diametralplan 32 ligger väsentligen i nivå med botten 33 hos en eller flera, företrädesvis två diametralt anordnade slitsar 34 i sätesdelen 8, vilka slitsar sålunda är avgränsade från inloppsportarna 19 och ventilinloppet 2 och utmynnar i pilotflödeskammaren 27. Slitsarna 34 står med sin ena sida i förbindelse med den fördjupning 25, i vilken ventilkulan 24 befinner sig, och är på sin andra sida tillslutna av insats- hylsans ringformiga eller cylindriska flänsparti 12.

Tack vare ventilkroppens sfäriska form och dess med 32 BNSDOCID: 10 15 20 25 30 35 40 465 575 betecknade diametralplans placering eller belägenhet i nivå med slitsarnas botten 33 1 ventilkulans mot sitt säte 26 anliggande läge erhålles alltid en viss förbindelse förbi venitlkulan 24 till pilotflödeskammaren 27. Det hydraultryck som sålunda existerar i ventilinloppet 2 kommer därmed att även vara rådande i pilotflödeskammaren 27 samt verka på ventilkulans i nämnda kammare befintliga yta och därmed hålla ventilkulan 24 anliggandf mot sitt säte 26 med en av nämnda ytas area avhängig hållkraft se länge som styrenheten 31 befinner sig i stängt läge. I detta sit' stängda läge tillåter styrenheten 31 nämligen inte något pilotflöde i pilotflödeskanalen 30 och därmed hindras också utströmning av tryckmedium från pilotflödeskammaren 27. Därmed uppstår samma tryck i denna kammare som i ventilinloppet 2, dvs. samma tryck som uppströms om ventilkulan 24 sett i flödes- riktningen. Som bekant är trycket alltid högre på ventilens inloppssida eller trycksida än på dess utloppssida och det i pi_:tflödeskammaren 27 rådande trycket ger sålunda upphov till ex på ventilkulans mot kammaren 27 vettande ändyta verkande hållkraft som beroende på areaförhållandena är större än den av trycket i ventilens inloppsport beroende, motriktade och på ventilkulans mellan diametralplanet 32 och en med detta pa- rallellt plan genom ventilsätet 26 begränsade, sfäriska zons mantelyta verkande kraften och som därigenom håller ventilkulan 24 anliggande mot dess ventilsäte 26 och därmed i dess stängda läge så länge som styrenheten 31 är opåverkad och stängd.

När styrenheten 31 påverkas även i mycket ringa grad uppstår tack vare förekommande tryckdifferanser mellan ven- tilkulans sidor automatiskt ett pilotflöde ut från piloflödeskam- maren 27 till ventilutloppet 3 nedströms om ventilkulans säte 26 genom pilotflödeskanalen 30 och därigenom bringas ventilkulan 24 att röra sig från sitt säte 26 och öppnar därmed förbindelsen mellan ventilens in- och utlopp 2,3 och således genom ventilen 6. Härvid brings ventilkulan 24 att röra sig så långt från sitt säte 26 som erfordras för erhållande av flödesjämnvikt mellan flödet förbi ventilkulan 24 till kammaren 27 och pilotflöaec genom styrenheten 31 och pilotflödeskanalen 30 till utloppet 3.

Så fort som ventilkulan 24 lämnar sitt säte 26 friläggs slitsarnz 34 i ökande utsträckning och därmed ökas och genomströmningsarear förbi ventilkulan 24 med ökande avstånd av ventilkulan 13 från dess säte 26. Dessa slitsar 33 fungear således som en variabel BNSDOCID: 53 575 6 strypning. Genom den steglösa styrningen som styrenheten 31 erbjuder kommer således även ventilkulan 24 att styras steglöst mellan sina båda ändlägen och på så sätt fås en steglös styrning av flödet genom ventilen 6 oberoende av trycket. När sedan vid behov styrenheten 31 påverkas till stängt läge och inget pilotflödet längre existerar stiger åter trycket i pilotflödes- kammaren 27 och därmed tvingas automatiskt ventilkulan 24 att röra sig nedåt för att till sist bringas till anliggning mot sitt ventilsäte 26 och stänga ventilen 6.

I det i fig.l och 2 visade utförandet av föreliggande ventil förefinns en mycket ringa förbindelse mellan huvudkanalen uppströms om den i stängt läge hållna ventilkulan 24 tack vare att den senare har sitt diametralplan 32 beläget i nivå med de diametralt belägna och som variabel strypning fungerande slitsarns botten 33. Denna för föreliggande ventils funktion erforderliga förbindelse kan emellertid åstadkommas på annat sätt och inom ramen för denna uppfinning är det således möjligt att i stället ha ventilkulan 24 så placerad, att den med sitt diame- tralplan 32 ligger i området mellan slitsarnas botten 33 och inloppsportarnas övre begränsningsyta 35. I detta fall släpper ventilkulan 24 i sitt stängda läge inte förbi sig något hydraul- medium från huvudkanlen till pilotflödeskammaren 27 tack vare sin linjeanliggning mot fördjupningens väggparti 36 och för åstadkom- mande av den för ventilens funktion erforderliga förbindelsen mellan huvudkvanalen och pilotflödeskammaren 27 kan härvid vara anordnat ett antal hål med mycket liten diameter i skiljeväggen 37 mellan slitsarna 34 och inloppsportarna 19.

I fig.3 och 4 visas en modifierad utföringsform av föreligg- ande ventil som skiljer sig från den i fig.l och 2 visade endast därigenom att ventilkroppen 9 har en annan utformning men samma funktion som den sfäriska ventilkroppen 24. Denna med avseende på formen modifierade ventilkropp som generellt betecknas med 38, innefattar ett sfäriskt segment 39 för samverkan med ventilsätet 26, en första cylindrisk del 40, i vilken nämnda sfäriska segment övergår och som har en utvändig diameter mindre än fördjupningens 25 invändiga diameter, och en andra cylindrisk del 41 med en utvändig diameter som är så anpassad till fördjupningens invändiga diameter, att glidpassning föreligger mellan fördjup- ningen 25 och ventilkroppens 38 andra cylindriska del 41. Övergången eller skiljeplanet 41 mellan de båda cylindriska BNSDOCID: 10 15 BNSDOCID: <5E_ __ :L 465 575 delarna 40 och 41 motsvarar ventilkulans diametralplan 32 och skall sàledes i ventilkroppens stängda läge befinna sig i nivå med de som variabel strypning fungerande slitsarnas botten 33 fö àstadkommande av den erforderliga förbindelsen mellan inloppet 2 och pilotflödeskammaren 27. Även i detta modifierade utförande kan små hàl vara anordnade i skiljeväggen 37 mellan slitsarna 34 och inloppsportarna 19 för bildande av den erforderilga förbin- delsen mellan inloppet 2 och pilotflödeskammaren 27, varvid skiljeplanet 41 mellan ventilkroppens 38 bàda cylindriska delarn 40 och 41 i sà fall skall vara beläget i omrâdet under slitsarna' bottenplan 33, när ventilkroppen 30 befinner sig i stängt läge.

För begränsning av ventilkroppens rörelse i riktning fràn sitt säte kan in i pilotflödeskammaren 27 sträcka sig en tapp 42 sàsom visas pà ritningarna, men denna rörelsebegränsning kan äve åstadkommas med kammarens 27 ”tak” 43 genom att ha detta i nivà med den visade toppens fria ände. __,463575B_ l >

Claims (8)

63 575 PATENTKRAV

1. Hydraulventil av den typ som är flödesstyrd och innefattande ett ventilhus med inlopp (2) och utlopp (3) samt en ventilkropp (9) som är anordnad att samverka med ett ventilsäte (26) för att öppna och bryta förbindelsen mellan in-och utloppen (2,3) i beroende av ett steglöst styrbart pilotflöde i en pilotflödeskanal (30) från en på ventilkroppens från dess ventilssäte vända sida befintliga pilotflödeskammare (27) till utloppet (3) i strömningsriktningen efter ventilkroppen (9), varvid nämnda pilotflödeskammare (27) i sin tur står i ständig förbindelse med inloppet (2) via en variabel strypning, k ä n n e t e c k n a d av att ventilkroppen (9) är anordnad i en till ventilsätet (26) sig sträckande, relativt detta sätet koncentriskt utformad fördjupning (25) i en i ventilen ingående sätesdel (8), som uppvisar en eller flera mot fördjupningen (25) öppna, i pilotflödeskammaren (27) utmynnande slitsar (34) samt minst en i förbindelse med inloppet (2) stående inloppsport (19), som även står i förbindelse med nämnda slits eller slitsar (34) för bildande av den variabla strypningen, varigenom erhålles ett steglöst styrbart öppnings- och stängningsförlopp för ventilkroppen (9).

2. Hydraulventil enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att ventilkroppen innefattar en sfärisk del (24:39) för samverkan med ventilsätet (26)

3. Hydraulventil enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att ventilkroppen utgöres av en sfärisk kula (24).

4. Hydraulventil enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att ventilkulan (24), när den befinner sig i stängt läge och sålunda anliggande mot sitt säte (26), har sitt diametralplan (32) liggande i nivå med eller väsentligen 1 nivå med nämnda slits eller slitsars botten (33) för bildande av förbindelse mellan slitsen eller slitsarna (34) och sätesdelens inloppsport (19).

5. Hydraulventil enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d av att ventilkroppen innefattar ett med ventilsätet (26) samverkande, sfäriskt segment (39) och en första cylindrisk del (40) med samma diameter som det sfäriska segmentet (39) och en andra cylindrisk del (41) anordnad med glidpassning i _ fördjupningen (25), varvid denna ventilkropp har skiljeplanet BNSDOCID: \N F; CA LJ (f) *J LW mellan de bàda cylindriska delarna (40,4l) beläget i nivà med eller väsentligen i nivà med slitsens eller slitsarnas botten 33 för bildande av förbindelse mellan slitsen eller slitsarna (34 och sätesdelens inloppsport (19) när ventilkroppen befinner sig stängt läge.

6. Hydraulventil enligt nàgot av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att sätesdelen (8) innefattar två eller fyra slitsar (34), vilka är diametralt anordnade i förhållande till varandra.

7. Hydraulventil enligt nàgot av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att sätesdelen (8) är anordnad i en urborrning (4) i ventilhuset och hålls på plats i denna urborrning medelst en i urborrningen inskruvbar insatshylsa (10) som med ett cylindriskt flänsparti 12 delvis omger sätesdelen (8 och som bildar del av pilotflödeskammaren (27).

8. Hydraulventil enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att in i pilotflödeskammaren (27) skjuter fràn insatshylsan en tapp (42) för begränsning av ventilkroppen rörelse i riktning fràn sitt säte (26). _____________-_- BNSDOCID*