PL168220B1 - Zawór hydrauliczny wysokocisnieniowy PL PL PL - Google Patents

Abstract

1 Zawór hydrauliczny wysokocisnieniowy, zwla- szcza zawór ograniczajacy cisnienie, do stosowania w podziemnych pracach górniczych, z suwakiem tloko- wym, przesuwnym w otworze zaworowym, zasilanym hydraulicznym medium cisnieniowym, który na swo- im obwodzie zewnetrznym jest zaopatrzony w cienka, twarda i gladka na powierzchni powloke, po której slizga sie miekki pierscien uszczelniajacy, przypo- rzadkowany do otworu zaworowego, znamienny tym, ze powloka (14) suwaka tlokowego (9), wykona- na z azotku tytanu ma grubosc warstwy od 1 do 4 µm, a jego korpus jest wykonany z nierdzewnego stopu. FIG. 2 PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy zaworu hydraulicznego wysokociśnieniowego, zwłaszcza zaworu ograniczającego ciśnienie, do stosowania w podziemnym górnictwie.

Znane zawory hydrauliczne wysokociśnieniowe zawierają suwak tłokowy, przesuwalny w otworze zaworowym, zasilanym hydraulicznym medium ciśnieniowym, który na swoim obwodzie zewnętrznym jest zaopatrzony w cienką, twardą i gładką na powierzchni powłokę, po której ślizga się pierścień uszczelniający, przyporządkowany do otworu zaworowego. Cienka, twarda i gładka na powierzchni powłoka powinna zapewniać, aby suwak tłokowy ślizgał się łatwo w pierścieniu uszczelniającym, przy tym możliwie mało zużywał się, a jednocześnie miał możliwie dobre działanie uszczelniające. Na cienkie, twarde i gładkie na powierzchni powłoki stosuje się zazwyczaj chromowanie twarde. Okazało się jednak, że takie chromowanie twarde nie spełnia wymagań, gdy jako hydrauliczne medium ciśnieniowe stosuje się zamiast oleju lub emulsji woda-olej czystą wodę. W tym przypadku z powodu braku działania smarującego oleju dochodzi do silnego tarcia pomiędzy twardo pochromowaną powierzchnią suwaka tłokowego a pierścieniem uszczelniającym, tak że suwak tłokowy może poruszać się tylko z trudnością, co prowadzi do silnego zużycia suwaka tłokowego i uszczelki, i stosownie do tego zmniejsza się działanie uszczelniające.

Ze względu na ochronę środowiska wymaga się coraz częściej zastąpienia olejów hydraulicznych i emulsji olej-woda, stosowanych w hydraulice wysokociśnieniowej przez czystą wodę, ponieważ oleje hydrauliczne zawierają substancje szkodzące środowisku. To ostatnie odnosi się, zwłaszcza do hydrauliki wysokociśnieniowej stosowanej w górnictwie, gdzie przykładowo w hydraulicznych obudowach ścianowych potrzebne są i używane duże ilości cieczy hydraulicznych. Z tych względów istnieje pilna potrzeba stosowania czystej wody jako hydraulicznego medium ciśnieniowego.

W związku z tym próbowano już stosowanie zamiast chromowania twardego powłoki z lakieru przeci wciemego. aby w ten sposób umożliwić długotrwałe smarowanie. Okazało się jednak, że te powłoki z lakieru przeciwciernego w krótkim czasie oddzielają się od powierzchni tłoka suwakowego, zwłaszcza gdy pokryte powierzchnie są umieszczone w obszarach, które przy otwarciach zaworu są wystawione na duże prędkości przepływu hydraulicznego medium ciśnieniowego.

Zadaniem wynalazku jest takie ulepszenie zaworu hydraulicznego wysokociśnieniowego, aby suwak tłokowy także przy zastosowaniu czystej wody, jako hydraulicznego medium

168 220 ciśnieniowego, posiadał wobec miękkiego materiału pierścienia uszczelniającego nieznaczny współczynnik tarcia, posiadał dobrą szczelność i dużą trwałość.

W celu rozwiązania tego zadania wynalazek proponuje, wychodząc z zaworu hydraulicznego wysokociśnieniowego wspomnianego na wstępie rodzaju, powłoka suwaka tłokowego wykonana z azotku tytanu ma grubość warstwy od 1 do 4 gm, a jego korpus jest wykonany z nierdzewnego stopu.

Korzystnie powłoka rozciąga się na całej zewnętrznej powierzchni suwaka tłokowego, a przyjmujący suwak tłokowy otwór zaworowy jest wykonany we wkładce zaworowej z nierdzewnego stopu.

W uprzywilejowanym wykonaniu także ściana wewnętrzna otworu zaworowego jest zaopatrzona w powłokę z azotku tytanu. Okazało się, że suwak tłokowy pokryty azotkiem tytanu także przy zastosowaniu czystej wody jako hydraulicznego medium ciśnieniowego posiada bardzo nieznaczny współczynnik tarcia, osiąga się doskonałe uszczelnienie i nadzwyczaj dobrą długotrwałość. Przy tym bardzo cienka powłoka azotku tytanu przylega nadzwyczaj ściśle do powierzchni korpusu suwaka tłokowego i nawet przy maksymalnie szybkim przepływie wody niejest oddzielana od powierzchni zwłaszcza, że wykonanie korpusu suwaka tłokowego ze stopu nierdzewnego ma tę zaletę, że woda przenikająca przez maksymalnie cienką powłokę azotku tytanu nie może tworzyć pod powłoką azotku tytanu żadnych tlenków, które pogarszałyby jakość i wytrzymałość powierzchni tłoka suwakowego.

Pokrycie powłoką z azotku także ścian otworu zaworowego powoduje, że obie wzajemnie ślizgające się powierzchnie będą krańcowo twarde, śliskie i odporne na zużycie, przez co osiąga się jeszcze dłuższą trwałość zaworu według wynalazku.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdłużny przez zawór, a fig. 2 - przekrój wzdłużny przez suwak tłokowy, pokryty azotkiem tytanu.

Obudowa 1 zaworu na jednym końcu jest zaopatrzona w króciec ciśnieniowy 2, który przykładowo jest przyłączony do przestrzeni ciśnieniowej hydraulicznego stojaka górniczego. Na końcu przeciwległym do króćca ciśnieniowego 2 obudowa 1 jest zamknięta za pomocą pokrywy 3.

Współśrodkowo w pokrywie 3 jest umieszczona śruba podpierająca 4, która jest przestawialna w osiowym kierunku obudowy 1 i podpiera sprężynę naciskową 5, znajdującą się we wnętrzu obudowy 1. Przez osiowe przestawianie śruby podpierającej 4 można nastawiać siłę sprężyny naciskowej 5. Sprężyna naciskowa 5 swoim końcem odwróconym od śruby podpierającej 4 opiera się na talerzyku naciskowym 6, który ze swojej strony przylega powierzchniowo do wkładki zaworowej 7, znajdującej się w obudowie 1. Ta wkładka zaworowa 7 jest wykonana z nierdzewnego stopu i jest zaopatrzona w otwór wzdłużny, służący jako otwór zaworowy 8, który leży w jednej linii z kanałem przepływowym króćca ciśnieniowego 2 i w którym jest umieszczony osiowo przesuwnie suwak tłokowy 9. Suwak tłokowy 9 ma otwór wzdłużny 10, który rozciąga się od końca, zwróconego do króćca ciśnieniowego 2, do trzeciej części jego długości, w przednim obszarze, w którym suwak tłokowy 9 jest zamknięty. W obszarze końcowym otworu wzdłużnego 10 suwak tłokowy 9 jest zaopatrzony w szereg promieniowych otworów 11, skierowanych na zewnątrz. Na końcu wkładki zaworowej 7, zwróconej do talerzyka naciskowego 6, na stronie wewnętrznej jest przewidziany rowek, otaczający otwór zaworowy 8, w którym jest umieszczony pierścień-O 12 z miękkiego materiału uszczelniającego, przykładowo z gumy. Ten pierścień-O 12 ślizga się po cylindrycznej stronie wewnętrznej suwaka tłokowego 9 i zapewnia całkowicie szczelne zamknięcie pomiędzy wkładką zaworową 7 a przesuwnym w niej suwakiem tłokowym 9.

Suwak tłokowy 9 przylega swoim zamkniętym końcem do talerzyka naciskowego 6 przy odpowiednim zasilaniu ciśnieniem poprzez ściskanie sprężyny naciskowej 5, odsuwa się od wkładki 7 zaworowej. W wyniku tego przesunięcia suwaka tłokowego 9, jego promieniowe otwory 11 docierają za pierścień-O 12 i wychodzą z otworu zaworowego 8, tak że hydrauliczne medium ciśnieniowe, tutaj czysta woda, wypływa przez nie i przez otwory odpływowe 13 w obudowie 1. Jak jest widoczne z fig. 2, suwak tłokowy 9 na swojej całej powierzchni jest pokryty

168 220 powłoką 14 z azotku tytanu. Ta powłoka 14 ma grubość warstwy od 1 do 4 pm i na fig. 2 została przedstawiona w przesadnej grubości, w celu lepszego uwidocznienia.

Sam suwak tłokowy 9 jest wykonany z nierdzewnego stopu, który w celu zwiększenia wytrzymałości jest odpowiednio ulepszony. Przy powłoce 14 chodzi o tak zwaną powłokę PVD (Physical Vapor Deposistion - fizyczne wydzielanie z fazy parowej). W tym sposobie, który jest oznaczany także jako platerowanie jonowe, warstwa twardego materiału, tutaj azotek tytanu, jest w temperaturze poniżej 500° naparowywana na materiał metaliczny. Przy tym osiąga się szczególnie mocno przylegającą, twardą i gładką powierzchnię.

Ewentualnie także powierzchnie wewnętrzne otworu zaworowego 8 mogą być zaopatrzone w odpowiednią powłokę materiału twardego, co na rysunku nie jest bliżej przedstawione.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zawór hydrauliczny wysokociśnieniowy, zwłaszcza zawór ograniczający ciśnienie, do stosowania w podziemnych pracach górniczych, z suwakiem tłokowym, przesuwnym w otworze zaworowym, zasilanym hydraulicznym medium ciśnieniowym, który na swoim obwodzie zewnętrznym jest zaopatrzony w cienką, twardą i gładką na powierzchni powłokę, po której ślizga się miękki pierścień uszczelniający, przyporządkowany do otworu zaworowego, znamienny tym, że powłoka (14) suwaka tłokowego (9), wykonana z azotku tytanu ma grubość warstwy od 1 do 4 gm, a jego korpus jest wykonany z nierdzewnego stopu.
2. 2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że powłoka (14) rozciąga się na całej zewnętrznej powierzchni suwaka tłokowego (9).
3. 3. Zawór według zastrz. 3, znamienny tym, że przyjmujący suwak tłokowy (9) otwór zaworowy (8), jest wykonany we wkładce zaworowej (7) obudowy z nierdzewnego stopu.
4. 4. Zawór według zastrz. 4, znamienny tym, że ściana wewnętrzna otworu zaworowego (8) jest zaopatrzona w powłokę z azotku tytanu.