PL216496B1 - Zespół zaworów zwrotnych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół zaworów zwrotnych o działaniu przemiennym, sterowany ciśnieniem czynnika, przeznaczony do stosowania w układach hydraulicznych, zwłaszcza w układach hydraulicznych powietrzno-wodnych instalacji zraszających maszyn górniczych.

Znane są z publikacji Z. Korecki pt. „Napędy i sterowanie hydrauliczne maszyn górniczych” wydanej przez Śląskie Wydawnictwo Techniczne, Katowice 1993 sterowane zawory zwrotne podwójne, składające się z dwu zaworów zwrotnych prostych oraz jednego elementu wykonawczego sterującego tymi zaworami. Zarówno zawory jak i sterujący element wykonawczy osadzone są w jednej wspólnej osi. Zawór ma dwa elementy zamykające, które otwierane są jednym lub drugim trzpieniem tłoczka sterującego, w zależności od kierunku doprowadzanej cieczy z obiegu sterowania.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego PL 179 169 sterowany zawór zwrotny, zwłaszcza bloku zaworowego, przeznaczony jest głównie do stojaków lub siłowników hydraulicznych obudów zmechanizowanych. Zawór ten ma element zaworowy wstępnie dociskany do gniazda zaworu sprężyną oraz ciśnieniem roboczym odbiornika, w szczególności ciśnieniem cieczy roboczej przestrzeni podtłokowej stojaka obudowy. Jest on sterowany dwoma niezależnymi zewnętrznymi impulsami ciśnieniowymi za pośrednictwem dwóch tłoczków umieszczonych w osi zaworu jeden nad drugim, których górne czołowe powierzchnie sterownicze są połączone poprzez kanały ze źródłem sterowania zaworu. Tłoczki te oddziaływując na trzpień stożka zaworowego powodują jego otwarcie w celu upuszczenia cieczy z przestrzeni roboczej stojaka w przypadku rabowania zestawu obudowy.

Znany jest też z opisu wynalazku PL 195 576 sterujący zawór zwrotny zawierający tuleję wykonawczą, w której osadzony jest przesuwnie tłok oraz tuleję sterującą rozdzielczą z osadzonym przesuwnie tłokiem sterującym. Grzybek tłoka prowadzony w tulei wykonawczej, zamykający i otwierający przepływ medium pod wysokim ciśnieniem, dociskany jest do pierścienia uszczelniającego sprężyną dociskową.

Znany z opisu PL 200 218 sterowany zawór zwrotny o przepływie osiowym, do współpracy z rozdzielaczem wykonawczym sterowanym elektrohydraulicznie, zawiera element zaworowy dociskany do gniazda zaworu sprężyną oraz ciśnieniem cieczy przestrzeni roboczej odbiornika. Zawór w osi modułu niskociśnieniowego ma przesuwną tuleję przelotową, przez którą przepływa czynnik roboczy z magistrali zasilającej do i z odbiornika, a na zewnątrz tulei są osadzone posobnie przesuwnie dwa sterujące tulejowe tłoczki, przy czym zewnętrzny sterujący tulejowy tłoczek jest połączony z kanałem w tulei dystansowej.

Znany jest również z polskiego opisu PL 205 422 zawór podwójnie zwrotny, stosowany w układach pneumatycznych. Zawór posiada korpus z wydrążonym kanałem, w którym umieszczony jest suwak, zaś do powierzchni bocznych korpusu przylegają pokrywy z kanałami przelotowymi. Suwak zakończony jest z obu stron gładkimi stożkami ściętymi, przechodzącymi w część cylindryczną. W pokrywach, od strony korpusu, znajdują się płytkie zgłębienia, w których usytuowane są podkładki z materiału elastycznego, natomiast w ściankach korpusu, w miejscu styku z pokrywami, znajdują się pierścieniowe wydrążenia, w których umieszczone są uszczelki wargowe.

Żadne z podanych powyżej znanych rozwiązań zaworów nie daje możliwości jednoczesnego przemiennego sterowania dwoma obiegami przepływowymi czynnika za pomocą impulsów ciśnienia tego samego lub innego medium sterującego.

Celem wynalazku jest możliwość jednoczesnego sterowania dwoma obiegami przepływu jednego lub dwu różnych czynników zasilających odbiornik niezależnym od obiegów impulsem.

Zespół zaworów zwrotnych o działaniu przemiennym, sterowany ciśnieniem czynnika, przeznaczony do stosowania w układach hydraulicznych, zwłaszcza w układach hydraulicznych powietrzno-wodnych instalacji zraszających maszyn górniczych, składający się z co najmniej dwu zaworów i cylindra z przemieszczającym się tłokiem sterującym, charakteryzuje się tym, że górna powierzchnia tłoka w cylindrze styka się równocześnie z co najmniej jednym popychaczem lewego zaworu zwrotnego i z co najmniej jednym popychaczem prawego zaworu zwrotnego, przy czym jeden z popychaczy styka się z kołnierzem suwaka w czasie ruchu zamykającego przepływ między dopływową złączką i odpływową złączką zaworu lewego, zaś popychacz prawy styka się z grzybkiem zaworu, w czasie otwierania przepływu czynnika między dopływową złączką i odpływową złączką zaworu prawego. Grzybek prawego zaworu zwrotnego ma wewnątrz osadzoną powrotną sprężynę opierającą się o dno oraz ma co najmniej jedno wzdłużne wybranie. Korpus w obszarze końcówki grzybka ma wybranie.

PL 216 496 B1

Cylinder ma korzystnie wyjmowaną pokrywę, w której osadzona jest złączka dla dopływu i odpływu czynnika sterującego tłokiem.

Pokrywa cylindra ma przelotowe otwory dla swobodnego przesuwu popychaczy. Popychacz lewego zaworu zwrotnego i popychacz prawego zaworu zwrotnego, korzystnie rozmieszczone są symetrycznie względem wzdłużnej osi tłoka.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, którego fig. 1 przedstawia zawór zwrotny w przekroju wzdłużnym w jednym z położeń roboczych jego elementów, a fig. 2 pokazuje ten sam zawór w przekroju wzdłużnym, w drugim jego położeniu roboczym.

Zespół zaworów zwrotnych ma dwa zawory zwrotne 1 i 2, osadzone równolegle względem siebie w korpusie 4 i połączone od spodu z cylindrem 3 za pomocą śrub. W korpus 4 wkręcono cztery złączki: dopływową złączkę 5 i odpływową złączkę 6 lewego obiegu wody dla zaworu 2 oraz dopływową złączkę 1 i odpływową złączkę 8 prawego obiegu wody dla zaworu zwrotnego 1.

Zawór zwrotny 2 ma w osi suwak 9 posiadający z jednej strony uszczelniającą stożkową powierzchnię 10, a z drugiej strony kołnierz 11. Na suwaku 9 osadzona jest powrotna sprężyna 12 opierająca się z jednej strony o kołnierz 11, a z drugiej o dno podtoczenia 13 korpusu 4. Kołnierz 11 suwaka 9 styka się ze szczelnie osadzoną w korpusie 4 tuleją 14 i ze szczelnie osadzonym w korpusie 4 przesuwnym popychaczem 15.

W równolegle usytuowanym zaworze zwrotnym 1 znajduje się powrotna sprężyna 16, osadzona wewnątrz grzybka 17, opierająca się z jednej strony o dno 18 wnętrza grzybka 17, a z drugiej strony o dopływową złączkę 7. Grzybek 17 posiada uszczelniającą stożkową powierzchnię 19 oraz rozmieszczone obwodowo wzdłużne wybrania 20. W osi zaworu 1 osadzony jest szczelnie przesuwny długi popychacz 21 stykający się z grzybkiem 17. W obszarze końcówki grzybka 17 znajduje się wybranie 22 wykonane w korpusie 4.

Cylinder 3, zamknięty od góry osadzoną na stałe pokrywą 23, a od dołu wyjmowaną pokrywą 24, mieści w sobie uszczelniony przesuwny tłok 25. W pokrywie 23 wykonane są przelotowe otwory 26 i 27, przez które przechodzą odpowiednio popychacz 15 zaworu zwrotnego 2 i popychacz 21 zaworu zwrotnego 1. Popychacze 15 i 21 opierają się o górną powierzchnię 28 tłoka 25 i są usytuowane symetrycznie względem osi 29 tłoka 25 i zaworowego zespołu. W dolnej pokrywie 24 wkręcona jest złączka 30, przez którą doprowadzane i odprowadzane jest sprężone powietrze.

Elementy zespołu zaworów zwrotnych 1 i 2 mogą być również rozmieszczone w jednolitym kadłubie stanowiącym zarówno korpus 4 jak i cylinder 3.

Działanie zaworu wyjaśniono na rysunku, gdzie fig. 1 pokazuje położenie elementów zespołu zaworów zwrotnych 1 i 2 w przypadku gdy pod tłok 25 doprowadzone jest złączką 30 sprężone powietrze lub inne medium/czynnik sterujący. Wówczas pod wpływem ciśnienia tego powietrza tłok 25 unosi się do góry naciskając i przesuwając w górę popychacze 15 i 21. Popychacz 15 naciskając na kołnierz 11 suwaka 9 powoduje ściśnięcie sprężyny 12 i przesunięcie suwaka 9 aż do momentu oparcia się jego uszczelniającej stożkowej powierzchni 10 o krawędź otworu dopływowej złączki 5 lewego obiegu wody. Następuje zamknięcie przepływu wody między dopływową złączką 5, a odpływową złączką 6. Jednocześnie popychacz 21 naciska na grzybek 17 unosząc go do góry i ściskając powrotną sprężynę 16. Następuje otwarcie przepływu prawego obiegu wody dostarczonej dopływową złączką 7 i jej przedostanie się przez wzdłużne wybrania 20 grzybka 17 i wybranie 22 w korpusie 4 do odpływowej złączki 8.

Figura 2 przedstawia drugie położenie robocze elementów zaworów zwrotnych 1 i 2, w chwili gdy wystąpi brak ciśnienia sprężonego powietrza lub innego medium sterującego. Wówczas pod wpływem ściśniętych sprężyn 12 i 16 następuje odpowiednio: wycofanie suwaka 9 i oparcie się jego kołnierza 11 o popychacz 15 oraz wypchanie popychacza 21 przez grzybek 17. Naciskane popychacze 15 i 21 wywierają nacisk na tłok 25 powodując jego przesunięcie w dół. Przesuwanie tłoka 25 trwa do momentu oparcia się kołnierza 11 suwaka 9 o tuleję 14. Jednocześnie wycofanie suwaka 9 powoduje otwarcie przepływu między dopływową złączką 5 i odpływową złączką 6 lewego obiegu wody. W tym krańcowym położeniu tłoka 25 długi popychacz 21 traci kontakt z grzybkiem 17. Wtedy stożkowa powierzchnia 19 grzybka 17 jest dociskana sprężyną 16 do krawędzi wybrania 22 zamykając przepływ między dopływową złączką 7 i odpływową złączką 8 prawego obiegu wody.

Przedstawione na rysunku przykładowe rozwiązanie zespołu zaworów zwrotnych 1 i 2 według wynalazku powoduje, że ich działanie jest przemienne, to znaczy w zależności od impulsu ciśnienia sprężonego powietrza lub innego medium sterującego, podanego pod tłok 25, następuje otwarcie jednego obiegu wody, z równoczesnym zamknięciem obwodu drugiego i odwrotnie.

PL 216 496 B1

Możliwe jest odwrotne, zamienne usytuowanie zestawu elementów prawej i lewej strony zespołu zaworów zwrotnych 1 i 2.

W miarę potrzeby jest możliwość zwielokrotnienia liczby obwodów przepływowych w korpusie 4 poprzez zwiększenie liczby popychaczy przesuwanych tłokiem 25 i odpowiednie zwielokrotnienie elementów sterujących poszczególnymi obwodami przepływu, analogicznie jak to pokazano na rysunku. Wówczas zespół zaworów zwrotnych 1 i/lub 2 stanowi zwielokrotniony układ zaworów zwrotnych o założonym działaniu przemiennym, sterowanych popychaczami 15 i 21 naciskanymi tłokiem 25 cylindra 3.

Impulsy podawane pod tłok 25 pochodzą od ciśnienia innego czynnika niż przepływający w obwodach zespołu zaworów zwrotnych 1 i 2 lub też jednego z czynników, który przepływa w obwodzie/obwodach przepływowych zespołu zaworów zwrotnych 1 i 2.

W poszczególnych obwodach przepływowych zespołu zaworów zwrotnych mogą przepływać różne czynniki lub może to być jeden i ten sam czynnik płynący we wszystkich obwodach przepływowych.

Oznaczenia do rysunku:

- zawór zwrotny prawy

- zawór zwrotny lewy

- cylinder

- korpus

- złączka dopływowa lewego obiegu

- złączka odpływowa lewego obiegu

- złączka dopływowa prawego obiegu

- złączka odpływowa prawego obiegu

- suwak zaworu 1L

- stożkowa powierzchnia

- kołnierz

- sprężyna

- podtoczenie

- tuleja

- popychacz

- sprężyna zaworu 1P

- grzybek zaworu 1P

- dno grzybka

- stożkowa powierzchnia grzybka

- wzdłużne wybranie grzybka

- popychacz

- wybranie

- pokrywa górna

- pokrywa dolna

- tłok cylindra

- otwór w pokrywie górnej

- otwór w pokrywie górnej

- powierzchnia tłoka

- oś tłoka

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zespół zaworów zwrotnych o działaniu przemiennym, sterowany ciśnieniem czynnika, przeznaczony do stosowania w układach hydraulicznych, zwłaszcza w układach hydraulicznych powietrzno-wodnych instalacji zraszających maszyn górniczych, składający się z co najmniej dwu zaworów i cylindra z przemieszczającym się tłokiem sterującym, znamienny tym, że górna powierzchnia tłoka (25) w cylindrze (3) styka się równocześnie z co najmniej jednym popychaczem (15) zaworu zwrotnego (2) i z co najmniej jednym popychaczem (21) zaworu zwrotnego (1), przy czym popychacz (15) styka się z kołnierzem (11) suwaka (9), w czasie ruchu zamykającego przepływ między dopływową

   PL 216 496 B1 złączką (5) i odpływową złączką (6), zaś popychacz (21) styka się z grzybkiem (17) zaworu, w czasie otwierania przepływu czynnika między dopływową złączką (7) i odpływową złączką (8).
2. 2. Zespół zaworów wg zastrz. 1, znamienny tym, że grzybek (17) zaworu zwrotnego (1) ma wewnątrz osadzoną powrotną sprężynę (16) opierającą się o dno (18) oraz ma co najmniej jedno wzdłużne wybranie (20).
3. 3. Zespół zaworów zwrotnych wg zastrz. 1, znamienny tym, że korpus (2) w obszarze końcówki grzybka (17) ma wybranie (22).
4. 4. Zespół zaworów wg zastrz. 1, znamienny tym, że cylinder (3) ma korzystnie wyjmowaną pokrywę (24), w której osadzona jest złączka (30) dla dopływu i odpływu czynnika sterującego tłokiem (25).
5. 5. Zespół zaworów wg zastrz. 4, znamienny tym, że pokrywa (24) cylindra (3) ma przelotowe otwory (26) i (27) dla swobodnego przesuwu popychaczy (15) i (21).
6. 6. Zespół zaworów wg zastrz. 5, znamienny tym, że popychacz (15) zaworu zwrotnego (2) i popychacz (21) zaworu zwrotnego (1), korzystnie rozmieszczone są symetrycznie względem wzdłużnej osi (29) tłoka (25) i zaworowego zespołu.