PL229886B1 - Siłownik hydrauliczny z układem blokującym swobodne przemieszczenie elementu roboczego siłownika - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest siłownik hydrauliczny z układem blokującym swobodne przemieszczenie elementu roboczego siłownika zwłaszcza w przypadku spadku ciśnienia w przewodach zasilających wynikającego na przykład z ich uszkodzenia. Siłownik przeznaczony jest do wszechstronnego zastosowania w automatyce przemysłowej, zwłaszcza w przemyśle maszynowym.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL 177296 siłownik hydrauliczny, który zawiera cylinder z dwiema końcowymi pokrywami. Jedna końcowa pokrywa jest wyposażona w otwór na tłoczysko połączone z tłokiem, który jest przemieszczalny pomiędzy końcowymi pokrywami. Końcowe pokrywy z jednej strony są połączone z cylindrem poprzez złącze śrubowe, zaś z drugiej strony posiadają kanały do wlotu i wylotu hydraulicznego medium do i z odpowiednich komór pomiędzy tłokiem i końcowymi pokrywami. Każda końcowa pokrywa zawiera zewnętrzny człon i wkładkę. Kanały hydraulicznego medium są ukształtowane przez zewnętrzny człon i wkładkę.

Znane i powszechnie stosowane są siłowniki hydrauliczne współpracujące z układem dwóch zaworów zwrotnych sterowanych, które uniemożliwiają przemieszczenie się elementu roboczego siłownika w momencie spadku ciśnienia zasilającego, który występuje na przykład podczas zatrzymania ruchu siłownika poprzez odcięcie go od zasilania z pompy za pomocą rozdzielacza. Zawory zwrotne sterowane wbudowywane są w przyłączane do siłowników przewody hydrauliczne. Powyższe układy spełniają swoją funkcję podczas eksploatacji, jednakże uszkodzenie hydraulicznych przewodów zasilających znajdujących się pomiędzy siłownikiem a układem współpracujących ze sobą zaworów zwrotnych sterowanych stwarza niebezpieczeństwo wykonania niekontrolowanego ruchu elementu roboczego siłownika. Niekontrolowany ruch elementu roboczego siłownika a wraz z nim elementu przezeń napędzanego, na przykład wysięgnika układu roboczego, jest realnym zagrożeniem dla obsługi oraz osób znajdujących się w bezpośredniej bliskości maszyny. Dodatkowo, efekt niekontrolowanego ruchu elementu roboczego siłownika może mieć miejsce w trakcie prac serwisowych lub montażowych układu hydraulicznego maszyny, kiedy siłownik nie jest podłączony do hydraulicznych przewodów zasilających. Niebezpieczeństwu niekontrolowanego ruchu siłownika zapobiega się poprzez zastosowanie mechanicznej blokady ruchu siłownika albo poprzez zastosowanie procedur montażu oraz serwisowania układów hydraulicznych, mających na celu uniemożliwienie wystąpienia tego zjawiska. Dodatkowo, procedury użytkowania maszyn zalecają pozostawiać układy robocze oparte o stabilną podporę, aby uniemożliwić ich samoistne opadanie a także odciążyć siłowniki hydrauliczne będące częścią układu. Procedury bezpieczeństwa zabraniają przechodzenia pod wiszącymi masami oraz podniesionymi układami roboczymi. Wskazane powyżej działania mają na celu zminimalizowanie zagrożenia powodowanego niekontrolowanym przemieszczeniem układu, nie usuwają jednakże pierwotnej przyczyny zagrożenia, która jest efektem powszechnie przyjętej koncepcji projektowania układów hydraulicznych.

Celem rozwiązania według wynalazku jest konstrukcja w zdecydowanym stopniu ograniczająca możliwość niekontrolowanego ruchu elementu roboczego siłownika.

Siłownik hydrauliczny z układem blokującym swobodne przemieszczenie elementu roboczego siłownika zbudowany z cylindra, w którym osadzony jest element roboczy siłownika w postaci nurnika albo złączonego z tłoczyskiem tłoka, przy czym każda z komór roboczych siłownika połączona jest tłoczną linią hydrauliczną z zaworem zwrotnym sterowanym według wynalazku charakteryzuje się tym, iż zawór zwrotny sterowany każdej komory roboczej umiejscowiony jest w bloku cylindra a każda tłoczna linia hydrauliczna ma postać utworzonego w bloku cylindra wewnętrznego kanału. Siłownik ma jedną albo dwie komory robocze stanowiąc tym samym siłownik jedno- albo dwustronnego działania. Korzystnie zawór zwrotny sterowany każdej komory roboczej zbocznikowany jest wpiętym w tłoczną linię hydrauliczną zaworem odcinającym wbudowanym w blok cylindra. Każdy zawór odcinający sterowany jest ręcznie, elektrycznie, hydraulicznie albo pneumatycznie.

Rozwiązanie według wynalazku pozwala na ograniczenie do minimum długości tłocznej linii hydraulicznej znajdującej się pomiędzy komorą roboczą siłownika a zaworem zwrotnym sterowanym, co przekłada się na zmniejszenie możliwości wystąpienia jej uszkodzenia. Poprzez wykonanie linii hydraulicznej w postaci kanału w bloku a nie w postaci przewodu hydraulicznego eliminuje się jej podatność na oddziaływania zewnętrzne. Dodatkowe wyposażenie rozwiązania według wynalazku w zawory odcinające, których otwarcie wyłącza działanie zaworów sterowanych sprawia, iż można pracować z ich pominięciem, co wykorzystywane jest w trakcie prac serwisowych lub montażowych.

PL 229 886 B1

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat siłownika według wynalazku w pierwszym przykładzie wykonania a fig. 2 schemat siłownika według wynalazku według przykładu wykonania drugiego.

Siłownik hydrauliczny z układem blokującym swobodne przemieszczenie elementu roboczego siłownika w przykładzie wykonania pierwszym według wynalazku stanowi siłownik dwustronnego działania, który zbudowany jest z cylindra 1, w którym osadzony jest jednostronnie złączony z tłoczyskiem 2 tłok 3. Każda z utworzonych po przeciwnych stronach tłoka 3 komora robocza 4, 5 siłownika połączona jest przynależną jej tłoczną linią hydrauliczną 6, 7 z jednym z dwóch współpracujących ze sobą zaworów zwrotnych sterowanych 8, 9. Każdy zawór zwrotny sterowany 8, 9 wbudowany jest w blok cylindra 1 a tłoczna linia hydrauliczna 6, 7 łącząca go z przynależną mu komorą roboczą 4, 5 ma postać wewnętrznego kanału utworzonego w bloku cylindra 1. Każdy z zaworów zwrotnych sterowanych 8, 9 złączony jest z zakończonym króćcem przyłączeniowym kanałem 10, 11, do którego przyłączany jest przewód hydrauliczny zasilająco/zlewny. Każdy zawór zwrotny sterowany 8, 9 zbocznikowany jest wbudowanym w blok cylindra 1 zaworem odcinającym 12, 13, który odpowiednio wpięty jest w przynależną mu tłoczną linię hydrauliczną 6, 7 oraz kanał 10, 11. Zawór odcinający 12, 13 sterowany jest ręcznie, albo sygnałem elektrycznym, hydraulicznym czy pneumatycznym. Zawory odcinające 12, 13 mają konstrukcję zapewniającą pełne odcięcie przepływu cieczy.

Zasada działania rozwiązania według wynalazku jest zbieżna z powszechnie stosowanymi dotychczas tego typu układami hydraulicznymi. I tak, w trakcie sterowania siłownika przy użyciu zaworów zwrotnych sterowanych 8, 9, zawory odcinające 12, 13, są zamknięte. W momencie, gdy nie występuje przepływ cieczy ze źródła zasilania w tłocznych liniach hydraulicznych 6, 7, obydwa zawory zwrotne sterowane 8, 9 są zamknięte uniemożliwiając swobodny ruch elementu roboczego, to jest tłoczyska 2. Gdy zostanie podany przepływ cieczy do komory roboczej 5 przy jednoczesnym połączeniu poprzez zawór zwrotny sterowany 8 komory roboczej 4 ze zbiornikiem, który to przypadek występuje w momencie, gdy dąży się do wysuwu tłoczyska 2, ciecz przepływa przez zawór zwrotny sterowany 9 w kierunku jego otwarcia, przy czym wzrost ciśnienia na linii zasilającej zawór zwrotny sterowany 9 otwiera współpracujący z nim zawór zwrotny sterowany 8 pozwalający na odpływ cieczy z komory roboczej 4 do przyłączonego zbiornika. Wzrost ilości cieczy w komorze roboczej 5 powoduje wysuw tłoczyska 2. Przesuw tłoczyska 2 w stronę przeciwną realizuje się w sposób analogiczny. W przypadku gdy wymagany jest wysuw albo wsuw tłoczyska 2 bez udziału zaworów zwrotnych sterowanych 8, 9, możliwy jest on poprzez otwarcie zaworów odcinających 12, 13, które umożliwiają przepływ cieczy na liniach hydraulicznych z pominięciem zaworów zwrotnych sterowanych 8, 9.

Siłownik hydrauliczny z układem blokującym swobodne przemieszczenie elementu roboczego siłownika w przykładzie wykonania drugim według wynalazku stanowi siłownik nurnikowy, który zbudowany jest z cylindra 1 w którym jest osadzony nurnik 14. Do komory roboczej 5 cylindra 1 doprowadzona jest, łącząca go ze zwrotnym zaworem sterowanym 9 tłoczna linia hydrauliczna 7. Zawór zwrotny sterowany 9 wbudowany jest w blok cylindra 1, a tłoczna linia hydrauliczna 7 łącząca go z cylindrem 1 ma postać wewnętrznego kanału utworzonego w bloku cylindra 1. Zawór zwrotny sterowany 9 złączony jest zakończonym króćcem przyłączeniowym kanałem 11, do którego przyłączany jest przewód hydrauliczny zasilająco/zlewny. Zawór zwrotny sterowany 9 zbocznikowany jest wpiętym w tłoczną linię hydrauliczną 7 oraz kanał 11 zaworem odcinającym 13 wbudowanym w blok cylindra 1. Zawór odcinający 13 sterowany jest ręcznie, albo sygnałem elektrycznym, hydraulicznym czy pneumatycznym. Zawór odcinający 13 ma konstrukcję zapewniającą pełne odcięcie przepływu cieczy. Zasada działania tego typu siłownika jest analogiczna z przykładem wykonania pierwszym, przy czym sygnał otwarcia zaworu zwrotnego sterowanego 9 umożliwiający opróżnienie komory roboczej 5 siłownika jest w tym przypadku generowany w układzie zewnętrznym. Otwarcie zaworu odcinającego 13 umożliwia wykonanie ruchu nurnika 14 w cylindrze 1 bez udziału sygnału sterującego.

Claims (5)

1. Siłownik hydrauliczny z układem blokującym swobodne przemieszczenie elementu roboczego siłownika zbudowany z cylindra, w którym osadzony jest element roboczy siłownika w postaci nurnika albo złączonego z tłoczyskiem tłoka, przy czym każda z komór roboczych siłownika połączona jest tłoczną linią hydrauliczną z zaworem zwrotnym sterowanym, znamienny tym, że zawór zwrotny sterowany (8, 9) każdej komory roboczej (4, 5) umiejscowiony jest w bloku

PL 229 886 Β1 cylindra (1), a każda tłoczna linia hydrauliczna (6, 7) ma postać utworzonego w bloku cylindra (1) wewnętrznego kanału.

2. Siłownik według zastrz. 1, znamienny tym, że ma jedną komorę roboczą (5) stanowiąc tym samym siłownik jednostronnego działania.

3. Siłownik według zastrz. 1, znamienny tym, że ma dwie komory robocze (4, 5) stanowiąc tym samym siłownik dwustronnego działania.

4. Siłownik według zastrz. 1, znamienny tym, że zawór zwrotny sterowany (8, 9) każdej komory roboczej (4, 5) zbocznikowany jest zaworem odcinającym (12,13) wbudowanym w blok cylindra (1).

5. Siłownik według zastrz. 4, znamienny tym, że każdy zawór odcinający (12, 13) sterowany jest ręcznie, elektrycznie, hydraulicznie albo pneumatycznie.