CS303388A3 - Differential fluid-pressure cylinder - Google Patents

Description

WWW-88 - 1 - l ck-far)Cá$ntfbj

Vynález se týkíU hydraulického válce^ se systémem pro kontro-lu polohy pístu. V četných aplikacích hydraulických ovládání s pracovnímiválci je zapotřebí znát polohu ústrojí ovládaného pístem a všeo-becné se pro tento účel používá kontaktů, a to koncových kontak-tů nebo průchozích kontaktů, které jsou ovlivňovány samotným ú-strojím nebo jiným ústrojím, které je k nému připojeno, napříkladk tyči vystupující z pístu. U určitých obzvláštních aplikací, například hydraulickéhoovládání elektrických rozpojovačů, pracujících pod vysokým napě-tím, je velmi nepohodlné a často nemožné instalovat koncové neboekvivalentní detektory v bezprostřední blízkosti ústrojí ovláda-ných pracovním válcem, a to proto, že některá posouvající se ú-strojí jsou pod napětím.

Pro vyloučení mechanických spojů o velké délce a málo spoleh-livých se proto používá na ovládacích ústrojích elektrickéhorozpojovače malý pomocný hydraulický válec, který je napájen nebouváděn do polohy pro vypouštění jako hlavní válec a který je te-dy určen k reprodukování pohybů hlavního hydraulického válce av důsledku toho posunů ústrojí ovládaného pracovním válcem, t.j.pohyblivého kontaktu rozpojovače.

Bez ohledu na jeho hlavní roli, která spočívá v indikováníotevřené nebo uzavřené polohy rozpojovače, slouží tento pomocnýhydraulický válec pro ovládání určitých automatických bezpeč-nostních manévrů rozpojovače. Musí tedy fungovat velmi spolehlivě, - 2 - což má za následek, že jeho výroba je složitá a nákladná, aby sevyloučila rizika chybného indikování. Kromě toho má nevýhoduv tom, že potřebuje přídavný hydraulický obvod, což může býtzdrojem úniků hydraulické kapaliny. Y ovládáních moderních mzpojovačů je kromě toho žádoucímoci kontrolovat zpoždění v odpovědi na skutečný pracovní manévrpohyblivého kontaktu rozpojovače. Tyto časy jsou kontroloványv okamžiku materiálního přijetí, avšak jakmile jsou uvedeny v čin-nost, není již možné ověřovat, zda počáteční výkony byly zacho-vány. Je kromě toho velmi důležité moci ověřovat, aby ovládacíčasy byly konstantní a reprodukovatelné, a to zejména v případěrozpojovačů s několika póly v sérii, v nichž musí být manévry ab-solutně současné. Elektrotechnici konečně berou zřetel na čas vý-stupu pohyblivého kontaktu vůči pevnému kontaktu, t.j. čas, kte-rý je samozřejmě pouze zlomkem celkového času posunu pohyblivéhokontaktu a chtějí znát rychlostní křivky pohyblivého kontaktu.

Je samozřejmé, že pomocný válec, který nemá v žádném přípa-dě stejnou setrvačnost jako hlavní válec a pohyblivá ústrojí,která ovládá, nemůže poskytnout žádnou platnou indikaci pokudjde o různé charakteristické vlastnosti pracovního chodu.

Vynález si klade za úkol odstranit tyto nedostatky a nevýho-dy kontrolních systémů používaných až dosud, jaké mají zejménapomocné hydraulické válce.

Uvedené nedostatky odstraňuje vynález, jehož podstatou jediferenciální hydraulický válec, zejména pro ovládání elektric- 3 - kých vysokonapěiových rozpojovačů, typu v němž je píst hydraulic-kého válce bez těsnění zajištujícího těsnost pístu vůči vnitřníploše válcové části hydraulického válce, který se podle vynálezuvyznačuje tím, že stěna válcové části je perforována větším poč-tem otvorů, křižujících chod pístu, přičemž v každém z těchtootvorů je uložen snímač posunu, jehož ústrojí citlivé na detekcije orientováno směrem dovnitř válcové části tak, že je ovlivňová-no průchodem pístu proti odpovídajícímu otvoru, přičemž mezikaždým snímačem a stěnou válce jsou umístěny těsnicí prostředkypro zajištění celistvé těsnosti válce při vysokém tlaku působí-cím v uvedeném válci, přičemž výstupní spoje snímačů jsou připo-jeny k přístroji pro kontrolu polohy pístu ve válcové části.

Vynález dovoluje vytvořit kontrolní systém, který zjištujepolohu samotného pístu během jeho chodu ve válci, přičemž detekcepolohy se může dít nejen ve dvou koncových polohách, ale rovněžv řadě mezilehlých poloh. Až dosud nebylo možné umístit snímače polohy pístu v hydrau-lickém válci v bezprostřední blízkosti pístu. Klasické hydraulic-ké válce pro ovládání rozpojovačů pracují totiž při velmi vysokémtlaku okolo 30 až 40 MPa, což vyžaduje dokonalé těsnění pístu veválci. Píst obsahuje těsnění velmi složitého typu, velmi častosložené těsnění pružinového typu, a vnitřní povrch pístu je do-konale vyrovnán a vybroušen aby neopotřebovával nebo nepoškozovaltěsnění. Není samozřejmě možné uložit do tlouštky stěny válcejeden nebo více detektorů blízkosti pístu, nebol nepravidelnosti,které by z toho vyplynuly na povrchu válce, by znišily těsnění. 4

Autor vynálezu však zjistily že je možné konstruovat di-ferenciální hydraulické válce, zejména pro ovládání rozpojovačů,v nichž píst nemá těsnění a v nichž píst p&sobí na klapku» neboji nese a tato klapka těsně uzavírá hlavní komoru hydraulickéhoválce na konci chodu pístu. Únik» k němuž dochází okolo pístu»v důsledku nepřítomnosti těsnění na pístu» nemůže totiž dosáhnoutobjem válce uložený pod pístem, když píst dosáhl konec svého cho-du. Takový diferenciální hydraulický válec s pístem bez těasněníje popsán ve francouzském patentovém spise ě. /patentová přihláška 87.04.134/. I když je ve výše popsaném řešení podle vynálezu vnitřnípovrchová úprava válce porušena průchozími otvory, nemá totonegativní důsledky protože píst nenese křehké těsnění. S výhodou se podle vynálezu používají snímaěe blízkosti,zejména indukční snímaěe, které jsou ovlivňovány přechodem kovo-vého pístu proti otvoru, v němž je uložen snímač. Je samozřejmé,že samotné snímače jsou vystaveny vysokému tlaku o hodnotě 30až 40 MPa, působícím ve válcovém tělese hydraulického válce,avšak existují známé snímače uzpůsobené k tomu, aby fungovalyv podmínkách vysokého tlaku, například 30 MPa.

Indukční snímače obsahují vřazený elektrický přerušovač,který poskytuje na výstupních kabelech analogický výstupní signál,který může být zesílen a zpracován před tím, než je aplikován nakontrolní nástroje, které indikují polohu pístu v hydraulickémválci a v důsledku toho polohu ovládaného ústrojí, zejména po-hyblivého kontaktu rozpojovače. - 5 -

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popise na příkladěprovedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňujeobr.1 axiální řez hydraulickým diferenciálním válcem podle vyná-lezu a obr.2 příěný řez rovinou II-II z obr.1 ve zvětšeném měřítku.

Hydraulický válec znázorněný na obr.1 je typu popsaného vevýše uvedeném francouzském patentovém spise ě. /patentová přihláška ě. 87.04.134/ a obsahuje válcovou část 2 s výhodou veformě odlitku, píst 4 bez těsnění, pístní tyě 6, která je spojenas pohyblivým kontaktem neznázorněného rozpojovace a klapkové ústro-jí 8 pro uzavírání vstupního a výstupního otvoru 10 hydraulickéhoválce v dolní koncové poloze chodu pístu 4, t.j. v poloze znázor-něné v pravé polovině obr.1.

Ve znázorněném provedení obsahuje hydraulický válec rovněžsystém tlumení konce chodu, v němž je uzavírací klapka tvořenáplovoucím prstencem 8, který obsahuje dva těsnicí jazýěky 42-12*a jehož střední dutina 14 spolupůsobí s tlumicím dříkem 16 nesenýmpístem 6. Takový tlumicí systém s plovoucím prstencem tvořícímsoučasně uzavírací klapku s dvojím těsněním na konci chodu pístuje popsán ve francouzském patentovém spise ě. /patentová přihláška ě. 87.05.198/.

Jak je známo v hydraulických ovládáních rozpojovaěe s dife-renciálním hydraulickým válcem, prstencová komora 18 hydraulickéhoválce nad pístem 6 je trvale spojena se zdrojem vysokého tlaku,tvořeným olejopneumatickým akumulátorem 20. Hlavní komora 22hydraulického válce nad pístem 6 je selektivně spojena trojčest-ným ventilem 24 bui se zdrojem vysokého tlaku kanálem 26 a převá- - 6 - děcím kanálem 28. který s výhodou tvoří součást odlitku válcovéčásti 2 hydraulického válce, nebo s výpustí směrem k nízkotlakénádrži 30. Takové hydraulické ovládání rozpojovače diferenciálnímhydraulickým válcem je popsáno například ve francouzském patento-vém spise č. 2 317 332 nebo v americkém patentovém spiseč. 4 026 523.

Fodle vynálezu je ve stěně 32 válcové části 2 vytvořeno něko-lik otvorů 34 křižujících na několika úrovních chod pístu. V pro-vedení podle obr.1 jsou znázorněny pouze tři otvory, a to vždy je-den v koncových polohách pístu a jeden v mezilehlé poloze, avšaksamozřejmě, je-li požadován větší počet detekčních bodů polohyprůchodu pístu, je možné vyvrtat více než tři otvory na jednépovrchové přímce válce nebo s výhodou na různých povrchovýchpřímkách. V každém z otvorů 34 je umístěn jeden snímač blízkosti 36.jehož detekční plocha £8, znázorněná na obr.2, je v úrovni vnitř-ního povrchu 40 válcové části 2. Těsné uzavření otvorů 34 je zajiš-těno těsnicími prostředky, jako jsou těsnicí vložky 42-42*. kteréuzavírají otvor vůči vysokému tlaku působícímu ve válcové částihydraulického válce po osazení snímačů 36 do jejich uložení.

Pro názornost výkresu jsou na obr.1 znázorněny pouze dvaotvory 34 opatřené každý svým snímačem £6, přičemž osazení sní-mače do jeho uložení je znázorněno podrobněji na řezu z obr.2.

Elektrický výstup každého snímače je zajištěn dvoudrátovýmkabelem 44, přičemž všechny tyto kabely vedou k prostředkům 46 - 7 - pro kontrolu a/nebo záznam a/nebo zviditelnění posunů pístu 6a eventuelně rychlostním křivkám.

Jak je konkrétněji patrno na obr.2, otvory 34 ústí na vnitřnípovrch 40 válcové části 2, což poruěuje celistvost tohoto povr-chu. Avšak protože píst 6 nemá těsnění přitlaěované těsně k vnitř-nímu povrchu válce, není nespojitost tohoto povrchu na závadu.Naopak, s klasickým hydraulickým válcem by se těsnění pístu poško-dilo při každém jeho přechodu přes otvory a rychle by se zničilo.

Jako snímač blízkosti je možné použít indukční snímače sespínací mikrojednotkou, určené pro fungování ve vysokotlakém roz-sahu, jako snímače firmy Honeywell Control Systems Ltd typu921,922,926, které mohou pracovat pod tlakem 50 MPa.

Je možné použít jiné typy snímačů, například kapacitníchnebo mechanických.

Detekční systém podle vynálezu se vyznačuje tou výhodou, žeje přímo vřazen do samotného hydraulického válce a nepotřebuježádný jiný montážní úkon pro osazení na místě než připojení vý-stupních kabelů snímačů ke kontrolnímu přístroji.

Taková integrace je důležitá, nebol moderní technika počítástále více s realizací kompletních sestav, které jsou montoványa seřízeny ve výrobně. Díky vynálezu je nejen možné v ovládání rozpojovačů vylou-čit pomocné hydraulické válce, jejichž nevýhody byly výše popsá-ny, ale je možné přesně kontrolovat výkony rozpojovačů při uve-dení v činnost a periodicky při jejich provozu. - 8 -

Je samozřejmé, že detekční systém podle vynálezu ukazujepomocí svého ovládacího prostředku 46 otevřenou nebo uzavřenoupolohu rozpojovače, zajišťuje bezpečnostní zapojení s ostatnímipřístroji přidruženými k rozpojovači, například sekčními spínači,a vylučuje "pumpování” rozpojovače v případδ rozpojování po zapo-jení /uzavření při krátkém spojení/, jestliže je udržován uzaví-rací povel.

Systém podle vynálezu dovoluje vykonávat různá opatření,která by nebyla možná s pomocným hydraulickým válcem, jak bylouvedeno v předchozím popise, ani s mechanickými spoji snímanýmipřímo z pohyblivého ústrojí ovládaného hydraulickým válcem. Y důsledku délky a vůlí v těchto mechanických spojích byla opat-ření nepřesná , a to již v důsledku pružných deformací, k nimždocházelo v těchto mechanických spojích během ovládání rozpojova-čů, která jsou velmi prudká.

Nyní je tak možné s detekčním systémem podle vynálezu měřita zaznamenávat přesně zpoždění výstupu pohyblivého kontaktu mimopevný kontakt po vyslání zapojovacího povelu, čímž se určí rych-lostní křivka pohyblivého kontaktu, což je velmi důležité zejmé-na u samonafukujících se rozpojovačů SF 6 a pro kontrolu dobréfunkce tlumení na konci chodu.

Claims (6)

1. -4 PATENTOVÉ NÁROKY PV 3033-88 Ί'λϊίίζ -^- -í PRAHA A ^iííZ

   1. Diferenciální hydraulický válec, zejména pro w ovládáni elektrických vysokonapěfových rozpojovačů, obsahují-cí válcové těleso, píst s jednostrannou pístní tyčí uloženýve válcovém tělese a vymezující komory válce, a ovládacíústroji polohy pistu, napojené na citlivé prvky uložené vněuvedených komor a spojené s ovládacím ústrojím pístu, vyzna-čený tím, že píst a válec jsou bez těsněni zajištujícího těs-nost pistu vůči vnitřnímu povrchu válcového tělesa a válcovétěleso /2/ má stěnu /32/ perforovanou skupinou otvorů /34/orientovaných napříč vzhledem k dráze pistu /4/, přičemž vkaždém otvoru /34/ je umístěn snímač /36/ přesunu, jehožcitlivé ústrojí /38/ je orientováno ke vznitřku válcového tě-lesa /2/ proti obvodu pohyblivého pistu /4/, přičemž mezi každým snimačem /36/ a stěnou /32/ válcového tělesa /2/ jsouumístěny těsnicí prostředky /42^42*/ pro utěsněni otvorů /34/ve válcovém tělese fSZI a přičemž výstupní spoje /44/ snímačů/36/ jsou připojeny k přístroji /46/ pro kontrolu polohy pís-tu /4/ ve válcovém tělese /2/.
2. 2. Diferenciální hydraulický válec podle bodu 1,vyznačený tím, že snímače !3bl jsou snímače blízkosti bezfyzického dotyku s pístem /4/ při jeho průchodu před odpoví- dajícím otvorem /34/'.“V i o < oI ΓΌ ' tv ř i řt i i -*©-
3. 3. Diferenciální hydraulický válec podle bodu 2,vyznačený t i rn, že snímače /3 6/ blízkost i jsou indukční sní-mače přizpůsobené vysokotlakému prostředí o tlaku 30 až4 0 Í1P a ,
4. 4. Diferenciální hydraulický válec podle kteréhokoliz bodů 1 až 3, vyznačený tím, že otvory /34/ jsou uloženy nastejné povrchové přímce válcového tělesa /2/.
5. 5. Diferenciální hydraulický válec podle kteréhokoliz bodů 1 až 3, vyznačený tím, že otvory /34/ jsou uloženy narůzných povrchových přímkách válcového tělesa /2/.
6. 6. Diferenciální hydraulický válec podle kteréhokoliz bodů í až 5, vyznačený tím, že válcové těleso /7/ je vytvo-řeno z celistvého odlitku.

   57 509/Vg