PL231746B1 - Zespół zaworów z elektromagnetycznym sterowaniem pośrednim z przepływem w jednym kierunku - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie zespół zaworów złożony z zaworu zwrotnego, elektromagnetycznego zaworu pilota oraz zaworu zamykającego lub otwierającego przepływ medium w jednym kierunku i zapobiegającemu rewersyjnemu przepływowi w kierunku przeciwnym. Urządzenie to spełnia wymogi, jakie stawiane są jego pracy w górnictwie podziemnym.

Znane są z prospektów zagranicznych firm Voith Turbo Gmbh i Bosch Rexroth AG oraz polskiej firmy Ponar Wadowice SA, elektromagnetyczne zawory, gdzie podanie napięcia na cewkę elektromagnesu powoduje otwarcie zaworu pilota, który steruje zasadniczym suwakowym lub grzybkowym płaskim zaworem odcinającym. Rozwiązania te znajdują zastosowanie przede wszystkim w hydraulice siłowej lub pneumatyce wykorzystywanej także w górnictwie.

Z opisu patentu nr PL 147 448 znany jest zawór elektromagnetyczny przeznaczony do sterowania w instalacjach sprężonego powietrza, posiadający komorę wejściową połączoną ze źródłem czynnika ciśnieniowego i komorę wyjściową połączoną z urządzeniem odbiorczym. Komory wejściowa i wyjściowa mogą być połączone ze sobą poprzez zawór wlotowy, którego korpus jest połączony z pierwszym tłokiem sterującym, który oddziela komorę wejściową od pierwszej komory sterowania. Tłoki sterujące stanowią membrany, a zawory pilotujące są zaworami elektromagnetycznymi.

Znane jest także z polskiego opisu patentowego PL 144 308 urządzenie zraszające posiadające pilotujące zawory elektrohydrauliczne połączone przewodami z odcinającymi zaworami, które otwierają i zamykają zasilanie wodą poszczególnych dysz zraszających, umieszczonych w obszarze pracy strugowej głowicy urabiającej.

Przedstawione znane rozwiązania posiadają skomplikowaną budowę, zwłaszcza wykorzystujące zawory suwakowe, a ich działanie nie zabezpiecza przed rewersyjnym jego przepływem przy zaniku ciśnienia/przepływu medium w obiegu. Wad tych nie posiada rozwiązanie zespołu zaworów będące przedmiotem patentu, którego istota polega na zastosowaniu pilotującego pojedynczego lub podwójnego zaworu elektromagnetycznego sterującego głównym zaworem zwrotnym oraz na zastosowaniu jednokierunkowego zaworu odcinającego przepływ czynnika.

Celem wynalazku jest urządzenie zamykające lub otwierające przepływ w rurociągu medium woda/gaz w jednym kierunku i zapobiegające jego przepływowi w kierunku przeciwnym, również przy zaniku ciśnienia medium w obiegu, co poprawia jego funkcjonalność w stosunku do znanych rozwiązań oraz spełnia wymogi stawiane urządzeniom tego typu w górnictwie podziemnym.

Zespół zaworów z elektromagnetycznym sterowaniem pośrednim z przepływem w jednym kierunku, wyposażony jest w wykonawczy zawór zwrotny, sterowany przez co najmniej jeden znany pilotujący zawór elektromagnetyczny oraz ma jednokierunkowy zawór odcinający. Zawór zwrotny i zawór odcinający jednokierunkowy są osadzone w tym samym kadłubie i korzystnie zabudowane wzdłuż wspólnej osi.

Korzystnie kadłub zespołu elektrozaworów wraz z osadzonymi w nim elementami wykonawczego zaworu zwrotnego i jednokierunkowego zaworu zamykającego oraz pilotujący zawór elektromagnetyczny są szczelnie scalone w jeden blok.

Zespół zaworów ma osadzoną w kadłubie nieruchomą tulejkę prowadzącą, posiadającą otwór przelotowy, na której są osadzone szczelnie i przesuwnie tłoczek i jego tłoczysko. Przesuw tłoczka i jego tłoczyska jest ograniczony w kierunku zaworu zwrotnego przez jego grzybek, a w kierunku przeciwnym przez oporowy element/próg znajdujący się w przelotowym otworze tłoczyska i tłoczka.

Końcówka tłoczyska tłoczka jest osadzona przesuwnie w otworze gniazda obudowy zaworu zwrotnego i posiada obwodowe otwory przelotowe połączone przepływowo z wspólnym przelotowym otworem tłoczyska i tłoczka.

Zespół zaworów z elektromagnetycznym sterowaniem pośrednim z przepływem w jednym kierunku według wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, którego fig. 1 przedstawia zespół w bocznym widoku pilotującego zaworu i w przekroju wzdłużnym osiowym zaworów zwrotnego i zamykającego, zaś fig. 2 pokazuje schemat hydrauliczny tego zespołu.

Jak pokazano na rysunku na fig. 1 zespół zaworów według wynalazku składa się z wykonawczego zwrotnego zaworu 1 i jednokierunkowego zamykającego zaworu 2 umieszczonych we wspólnym kadłubie 3 oraz ze scalonego z nimi, za pomocą śrub w jeden szczelny blok, elektromagnetycznego pilotującego zaworu 4.

PL 231 746 B1

W pokazanym przykładowym rozwiązaniu zastosowano znany pilotujący zawór 4, który w zależności od potrzeb może być skonfigurowany w wersji normalnie zamkniętej (jak na fig. 2) lub w wersji normalnie otwartej.

Kadłub 3 ma wkręcony weń z jednej strony dopływowy króciec 5 oraz ze strony przeciwnej odpływowy króciec 6. Wewnątrz kadłuba 3 od strony króćca 5 osadzony jest zwrotny zawór 1, w którego obudowie 7 stopniowanej komory 8 osadzony jest grzybek 9, dociskany sprężyną 10 do krawędzi gniazda 11. Z przeciwnej strony wewnątrz kadłuba 3 umieszczony jest zamykający zawór 2 o zbliżonej budowie jak zawór 1. Zwrotny zawór 1 i jednokierunkowy zamykający zawór 2 umieszczone są wzdłuż wspólnej osi 12, a ich grzybki 9 i 13 zwrócone są do siebie. Grzybek 9 posiada wykonane obwodowo otwory 14 i styka się z tłoczyskiem 15 przesuwnego w kadłubie 3 tłoczka 16 osadzonego wzdłuż osi 12. Tłoczysko 15 i tłoczek 16 posiadają wspólny przelotowy otwór 17 i osadzone są szczelnie przesuwnie na nieruchomej prowadzącej tulejce 18 posiadającej przelotowy otwór 19. Otwór 17 posiada oporowy próg 32 ograniczający przesuw tłoczka 16 w kierunku jednokierunkowego zaworu 2. Tłoczysko 15 posiada obwodowe przelotowe otwory 20 i swoją końcówką jest wsunięte w gniazdo 11 grzybka 9. Grzybek 13 osadzony jest przesuwnie w obudowie 21 stopniowanej komory 22 i również posiada obwodowe przelotowe otwory 23. Grzybek 13 jest dociskany sprężyną 24 do krawędzi gniazda 25. W obudowie 7 wykonane są obwodowe otwory 26 połączone z obwodowym rowkiem 27 wykonanym w kadłubie 3. Rowek 27 połączony jest przepływowo z kanałem 28 doprowadzającym czynnik do układu sterowania pilotującego zaworu 4. Ponadto w kadłubie 3 znajdują się sterujące kanały 29, połączone z odpowiednimi kanałami 30, wykonanymi w pilotującym elektromagnetycznym zaworze 4. Kanały 29 połączone są przepływowo z przestrzenią 31 nad tłoczkiem 16 dla doprowadzenia do niej czynnika lub jego odprowadzenia z przestrzeni 31, poprzez połączenie ich z kanałem 33, dzięki czemu medium z przestrzeni 31 jest wyprowadzane poza zespół, dla rozładowania ciśnienia występującego nad tłoczkiem 16.

Zamiast oporowego progu 32, jako ograniczenie przesuwu tłoczka 16 może być zastosowany inny oporowy element osadzony w tłoczysku 15 i wystający do wnętrza otworu 17, na przykład w postaci wkrętu, kołka lub pierścienia osadczego.

Działanie zespołu jest następujące: czynnik doprowadzany jest do zwrotnego zaworu 1 poprzez dopływowy króciec 5, którego dostaje się do komory 8 (przez otwory 14 grzybka 9) i dalej poprzez otwory 26 i rowek 27 dopływa do kanału 28, skąd dostaje się do układu sterowania elektromagnetycznego pilotującego zaworu 4. Dopóki brak napięcia elektrycznego na cewkach pilotującego zaworu 4, zamknięty jest dopływ sterującego czynnika z elektromagnetycznego pilotującego zaworu 4 do kanałów 29 wykonanych w kadłubie 3. Przestrzeń 31 nad tłoczkiem 16 poprzez kanał 29 jest połączona z kanałem 30 i dalej dla rozładowania w niej ciśnienia z kanałem 33 wyprowadzonym poza zespół zaworowy. Wówczas grzybek 9 pod naciskiem sprężyny 10 zamyka gniazdo 11 nie pozwalając na przepływ czynnika. W wyniku braku ciśnienia w otworach 17 i 19 jednokierunkowy zawór 2 jest również niedrożny, gdyż następuje docisk jego grzybka 13 sprężyną 24 do krawędzi gniazda 25, zapobiegając rewersji przepływu cieczy i jej ucieczki z obiegu.

Gdy na cewki zaworu 4 zostanie podane napięcie prądowe następuje przesterowanie elektromagnetycznego zaworu 4 i dopływ czynnika do kanałów 30 oraz połączonych z nimi kanałów 29 w kadłubie

3. Czynnik sterujący dostaje się do przestrzeni 31 powodując w niej wzrost ciśnienia i przesuw tłoczka 16. Tłoczek 16 naciskając swoim tłoczyskiem 15 na grzybek 9 powoduje otwarcie gniazda 11 i następuje przepływ czynnika otworami 14 wykonanymi w grzybku 9, do otworów 17 i 19 oraz dalej po otwarciu grzybka 13 zaworu 2 do komory 22, a stamtąd otworami 23 do odpływowego króćca 6.

Alternatywnie do sterowania pośredniego, elektromagnetyczny zawór 2 może być zastosowany w wersji podwójnej.

Również alternatywnie kadłub 3 zaworami 1 i 2 oraz pilotujący elektromagnetyczny zawór 2 mogą nie być scalone (mogą funkcjonować oddzielnie), a ich kanały sterownicze 29 i 30 odpowiednio połączone za pomocą przewodów.

Zastrzeżenia patentowe

Claims (4)

1. Zespół zaworów z elektromagnetycznym sterowaniem pośrednim z przepływem w jednym kierunku, posiadający elektromagnetyczny pilotujący zawór, znamienny tym, że ma wykonawczy zwrotny zawór /1/ sterowany, przez co najmniej jeden znany pilotujący elektromagnetyczny zawór /4/ oraz ma odcinający jednokierunkowy zawór /2/, przy czym zwrotny zawór /1/

PL 231 746 B1 i odcinający jednokierunkowy zawór /2/ są osadzone w tym samym kadłubie /3/ i korzystnie zabudowane są wzdłuż wspólnej osi /12/.

2. Zespół zaworów według zastrz. 1, znamienny tym, że korzystnie kadłub /3/ wraz z osadzonymi w nim elementami zaworów /1/ i /2/ oraz pilotujący elektromagnetyczny zawór /4/ są szczelnie scalone w jeden blok.

3. Zespól zaworów według zastrz. 1, znamienny tym, że ma osadzoną w kadłubie /3/ nieruchomą prowadzącą tulejkę /18/ posiadającą przelotowy otwór /19/, na której są osadzone szczelnie i przesuwnie tłoczek /16/ i jego tłoczysko /15/, przy czym przesuw tłoczka /16/ i jego tłoczyska /15/ jest ograniczony w kierunku zwrotnego zaworu /1/ przez jego grzybek /9/, a w kierunku przeciwnym przez oporowy element/próg /32/ znajdujący się w przelotowym otworze /17/ tłoczyska /15/ i tłoczka /16/.

4. Zespół zaworów według zastrz. 1 i 3, znamienny tym, że końcówka tłoczyska /15/ tłoczka /16/ jest osadzona przesuwnie w otworze gniazda /11/ obudowy /7/ zwrotnego zaworu /1/ i posiada obwodowe przelotowe otwory /20/ połączone przepływowo z otworem /17/.