SE510351C2 - Hydraulaggregat - Google Patents

Description

510 351 2 20 30 Pll77 aggregat av denna typ visas i SE 464533. Istället för gasförladdning har detta aggregat en hydraulcylinder som trycket tillbaka oljan till tank Principen har emellertid den nackdelen att kolvmottagaren måste vara helt, eller åtminstone väsentligt helt tömd, innan nästa snabba returslag inleds. Därför mäste törrmingstiden vara kortare än diñirsörens kortaste cykeltid. Detta innebär att hydrauloljeflödet blir i hög grad diskontinuerligt med varierande flödesmängd. Förutom att detta innebär svårigheter att dämpa bort trycktoppar, medför flödesvariationen och det diskontinuerliga arbetssättet även att filtrering och kylning ej kan ske optimalt.

KORT REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att angripa ovanstående problematik och att erbjuda ett förbättrat hydraulaggregat. I synnerhet syñar uppfinningen till att lösa problem vid tryck- difiirsörer inom cellulosaindustrin men detta utesluter inte att uppfinningen kan appliceras även inom andra teknikområden, där liknande problem kan förekomma.

Dessa och andra syfien kan uppnås därigenom att uppfinningen kännetecknas av vad som anges i de efterföljande patentkraven. Ytterligare kännetecken och aspekter på upp- finningen framgår av efterföljande beskrivning av en föredragen utföringsform.

KORT FIGURBESKRIVNING I följande beskrivning av en föredragen utförirrgsform kommer att hänvisas till bifogade ritningsfigurer, som schematiskt illustrerar hydraulaggregatet (hydraulsystemet) enligt den föredragna uttöringsformen. Att ritningsfigirren endast är schematisk innebär bla att den inte är skalenlig och att de olika rörledningama kan vara, och i flera fall är, anslutna till de i aggregatet ingående cylindrarna på annat sätt än som visas i ritningen, vilket även nämns i den följande beskrivningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Utrustningen I hydraulaggregat ingår enligt utiöringsformen en arbetscylinder 1, en mottagarcylinder 2, mellan arbetscylindem l och mottagarcylindem 2 en förbindelseledning 3 och en däri anordnad huvudventil 4; en högtrycksackumulator 5, en pump 6 i en ledning 7 mellan en hydrauloljetank 8 och högtryclßacktrmulatorn 5 samt en kylanordning 9 och ett filter 10 för hydraulolja i en returledning 11 från mottagarcylindern 2 till tanken 8. I returled- ningen ll finns även en backventil 12, som medger flöde endast från mottagarcylindern 2 _till tanken 8. En dräneringsledning 13 sträcker sig ñån mottagarcylindems 2 övre del till tanken 8. I denna ledning 13 finns också en backventil 14. 20 30 3 510 351 P11" Arbetscylindern 1 utgörs av en difierentialcylirider med en arbetskolv 16 och en kolv- stång 17, som skjuter ut genom arbetscylindems 1 nedre ände. Enligt den föredragna applikationen är kolvstången 17 förenad med en dragstång till ett större silpaket ingående i en tryckdiffusör för tvättning av cellulosamassa i en kontinuerligt arbetande kolonn. För detta ändamål skall kolven 16 och kolvstången 17 kunna utföra ett långsamt, nedåt- gående arbetsslag, medförande nämnda silpaket, och då ett nedre slutläge nåtts, snabbt utföra ett returslag till det övre utgångsläget. Slaglängden är upp till en meter enligt utföringsfonnen och den totala längden på arbetscylindem 1 kan följaktligen vara något större än en meter.

Kolven 16 i arbetscylindem 1 delar arbetscylindem i en nedre kammare 19 och en övre kammare 20. Dessa kan förbindas med varandra genom en ledning 21, som sträcker sig mellan portar nära eller i arbetscylindems 1 båda ändväggar. I ledningen 21 finns en avstängnings- och reglerventil 22. ' Förbindelseledningen 3 mellan arbetscylindern 1 och mottagarcylindern 2 sträcker sig mellan en mellankammare 24 och en port imottagarcylindem 2 nära eller i dennas nedre ändvägg. Mellan arbetscylindems 1 övre kammare 20 och mellankammaren 24 finns en förstrypning 25 anordnad att kunna mottaga en konisk kropp 26 på kolvens 16 ovansida för att ge en mjuk inbromsning av arbetskolven 16 vid dennas uppåtriktade returslag.

Mottagarcylindem 2 har mindre inre diameter än arbetscylindem 1. En kolv i mottagar- cylindern - i det följande benämnd deplacementkolv - har beteclcnats 28. Denna har på ett i och för sig känt sätt ett cylindriskt urtag 29 på ovansidan, vars diameter matchar ett något längre hanparti 30 i cylindertoppen. Dräneringsledningen 13 sträcker sig fram till och mynnar i den undre ytan på nänmda hanparti 30.

Enligt uppfinningen sträcker sig ett styvt förbindelseorgan i form av en stång 31 mellan arbetskolven 16 i arbetscylindem 1 och deplacementkolven 28 imottagarcylindem 2.

Stången 31, vars diameter är mindre än arbetskolvens kolvstång 17, är fast förbunden med de båda kolvama 16 och 28, vilket innebär att arbetskolvens 16 rörelser via stången 31 tvångsvis överförs till deplacementkolven 28 i mottagarcylindern 2. Mellan mellan- kammaren 24, som fimktionsmässigt utgör en integrerad del av arbetscylindem 1, och mottagarcylindem 2 finns ett förbindelsestycke 32 och i detta en täming 33, som tätande anligger mot stången 31, vilken kan glida genom nämnda tätning 33. 510 351 4 10 20 25 30 35 Pll77 Enligt ett föredraget utförande är förhållandet mellan de eflektiva tvärsektionsareoma hos arbetscylindem 1 och mottagarcylindem 2 i områdena för kamrarna 20 och 35, dvs frånräknat förbindelsestångens 31 area, cirka 5/4.

Deplacementkolven 28 avdelar mottagarcylindern 2 i en nedre mottagarkammare 35 för hydraulolja och en övre spilloljekammare 36.

I aggregatets högtrycksdel sträcker sig en förbindelseledning 39 mellan högtrycks- ackumulatorn 5 och arbetscylindems 1 nedre kammare 19, mynnande-i en port i arbetscylindems l nedre ändvägg. Förbindelseledningama 3 och 39 är avsedda att kunna transportera ett stort flöde av olja under högt tryck och är därför mycket kraftigt dimen- sionerade. Enligt utföringsformen har de för den avsedda applikationen en inre diameter på 100 - 150 mm, företrädesvis 130 mm Returledningen ll, förbindelselednirigen 21 och pumpledningen 7 skall kunna transportera olja med lägre flödeshastibghet och kan därför göras smalare. Enligt utföringsformen för den avsedda applikationen har de en inre diameter på 50 - 80 mm Dräneringsledningen 13 skall bara kunna återföra spillolja från spilloljekammaren 16 till tanken 8 och kan därför göras mycket smal.

Pumpen 6 innehåller medel för att avkänna trycket ihögtrycksdelen och för att reglera pumpen så att denna ständigt strävar att hålla ett konstant tryck ihögtrycksdelen, inklusive ihögtrycksackumulatorn 5. Pumpen 6 arbetar alltså iprincip kontinuerligt men med varierande flöde under arbetscykeln.

H ydraulaggregatets arbetssätt Arbetssättet hos det ovan beskrivna hydraiilaggregatet (hydraulsysternet) skall nu förklaras. Det antas att arbetskolven 16 och deplacementkolven 28 vid inledningen av en arbetscykel befinner sig i sina övre ändlägen och att den koniska kroppen 26 är införd i förstrypningen 25. Arbetskolvens 16 och kolvstångens 17 nedåtgående arbetsslag inleds med att huvudventilen 4 stängs (detta läge hos huvudventilen visas i figuren) och att ventilen 22 öppnas till ett visst inställningsläge som ger viss förstrypning i förbindelse- ledningen 21. Trycket i den övre kammaren 20 kommer härvid att blii det närmaste lika stort som i arbetskammaren 19. Men eftersom den effektiva ytan verkande på arbets- kolven 16 är större i den övre kammaren 20 än i den undre kammaren 19 kommer arbetskolven 16 att pressas nedåt. Dess matningshastighet bestäms av ventilens 22 inställning. Mottagarkammaren 35 i mottagarcylindem 2 är fylld med olja, vilken pressas _ut genom returledningen 11 via backventilen 12 med hjälp av deplacementkolven 28, som dras ned av arbetskolven 16 via förbindelsestången 31. Mottagarcylindem 2 verkar i 20 30 P1177 5 510 351 detta läge som en deplacementpump. Oljan kyls ikylapparaten 9 och filtreras i filtret 10 innan den törs till tanken 8. Trycket i högtrycksdelen regleras till önskat tryck med hjälp av pumpen 6. På detta sätt fortsätter arbetskolvens 16 och deplacementkolvens 28 nedåtgående långsammare arbetsslag tills dess de båda kolvama nått sina nedre ändlägen.

Då arbetskolven 16 och deplacementkolven 28 nått sina nedre ändlägen stängs reglerventilen 22 och öppnas huvudventilen 4. Trycket i den övre kammaren 20 i arbetscylindem 1 sjunker härvid, så att arbetskolven 16 under inverkan av det höga trycket i den nedre kammaren 19 och itryckackumulatom 5 snabbt och med stor krafi drivs uppåt. Pumpenheten 6 avkänner tryckfallet och ökar pumpens 6 flöde av olja från tanken 8 via ledningen 7 upp ihögtrycksdelen, det vill säga upp ihögtrycksdelen. Från den övre kammaren 20 i arbetscylindem 1 strömmar olja med stor flödeshastighet upp i mottagarkammaren 35 via fórstrypningen 25, mellankammaren 24 och fórbindelseled- ningen 3. Deplacementkolven 28 lyfls uppåt av fórbindelsestången 3:1 med samma hastighet som arbetskolven 16. Efiersom mottagarcylindern 2 har mindre diameter än arbetscylindem 1, ökar emellertid inte mottagarkammarens 35 volym i samma takt som volymen minskar i kammaren 20 i arbetscylindern 1. Genom förbindelseledningen 3 pressas alltså mer olja upp imottagarkammaren 35 än denna kan ta emot. Överskottet pressas ut genom returledníngen 11 via backventilen 12 och kylapparaten 9 och filtret 10.

Detta innebär att olja leds ut ur mottagarkammaren 35 såväl under det nedåtriktade arbetsslaget, som beskrivits ovan, som under returslaget. Detta innebär i sin tur att flödet genom returledníngen ll och därmed genom kylapparaten 9 och filtret 10 blir förhållan- devis jämnt utan stora trycktoppar. Detta möjliggör att kylapparaten 9 och filtret 10 kan dimensioneras och arbeta optimalt.

Spillolja som passerar förbi deplacementkolven 28 ansamlas efterhand iurtaget 29 och pressas ut genom dräneringsledningen 13 till tank 8, då deplacementkolven 28 når sitt övre läge. Samtidigt som detta sker förs det koniska partiet 26 på arbetskolven 16 in i forstrypningen 25, vilket på i och för sig känt sätt ger en inbromsning av arbetskolven 16.

Då arbetskolven 16 sålunda nått sitt övre ändläge, det vill säga retumerat till sitt utgångsläge, stängs åter huvudventilen 4 och öppnas reglerventilen 22, varigenom en arbetscykel har fullbordats, och en ny cykel kan inledas. På detta sätt arbetar hydraul- aggegatet cykliskt, varvid arbetskolvens 16 nedåtriktade matningshastighet regleras genom inställning av ventilen 22 i enlighet med de önskemål som bestäms av förhållan- 510 351 H6 Plm dena i den icke visade diflinsör, som är kopplad till kolvstången, och som enligt den aktuella applikationen är avsedd att betjânas med hjälp av hydraulaggregatet.

Det skall inses att uppfinningen inte är begränsad till den beskrivna utiöringsformen. 5 Exempelvis kan drâneringskammaren 36 vara ansluten till omgivande atmosfär eller vara helt öppen. Vidare skall inses att uppfinningens användning inte är begränsad till trmg hydraulik och mycket stora flöden av hydraulmedium Exempelvis kan uppfinningen mycket väl även användas för små dimensioner på ingående komponenter och för flöden där hastigheten eller hydraulflödet in någon rikming är så hög att någon form av 10 ackumulator är lämplig att använda i returledning till tank.

Claims (12)

20 30 35 7 510 351 PATENTKRAV

1. Hydraulaggregat för att mata ett objekt med önskad matningshastighet en sträcka i en viss matningsriktning under ett arbetsslag och att i ett returslag återföra objektet till utgångsläget med väsentligt större returhastighet, innefattande en arbetscylinder (1) med en första kolv (16), vars kolvstång (17) är förbunden med det objekt som ska förflyttas, och en med en andra kolv (28) försedd mottagarcylinder (2) anordnad att vid returslaget fyllas med olja från arbetscylindern, varvid den första kolven (16) och den andra kolven (28) är förbundna med varandra genom ett styvt förbindelseorgan (31) som tvingar den andra kolven att följa med i den första kolvens rörelse, k ä n n e t e c k n a t av att arbetscylindem är dubbelverkande och innefattar en första kammare (19) och en andra kammare (20) och att den första kammaren (19) är anordnad att under returslaget fyllas med olja under tryck från en hydraultryckkälla (5, 6) medan mottagarcylindem fylls med olja från arbetscylinderns andra kammare (20).

2. Hydraulaggregat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av en förbindelseledning (3) mellan arbetscylinderns (1) och mottagarcylindems (2) mot varandra vända kammare (20, 35) samt en avstängningsventil (4) i nämnda förbindelseledning (3).

3. Hydraulaggregat enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att mottagarcylíndern har mindre tvärsektion än arbetscylindern.

4. Hydraulaggregat enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t av att en retur- ledning (1 1) för hydraulvätska sträcker sig från mottagarcylindem.

5. Hydraulaggregat enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att åtminstone någon hydraul- vätskebehandlande apparat (9, 10) tillhörande den typ av apparater som innefattar kylapp arater och filteranordningar är anordnad i nämnda returledning (11).

6. Hydraulaggregat enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a t av att en högtrycks- ackumulator (5) är förbunden med den kammare (19) i arbetscylindern (1) som är vänd fiån mottagarcylindern (2).

7. Hydraulaggregat enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a t av att en pump- anordning (6) är anordnad att under hydraulaggregatets hela arbetscykel verka för att upprätthålla avsett tryck i aggregatets högtrycksdel, innefattande högtrycksackumulatom (5)- 510 351 20 25 30 8 131177

8. Hydraulaggregat enligt något av kraven 1-7, k ä n n e t e c k n a t av att en för- bindelseledning (21) är anordnad mellan arbetscylindems ( 1) båda kammare (19, 20), och att en avstängnings- och reglerventil (22) är anordnad i denna förbindelseledning (21).

9. Hydraulaggregat enligt något av kraven 1-8, k ä n n e t e c k n a t av att förhållandet mellan de effektiva tvärsektionsareorna hos arbetscylindem (1) och mottagarcylindern (2) i områdena för de mot varandra vända kamrama (20, 35) inämnda cylindrar är minst 1,1, och högst 2,0, företrädesvis minst 1,15 och högst 1,5, lämpligen cirka 1,25.

10. , Hydraulaggregat enligt något av kraven 1-8, k ä n n e t e c k n a t av att arbets- cylindems kolvstång (17) är ansluten till ett silpaket i en diífusör för tvättning av cellulosamassa.

11. Hydraulaggregat enligt något av kraven 1-10, k ä n n e t e c k n a t av att kolvstången ( 17) sträcker sig genom nämnda första kammare (19) som utgör arbetskammare i arbetscylindem, att nämnda avstängningsventil (4) i nämnda förbindelseledning (3) är anordnad att tillsluta förbindelseledningen mellan arbetscylinderns returkammare och mottagarcylinderns mottagarkammare under arbetsslaget och att öppna nämnda förbindelse under returslaget, allt i ändamål - att under ett arbetsslag med hjälp av arbetskolven föra den med objektet förbundna kolvstången med önskad matningshastighet en sträcka i riktning mot mottagarcylindem, då nämnda förbindelse är tillsluten, och - att under ett returslag med hjälp av arbetskolven återföra kolvstången och därmed objektet till utgångsläget med väsentligt större returhastighet, då nämnda förbindelse är öppen.

12. Hydraulaggregat enligt krav 11, k ä n n e t e c k n a t av att en returledning (11) sträcker sig fiån mottagarkammaren (35) och att såväl under arbetsslaget som under returslaget olja är anordnad att avledas från mottagarkammaren genom returledningen (11), nämligen så att under arbetssla get, då nämnda förbindelse (3) är stängd, olja avleds, vilken olja under returslaget har överförts till mottagarkammaren från arbetscylindems returkammare, och, under retursla get, den överskottsolja avleds, vilken mottagaren inte kan ta emot från arbetscylindern på grund av mottagarcylindems mindre, effektiva tvärsektionsarea.