PL74175Y1 - Zawór zwrotny sterowany - Google Patents

Abstract

Zgłoszenie dotyczy zaworu zwrotnego sterowanego, stosowanego zwłaszcza w układach hydraulicznych obudów zmechanizowanych. Tłoczek zaworowy (3.3) osadzony jest w cylindrycznej prowadnicy (3.2) wkładu zaworowego (3) z tolerancją pasowania średnicy zewnętrznej d₂ w średnicy wewnętrznej d₁ cylindrycznej prowadnicy (3.2), stanowiącą odchyłkę bicia promieniowego dla połączenia obrotowego. Korzystnie średnica zewnętrzna d₂ tłoczka zaworowego (3.3) ma się do średnicy zewnętrznej d₄ zewnętrznego tłoczka sterującego (4.3) jak 0,65 ÷ 0,53. Wkład zaworowy (3) ma dławik (3.10) połączony z cylindryczną prowadnicą (3.2).

Description

Opis wzoru Przedmiotem wzoru uzytkowego jest zawór zwrotny sterowany, znajdujacy zastosowanie szcze- gólnie w ukladach hydraulicznych górniczych obudów zmechanizowanych.

W warunkach bardzo duzych cisnien górotworu, oddzialujacych na sekcje obudowy zmechanizo- wanej, niezbednym jest wykorzystanie w ich kadlubach hydraulicznych zaworów o duzych przeplywach.

Takie zawory podatne sa na dzialanie drgan hydraulicznych, które zasadniczo ograniczaja sprawnosc zaworów, a w konsekwencji ich zywotnosc i pewnosc dzialania w czasie. Ograniczenie tego zjawiska realizowane jest dotychczas poprzez konstrukcje zaworów zewnetrznych sterowanych o dwustopnio- wym otwarciu z dlawieniem przepustu.

Znany jest, na przyklad z opisu polskiego wzoru uzytkowegozawór zwrotny stero- wany o cylindrycznym korpusie, wyposazonym w otwory w pobocznicach z wkladem zaworowym, za- mocowanym rozlacznie i nieprzesuwnie nad otworem wlotowym medium hydraulicznego. Wklad zawo- rowy sklada sie z tulei dolnej, pierscienia srodkowego i tulei górnej, we wnetrzu której znajduje sie ko- mora róznicowa z osadzonym w niej przesuwnie stozkiem zaworowym. We wnetrzu wkladu zaworo- wego umieszczony jest przesuwnie tloczek sterujacy, zamocowany rozlacznie górnym koncem do tloka napinajacego, rozpieranego sprezyna osadzona w srubie wkreconej w tuleje górna wkladu zaworo- wego. Stozek zaworowy rozparty jest sprezyna o górna powierzchnie komory róznicowej.

Tloczek sterujacy jest elementem niepodzielnym z tlokiem o zmniejszajacej sie stopniowo ku gó- rze srednicy i posadowiony jest w dolnym koncu tulei dolnej nad dnem korpusu, przy czym w srodkowej swej czesci, ponizej pierscienia srodkowego, toczek sterujacy ma odsadzenie, o które oparte jest czolo stozka zaworowego. Przy takiej konstrukcji zawora zwrotnego sterowanego nastepuje dwustopniowe otwieranie wyplywu medium hydraulicznego, majace zapobiegac powstawaniu dynamicznych drgan hy- draulicznych.

Celem wzoru uzytkowego jest dalsze udoskonalenie budowy zawora zwrotnego sterowanego, wykorzystywanego w ukladach hydraulicznych o bardzo duzych przeplywach medium hydraulicznego, przy stosunkowo niewielkich zmianach konstrukcyjnych.

Zawór zwrotny sterowany o cylindrycznym korpusie z jednego jego konca ma posadowiony w komorze zaworowej wspólosiowy wklad zaworowy o regulowanym polozeniu, a w nim osadzony jest przesuwnie wzdluz osi wzdluznej rozprezna sprezyna tloczek zaworowy ze stozkowym grzybkiem, za- mykajacym pierscieniowy otwór gniazda zaworowego i regulujacy przeplyw medium przez wklad zawo- rowy do przylacza odbiornika, natomiast z drugiego konca, w gniezdzie sterujacym korpusu ma posa- dowiony przesuwnie wzdluz osi wzdluznej, ponizej pierscienia oporowego zewnetrzny tloczek sterujacy, a w jego wnetrzu, równiez przesuwny wspólosiowo i rozpierany sprezyna, wewnetrzny tloczek sterujacy z osiowym popychaczem o swobodnym koncu zlokalizowanym pod stozkowym grzybkiem tloczka za- worowego. Istota wzoru uzytkowego polega na tym, ze tloczek zaworowy osadzony jest w cylindrycznej prowadnicy wkladu zaworowego przesuwnie z tolerancja pasowania srednica zewnetrzna w srednicy wewnetrznej cylindrycznej prowadnicy stanowiaca odchylke bicia promieniowego dla polaczenia obro- towego, przy czym skok zewnetrznego tloczka sterujacego w komorze sterujacej jest mniejszy od odle- glosci miedzy powierzchnia gniazda zaworowego, a dolnymi krawedziami wlotów otworów wkladu za- worowego, natomiast skok wewnetrznego tloczka sterujacego w zewnetrznym tloczku sterujacym jest nie mniejszy od odleglosci miedzy powierzchnia pierscieniowego gniazda zaworowego, wkladu zawo- rowego, a górnymi krawedziami otworów wkladu zaworowego.

Korzystnie srednica zewnetrzna tloczka zaworowego zawiera sie w granicach 0,65 do 0,53 sred- nicy zewnetrznej zewnetrznego tloczka sterujacego.

Korzystnym jest równiez, gdy wklad zaworowy polaczony jest z górna czescia cylindrycznej pro- wadnicy za posrednictwem dlawika.

Zasadnicza zaleta zaworu zwrotnego sterowanego wedlug wzoru uzytkowego jest takie dobiera- nie przeplywu medium hydraulicznego, które w pierwszym stopniu umozliwia czesciowe podniesienie stozkowego grzybka tloczka zaworowego i czesciowy przeplyw medium hydraulicznego przez szczeline wynikajaca z tolerancji obrotowego osadzenia tloczka zaworowego w komorze zaworowej, a drugi sto- pien nastepuje po wyrównaniu cisnien za i przed stozkowym grzybkiem i otwarciu otworów wkladu za- worowego dzieki podniesieniu stozkowego grzybka tloczka zaworowego popychaczem wewnetrznego tloczka sterujacego powyzej górnej krawedzi tych otworów. Jak z tego widac, w trakcie sterowania na- stepuje zlagodzony, ciagly przeplyw przez komore zaworowa cieczy hydraulicznej bez uderzen hydrau- licznych, co ma zasadnicze znaczenie dla zabezpieczenia przed niszczacymi drganiami hydraulicznymi Dopasowanie konkretnego zaworu zwrotnego sterujacego do przewidzianych w ukladzie zasilania hy- draulicznego wielkosci przeplywu medium hydraulicznego osiaga sie przy tym stosunkowo latwo po- przez odpowiednie dopasowanie srednicy zewnetrznej tloczka zaworowego i srednicy zewnetrznej ze- wnetrznego tloczka sterujacego. Dla rozladowania cisnienia w górnej czesci gniazda zaworowego wklad zaworowy korzystnie ma dlawik.

Wzór uzytkowy zostal przedstawiony na rysunku, gdzie na fig. 1 pokazano zawór zwrotny stero- wany w przekroju podluznym ze schematem ideowym polaczen w ukladzie hydraulicznym, na fig. 2 – zawór zwrotny sterowany w przekroju podluznym z polaczeniami jak na fig. 1 w pierwszym stopniu zasterowania tloczka zaworowego, a na fig. 3 – zawór zwrotny sterowany w przekroju podluznym z polaczeniami jak na fig. 1 i fig. 2 w drugim stopniu zasterowania tloczka zaworowego.

Zawór zwrotny sterowany 1 fig. 1 ma cylindryczny korpus 2, do którego z jednego konca wkrecony jest gwintem 2 wklad zaworowy 3, a z drugiego konca wklad sterujacy 4, równiez gwintem 4. Korpus 2 wyposazony jest w przelotowe gniazda przylaczeniowe zasilania Z1, Z2 oraz splywowe Z3, Z4. Wklad zaworowy 3 ma cylindryczna, wspólosiowa komore zaworowa 3, wewnatrz której zamocowany jest w cylindrycznej prowadnicy 3 przesuwnie i rozpierany sprezyna 3a tloczek zaworowy 3 skierowany stozkowym grzybkiem 3 w strone gniazda zaworowego 3, umieszczonego wspólosiowo we wkladzie zaworowym 3 ponizej otworów 3 usytuowanych promieniowo na jego obwodzie i polaczonych komora zaworowa 3 z gniazdem przylaczeniowym Z1. Tloczek zaworowy 3 ma srednice zewnetrzna d2 i jest osadzony przesuwnie w cylindrycznej prowadnicy 3 o srednicy wewnetrznej d1 z tym, ze tolerancja pasowania srednicy zewnetrznej d2 w srednicy wewnetrznej d1 stanowi odchylke bicia promieniowego polaczenia obrotowego, jakie bylyby przy obrotowym polaczeniu tych elementów. Polozenie gniazda zaworowego 3 ustalane jest pierscieniem 3 osadzonym gwintem 3 w koncówce wkladu zaworo- wego 3. Ponizej pierscienia 3 cylindryczny korpus 2 ma przelotowe gniazdo przylaczeniowe Z2, ma- jace polaczenie z gniazdem zaworowym 3, oraz stozkowym grzybkiem 3 tloczka zaworowego 3.

Wklad sterujacy 4 wkrecony jest gwintem 4 w korpus 2 tak, ze jest górnym koncem usytuowany poni- zej gniazda przylaczeniowego Z2. We wkladzie sterujacym 4 wspólosiowo osadzony jest w komorze sterujacej 4 zewnetrzny tloczek sterujacy 4, a w jego wewnetrznym wydrazeniu 4 posadowiony jest przesuwnie wzdluz osi wzdluznej O i rozparty sprezyna 4 wewnetrzny tloczek sterujacy 4 wy- posazony w popychacz 4, wyprowadzony pod stozkowy grzybek 3 tloczka zaworowego 3 i prowa- dzony slizgowo w pierscieniu oporowym 4 na górnym zakonczeniu wkladu sterujacego 4. Wklad ste- rujacy 4 ma obwodowa komore 4 polaczona z gniazdami przylaczeniowymi Z3, Z4 splywowymi. Ze- wnetrzny tloczek sterujacy 4 ma kryze 40. Gniazda przylaczeniowe Z2 i Z4 przylaczone sa do roz- dzielacza sterujacego R, natomiast gniazda przylaczeniowe Z1 i Z3 do silownika hydraulicznego S.

Jednoczesnie srednica zewnetrzna d2 tloczka zaworowego 3 zawiera sie w granicach 0,65 do 0,53 srednicy zewnetrznej d1 zewnetrznego tloczka sterujacego 4 i stosunek ten jest dobierany z uwzgled- nieniem konkretnej wartosci przeplywu medium hydraulicznego przez zawór zwrotny sterowany 1. Skok L1 zewnetrznego tloczka sterujacego 4 w komorze sterujacej 4 jest mniejszy od odleglosci L2 mie- dzy powierzchnia gniazda zaworowego 3, a dalszymi krawedziami 3a wlotów otworów 3 wkladu zaworowego 3, natomiast skok L3 wewnetrznego tloczka sterujacego 4 w zewnetrznym tloczku ste- rujacym 4 jest nie mniejszy od odleglosci L4 miedzy powierzchnia gniazda zaworowego 3 wkladu zaworowego 3, a górnymi krawedziami 3b otworów 3 wkladu zaworowego 3. Dzieki tak dobranym skokom L1, L2, L3 i L4 mozliwym jest odpowiednie, dwustopniowe otwieranie przeplywu medium hy- draulicznego z odpowiednim wyprzedzeniem pierwszego stopnia wzgledem drugiego stopnia przy wy- eliminowaniu skokowego przebiegu wzrostu przeplywu. Korzystnym, dla takiego sterowania przeply- wem medium hydraulicznego jest ponadto wyposazenie wkladu zaworowego 3 w dlawik 30, pola- czony z górna czescia jego cylindrycznej prowadnicy 3.

Przy naturalnym polozeniu dzwigni rozdzielacza sterujacego R (fig. 1) gniazda przylaczeniowe Z2 i Z4 zaworu zwrotnego sterowanego 1 polaczone sa poprzez rozdzielacz sterujacy R z przewodem oplywowym i wtedy stozkowy grzybek 3 tloczka zaworowego 3 dociskany jest sprezyna 3a do gniazda zaworowego 3 zamykajac wyplyw cieczy hydraulicznej z przestrzeni podtlokowej silownika S. uniemozliwiajac zsuw tego silownika S. Przelaczenie rozdzielacza sterujacego R w polozenie umoz- liwiajace przeplyw cieczy hydraulicznej do gniazda przylaczeniowego Z4 (fig. 2) i dalej przez gniazdo przylaczeniowe Z3 do przestrzeni nadtlokowej silownika S. Jednoczesnie ciecz hydrauliczna dziala na powierzchnie zewnetrznego tloczka sterujacego 4 wkladu sterujacego 4, który przesuwa sie w góre o skok L1 do zetkniecia tego zewnetrznego tloczka sterujacego 4 z pierscieniem oporowym 4. Wraz z zewnetrznym tloczkiem sterujacym 4 przemieszcza sie wewnetrzny tloczek sterujacy 4 z popy- chaczem 4. Popychacz 4 opiera sie o stozkowy grzybek 3 i wraz z zewnetrznym tloczkiem steru- jacym 4 przemieszczajac sie unosi go w góre o skok L1. Dzieki tolerancji obrotowej tloczka zaworo- wego 3 w cylindrycznej prowadnicy 3 nastepuje czesciowy przeplyw medium hydraulicznego z gniazda przylaczeniowego Z2 przez komore zaworowa 3 do gniazda przeplywowego Z1, a jedno- czesnie wyplyw cieczy hydraulicznej z przestrzeni podtlokowej silownika S przez zawór zwrotny stero- wany 1 i rozdzielacz sterujacy R do przewodu splyconego otworu 3 ukladu zaworowego 3 pozostaja nadal przysloniete tloczkiem zaworowym 3, a przestrzen miedzy walcowa czescia tloczka zaworo- wego 3 o srednicy d2, a cylindryczna prowadnica 3 o srednicy d1 przepuszcza ciecz hydrauliczna w funkcji tloczka, dzieki czemu nastepuje staly, powolny spadek cisnienia medium hydraulicznego w przestrzeni podtlokowej silownika S.

W dotychczasowym polaczeniu zawór zwrotny sterowany zostaje do czasu, gdy sily wynikajace z dzialania cisnienia na srednice d2 tloczka zaworowego 3 zrównowazy sie z sila wynikajaca z dziala- nia cisnienia medium hydraulicznego na kryze 40 o srednicy d3 wewnetrznego tloczka sterujacego 4. Wówczas dalszy spadek cisnienia powoduje przesuwanie sie wewnetrznego tloczka sterujacego 4 we wnetrzu zewnetrznego tloczka sterujacego 4 az do osiagniecia pelnego skoku L3, co sukce- sywnie otwiera przeplyw medium hydraulicznego przez otwory 3 wkladu zaworowego 3, az do ich pelnego otwarcia (fig. 3).

Jak widac z powyzej przedstawionego cyklu dzialania zaworu zwrotnego sterowanego przeplyw medium hydraulicznego pod cisnieniem narasta stopniowo, dzieki czemu nie dopuszcza sie do niszcza- cego drgania zaworu.

Claims (3)

Zastrzezenia ochronne

1. Zawór zwrotny sterowany, w którego cylindrycznym korpusie z jednego konca posadowiony jest w komorze zaworowej wspólosiowy wklad zaworowy o regulowanym polozeniu, a w nim osadzony jest przesuwnie wzdluz osi wzdluznej rozprezna sprezyna tloczek zaworowy z ze stozkowym grzybkiem, zamykajacym pierscieniowy otwór gniazda zaworowego i regulujacy przeplyw medium przez wklad zaworowy do przylacza odbiornika, natomiast z drugiego konca, w gniezdzie sterujacym korpusu, ma posadowiony przesuwnie wzdluz osi wzdluznej, ponizej pierscienia oporowego, zewnetrzny tloczek sterujacy, a w jego wnetrzu, równiez prze- suwny wspólosiowo i rozpierany sprezyna, wewnetrzny tloczek sterujacy z osiowym popycha- czem o swobodnym koncu zlokalizowanym pod stozkowym grzybkiem tloczka zaworowego, znamienny tym, ze tloczek zaworowy (3.3) osadzony jest w cylindrycznej prowadnicy (3.2) wkladu zaworowego (3) z tolerancja pasowania srednica zewnetrzna (d2) w srednicy we- wnetrznej (d1) cylindrycznej prowadnicy (3.2) stanowiaca odchylke bicia promieniowego dla polaczenia obrotowego, przy czym skok (L1) zewnetrznego tloczka sterujacego (4.3) w komo- rze sterujacej (4.2) jest mniejszy od odleglosci (L2) miedzy powierzchnia gniazda zaworowego (3.5) a dolnymi krawedziami (3.6a) wlotów otworów (3.6) wkladu zaworowego (3), natomiast skok (L3) wewnetrznego tloczka sterujacego (4.6) w zewnetrznym tloczku sterujacym (4.3) jest nie mniejszy od odleglosci (L4) miedzy powierzchnia gniazda zaworowego (3.5) wkladu zaworowego (3), a górnymi krawedziami (3.6b) otworów (3.6) wkladu zaworowego (3).

2. Zawór wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze srednica zewnetrzna (d2) tloczka zaworowego (3.3) zawiera sie w granicach 0,65 do 0,53 srednicy zewnetrznej (d4) zewnetrznego tloczka sterujacego (4.3).

3. Zawór wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wklad zaworowy (3) polaczony jest z górna cze- scia cylindrycznej prowadnicy (3.2) za posrednictwem dlawika (3.10).