PL173796B1

PL173796B1 - Hydraulic circuitry for a test stand for testing actuators

Info

Publication number: PL173796B1
Application number: PL94304755A
Authority: PL
Inventors: Leon Starzyczny; Helmut Sznapka; Janusz Smużyński
Original assignee: Aeroklub Rybnickiego Okregu We
Priority date: 1994-08-18
Filing date: 1994-08-18
Publication date: 1998-05-29
Also published as: PL304755A1

Abstract

1. Układ hydrauliczny stanowiska do badania siłowników zasilanych cieczą o wysokim ciśnieniu, zwłaszcza regenerowanych lub remontowanych siłowników dla urządzeń górniczych, w których źródłem wysokiego ciśnienia zasilającego badany siłownik jest tłokowy multipli- kator ciśnienia zasilany pompą niskociśnieniową poprzez zawór redukujący ciśnienie zasilania multiplikatora do wartości zadanej zabudowany na przewodzie zasilającym, znamienny tym, że na rozgałęzionych przewodach zasilającym (3) i spływowym (4) ma zabudowane równoległe dwa hydrauliczne rozdzielacze (5 i 6), przy czym przed rozdzielaczem (5) ma zabudowany odcinający zawór (8) a za rozdzielaczem (5) gałęzi zasilania multiplikatora (10) ma zawór (9) bezpieczeństwa, zaś wysokociśnieniowy przewód multiplikatora połączony jest wprost z podtłokową komorą (14) badanego siłownika i pośrednio poprzez odcinający zawór (13) i rozdzielacz (6) z układem (1, 2) zasilania a nadtłokowa komora (11) badanego siłownika (12) połączona jest poprzez ten rozdzielacz z układem (1,2) zasilania.1. Hydraulic system of the stand for testing cylinders fed with high-pressure liquid, especially regenerated or repaired cylinders for mining equipment, where the source of high pressure supplying the tested cylinder is a piston multiplier of pressure supplied by a low-pressure pump through a valve reducing the supply pressure of the multiplier to the set value, installed on the supply conduit, characterized in that on the branched supply conduits (3) and drainage conduits (4) it has two parallel hydraulic manifolds (5 and 6) built in, with a cut-off valve (8) installed upstream of the manifold (5) and a shut-off valve (8) downstream of the manifold ( 5) of the multiplier supply branch (10) has a safety valve (9), and the high-pressure multiplier hose is connected directly to the piston chamber (14) of the tested actuator and indirectly through the shut-off valve (13) and the manifold (6) with the system (1, 2) power supply and the piston chamber (11) of the tested actuator (12) is connected via this distributor with the supply system (1,2).

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ hydrauliczny stanowiska do badania siłowników hydraulicznych zasilanych cieczą hydrauliczną o wysokim ciśnieniu, zwłaszcza siłowników zmechanizowanych obudów górniczych, podlegających remontowi lub regeneracji po okresie eksploatacji.The subject of the invention is the hydraulic system of the stand for testing hydraulic cylinders fed with high pressure hydraulic fluid, in particular powered cylinders of mining supports, subject to renovation or regeneration after the period of operation.

Przepisy górnicze wymagają aby każdy siłownik hydrauliczny regenerowany lub remontowany podlegał badaniom kontrolnym ciśnieniem wyższym o 20% od ciśnienia nominalnego, co wynika z funkcji tych siłowników w pracy obudowy zmechanizowanej i ich decydującego znaczenia w zakresie bezpieczeństwa załóg i prowadzonych prac eksploatacyjnych. Obligatoryjnym warunkiem prowadzenia tego typu prac jest więc posiadanie stanowiska kontrolnego do badania tych siłowników. Ze względu na wysokie ciśnienia zarówno nominalne jak i kontrolne siłowników stanowiska te muszą spełniać określone wymogi gwarantujące prawidłowe napełnianie siłowników, kontrolę ciśnień oraz bezpieczeństwo załogi obsługującej. Te wymogi prowadzą do znacznej rozbudowy układu hydraulicznego stanowiska, co nie zawsze jest uzasadnione technicznie a jego konstrukcja i układ hydrauliczny są wynikiem wyłącznie inwencji producenta w zakresie spełnienia wymogów przepisów.Mining regulations require that each regenerated or overhauled hydraulic cylinder be tested with a pressure 20% higher than the nominal pressure, which results from the function of these cylinders in the operation of powered support and their decisive importance in terms of crew safety and maintenance works. Therefore, an obligatory condition for conducting this type of work is to have a test stand for testing these actuators. Due to the high nominal and control pressures of the cylinders, these stations must meet certain requirements ensuring correct cylinder filling, pressure control and the safety of the operating staff. These requirements lead to a significant expansion of the stand's hydraulic system, which is not always technically justified, and its design and hydraulic system are the result only of the manufacturer's invention in meeting the requirements of the regulations.

W układach do badania siłowników źródłem wysokiego ciśnienia są wysokociśnieniowe pompy takie same jak zasilające urządzenia eksploatowane, co znacznie podraża koszt samego stanowiska badawczego oraz koszt jego eksploatacji a ponad to komplikuje jego budowę.In the systems for testing actuators, the source of high pressure are high-pressure pumps, the same as the ones supplying the operated devices, which significantly increases the cost of the test stand itself and the cost of its operation, and also complicates its construction.

Znane są również układy wysokociśnieniowe stanowisk badawczych elementów hydrauliki siłowej i sterowniczej w których jako źródło wysokiego ciśnienia stosowane są hydrauliczne tłokowe multiplikatory ciśnienia a ciecz z multiplikatorów kierowana jest poprzez rozdzielacz i zawór zwrotny bezpośrednio do badanego siłownika, jak ma to miejsce w rozwiązaniu według polskiego patentu 161 705 stanowiska do badania węży wysokociśnieniowych do maszyn górniczych. Gdyby układ ten wprost adoptować do badania siłowników hydraulicznych powstaje zagadnienie uderzeń hydraulicznych oraz napełnianiaThere are also high-pressure systems of test stands for power and control hydraulics in which hydraulic piston pressure multipliers are used as a source of high pressure, and the fluid from the multipliers is directed through the distributor and the check valve directly to the tested actuator, as is the case in the solution according to Polish patent 161 705 stands for testing high-pressure hoses for mining machines. If this system was directly adapted to the testing of hydraulic cylinders, the problem of water hammer and filling arises

173 796 siłownika znaczną ilością cieczy hydraulicznej, co znacznie wydłuża czas badań lub byłoby konieczne stosowanie multiplikatora o znacznej pojemności od strony wysokociśnieniowej, co z kolei prowadzi do jego znacznej rozbudowy gabarytowej. Te przesłanki między innymi są powodem rozbudowy układów do badania siłowników hydraulicznych wysokociśnieniowych o czujniki krańcowe, dławiki hydrauliczne, zawory kontrolne i inne, które między innymi wydłużają czas napełniania, przy czym brak jest możliwości wpływu obsługi na przebieg procesu badania. Jedyną graniczną wartością kontrolowaną jest praktycznie ciśnienie tłoczne pompy regulowane przez zawór redukcyjny pompy, wyznaczający ciśnienie zmultiplikowane wskazywane przez manometr po stronie wysokociśnieniowej.173 796 of the actuator with a significant amount of hydraulic fluid, which significantly extends the testing time or it would be necessary to use a multiplier with a significant capacity on the high-pressure side, which in turn leads to a significant expansion of the overall dimensions. These premises, among other things, are the reason for the expansion of systems for testing high-pressure hydraulic cylinders with limit sensors, hydraulic throttles, control valves and others, which, among other things, extend the filling time, while there is no possibility of the operation's influence on the test process. The only limit to be controlled is practically the pump discharge pressure regulated by the pump's reducing valve, which determines the multiplied pressure indicated by the high pressure side gauge.

Celem rozwiązania według wynalazku jest skonstruowanie prostego układu hydraulicznego stanowiska do badania siłowników hydraulicznych z wykorzystaniem zalet tłokowego multiplikatora ciśnienia, przy zachowaniu ogólnych wymogów przepisów górniczych i przepisów bezpieczeństwa dla obsługi stanowiska.The aim of the solution according to the invention is to construct a simple hydraulic system of the stand for testing hydraulic cylinders, using the advantages of a piston pressure multiplier, while maintaining the general requirements of mining regulations and safety regulations for the stand operation.

Układ hydrauliczny według wynalazku tworzy zespół zasilania stanowiący pompę oraz zbiornika cieczy hydraulicznej, którego przewody zasilający i spływowy rozgałęziają się i kierowane są na dwa równoległe rozdzielacze czterodrogowe - rozdzielacz zasilania niskociśnieniowej strony multiplikatora i jego rozładowania oraz rozdzielacz czterodrogowy napełniania siłownika i multiplikatora po stronie ciśnieniowej oraz rozładowania siłownika i wysokociśnieniowej strony multiplikatora. Na zasilającym przewodzie multiplikatora pomiędzy pompą a rozdzielaczem zasilania multiplikatora zabudowany jest redukcyjny zawór dla regulacji ciśnienia pompy, decydujący o ciśnieniu zmultiplikowanym oraz zawór odcinający, jak ma to miejsce w znanych układach. Na niskociśnieniowym przewodzie zasilającym multiplikatora za rozdzielaczem zabudowany jest zawór bezpieczeństwa o ciśnieniu zadziałania wyższym od ciśnienia zaworu przelewowego pompy. Wysokociśnieniowy przewód multiplikatora połączony jest bezpośrednio z przestrzenią podtłokową badanego siłownika oraz pośrednio poprzez odcinający zawór z czterodrogowym rozdzielaczem wysokociśnieniowej strony multiplikatora a nadtłokowa komora siłownika połączona jest przewodem z tym rozdzielaczem.The hydraulic system according to the invention consists of a supply unit, which is a pump and a hydraulic fluid tank, the supply and outlet lines of which branch out and are directed to two parallel four-way manifolds - the supply and discharge manifold for the low-pressure side of the multiplier and the four-way manifold for filling the actuator and multiplier on the pressure and discharge side cylinder and high pressure side of the multiplier. On the supply line of the multiplier, between the pump and the multiplier supply distributor, there is a pressure reducing valve for regulating the pump pressure, which determines the multiplied pressure, and a cut-off valve, as is the case in known systems. A safety valve is installed on the low-pressure supply line of the multiplier downstream of the manifold, with a response pressure higher than the pressure of the pump overflow valve. The high-pressure multiplier pipe is connected directly to the piston space of the tested actuator and indirectly through a shut-off valve with a four-way manifold of the high-pressure side of the multiplier, and the over-piston cylinder chamber is connected to this manifold with a pipe.

Układ hydrauliczny według wynalazku stanowiska do badania siłowników hydraulicznych zasilanych cieczą o wysokim ciśnieniu w przykładzie wykonania przedstawiony jest schematycznie na załączonym rysunku.The hydraulic system according to the invention of the stand for testing hydraulic cylinders fed with a high pressure liquid is schematically shown in the attached drawing in the exemplary embodiment.

Zespół zasilania stanowiska stanowi pompa 1 i zbiomik 2 cieczy hydraulicznej którego zasilający przewód 3 i spływowy przewód 4 rozgałęziają się i prowadzone są na dwa równolegle zabudowane rozdzielacze - rozdzielacz 5 zasilania oraz czterodrogowy rodzielacz 6 napełniania i spływu. Na zasilającym przewodzie 3 pomiędzy pompą 1 a rozdzielaczem 5 zabudowane są: redukcyjny zawór 7 określający ciśnienie tłoczne pompy 1 oraz odcinający zawór 8. Ponad to za rozdzielaczem 5 na zasilającym przewodzie 3 zabudowany jest zawór 9 bezpieczeństwa a przewód 3 pełniąc teraz funkcję przewodu zasilająco-spływowego połączony jest z niskociśnieniową komorą tłokowego multiplikatora 10. Rozdzielacz 5 praktycznie może być rozdzielaczem dwudrogowym. Druga gałąź przewodów 3 i 4 połączona jest poprzez czterodrogowy rozdzielacz 6 gałęzią spływową z nadtłokową komorą 11 badanego siłownika 12, zaś gałąź tłoczna połączona jest poprzez odcinający zawór 13 z nadtłokową komorą 11 badanego siłownika 12 oraz wysokociśnieniową komorą multiplikatora 10, a więc wysokociśnieniowa strona multiplikatora 10 jest równocześnie połączona z podtłokową komorą 14 badanego siłownika 12.The station's supply unit consists of a pump 1 and a reservoir 2 of hydraulic fluid, the supply line 3 and the drain line 4 of which branch out and run into two parallel manifolds - a supply manifold 5 and a four-way filling and drain manifold 6. On the supply line 3 between the pump 1 and the manifold 5 there are built: a reduction valve 7, which determines the discharge pressure of pump 1, and a shut-off valve 8. Moreover, behind the manifold 5, on the supply line 3, there is a safety valve 9 installed, and the conduit 3 now functions as a supply and drainage line it is connected to the low pressure chamber of the piston multiplier 10. The distributor 5 can practically be a two-way distributor. The second branch of lines 3 and 4 is connected via a four-way distributor 6 by a downflow branch to the super piston chamber 11 of the tested actuator 12, and the discharge branch is connected through a shut-off valve 13 to the super piston chamber 11 of the tested actuator 12 and the high-pressure multiplier chamber 10, i.e. the high-pressure side of the multiplier 10 it is simultaneously connected to the piston chamber 14 of the tested actuator 12.

Celem przebadania siłownika 12 osadza się go w konstrukcji mechanicznej stanowiska badawczego pomiędzy oporowym stałym gniazdem 15 a nastawnym oporowym gniazdem 16. Następnie przesterowując rozdzielacz 6 napełnia się nadtłokową komorę 11 siłownika 12. Kolejne przesterowanie rozdzielacza 6 i otwarcie zaworu 13 pozwala na napełnienie wysokociśnieniowej strony multiplikatora 10 oraz podtłokowej strony 14 badanego siłownika 12, a tym samym wstępne rozparcie siłownika 12 i ustawienie tłoka siłownika w żądanej pozycji na długości tego siłownika. Po operacjach napełniania zamyka się zawór 13 i przystępuje do zasadniczych badań siłownika 12. W tym celu przesterowuje się rozdzielacz 5 i zasila cieczą niskociśnieniową komorę multiplikatora 10 stopniowoIn order to test the actuator 12, it is placed in the mechanical structure of the test stand between the fixed thrust seat 15 and the adjustable thrust seat 16. Then, by overriding the manifold 6, the over-piston chamber 11 of the actuator 12 is filled. and the piston side 14 of the tested actuator 12, and thus the initial expansion of the actuator 12 and setting the actuator piston in the desired position along the length of the actuator. After the filling operations, the valve 13 is closed and the main tests of the actuator 12 are started.

173 796 otwierając odcinający zawór 8 co powoduje łagodny wzrost ciśnienia w podtłokowej komorze 14 siłownika 12 bez uderzeń dynamicznych. W trakcie badania siłownika jest również możliwa regulacja ciśnienia w podtłokowej komorze 14 siłownika przez regulację odcinającym zaworem 13, a więc stopniowy upust ciśnienia w tej komorze od wartości maksymalnej do pełnego upustu o czym decyduje obsługa stanowiska obserwując zarówno zachowanie się siłownika jak i stan ciśnienia wskazywany przez manometr zabudowany w wysokociśnieniowej gałęzi łączącej multiplikator z podtłokową komorą siłownika. W przypadkach koniecznych istnieje możliwość natychmiastowego rozładowania układu przez otwarcie odcinającego zaworu 13.173 796 by opening the shut-off valve 8, which causes a gentle increase in pressure in the piston chamber 14 of the actuator 12 without dynamic shocks. During the test of the actuator, it is also possible to regulate the pressure in the piston chamber 14 of the actuator by regulating the shut-off valve 13, i.e. a gradual release of pressure in this chamber from the maximum value to full relief, which is determined by the operation of the stand, observing both the behavior of the actuator and the pressure state indicated by pressure gauge built into the high-pressure branch connecting the multiplier with the piston chamber of the actuator. If necessary, it is possible to discharge the system immediately by opening the shut-off valve 13.

Układ według wynalazku pozwala więc na łagodną regulację ciśnienia badania, pełne i szybkie napełnianie komór siłownika i bezpieczną obsługę, co w połączeniu z jego prostą budową opartą na ogólnie dostępnych elementach handlowych nie wymaga angażowania dużych środków finansowych przez prowadzącego remonty i regenerację siłowników.The system according to the invention allows for a gentle control of the test pressure, full and quick filling of the cylinder chambers and safe operation, which, combined with its simple structure based on commercially available elements, does not require the involvement of large financial resources by the operator repairing and regenerating the actuators.

1379613796

173 796173 796

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies

Cena 2,00 złPrice PLN 2.00

Claims

Patent claims

1. Hydraulic system of the stand for testing cylinders fed with high-pressure liquid, especially regenerated or renovated cylinders for mining equipment, in which the source of high pressure supplying the tested cylinder is a piston pressure multiplier powered by a low-pressure pump through a valve reducing the multiplier supply pressure to the set value installed on the conduit the supply, characterized in that it has two hydraulic manifolds (5 and 6) built in parallel on the branched supply (3) and drainage (4) conduits, with a cut-off valve (8) installed upstream of the manifold (5) and a shut-off valve (5) downstream of the manifold (5) the multiplier supply branch (10) has a safety valve (9), and the high-pressure multiplier hose is connected directly to the piston chamber (14) of the tested actuator and indirectly through the cut-off valve (13) and the manifold (6) with the supply system (1, 2) and the over-piston chamber (11) of the tested actuator (12) is connected by t en distributor with the supply system (1, 2).

2. The system according to claim The method of claim 1, characterized in that the distributor (6) is a four-way distributor and the distributor (5) is at least a two-way distributor.

The system according to p. A pressure gauge (17) as claimed in claim 1, characterized in that it has a control pressure gauge (17) on the multiplier high pressure line.

* * *