CS230585B2 - Valve for reduction of pressure especially for hydraulic props - Google Patents

Description

Vynález se týká ventilu pro omezování tlaku, který je vhodný zejména pro hydraulické důlní stojky.

Jsou známy ventily pro omezování tlaku pro hydraulické důlní stojky, které jsou vybaveny pracovním prostorem, u něhož je v pracovní poloze vstupní prostor spojen s vysokotlakým prostorem ci výstupní otvor s nízkotlakým prostorem důlní stojky, a v němž je vedena pohyblivá část opatřená těsněním nesoucí sedlo ventilu, i závěrnou desku, která při uzavřeném ventilu přiléhá k sedlu ventilu. Dále je pak opatřena pružinou přitlačující pohyblivou část k závěrné desce a pružinou podepírající závěrnou desku, nejúčelněji ve formě plynové pružiny.

U těchto známých ventilů je sedlo ventilu podepřeno závěrnou deskou zhotovenou z pružné plastické hmoty. Sedlo ventilu tvoří prstencovitou Štěrbinu, kterou uniká pracovní kapalina jejíž tlak přesahuje přípustnou hodnotu, z vysokotlakého prostoru do nízkotlakého prostoru hydraulické důlní stojky, pokud se sedlo ventilu pod vlivem otevírací síly překračující nastavenou uzavírací sílu odchýlí od závěrné desky. U tohoto známého ventilu tvoří prstencoví tou štěrbinu ventilu válcová zátka, která je volně zalícována do otvoru v pohyblivé části.

Nedostatek tohoto provedení spočívá v tom, že se válcová zátka může pohybovat směrem do strany, což vede k nekonstantní šířce prstencovité štěrbiny podél obvodu. V širším úseku Štěrbiny působí větší síla na závěrnou desku zhotovenou z pružné plastické hmoty, která pak zaujme ěikmou polohu, protože se opírá výhradně o těsnicí prvek, jenž je zhotoven ve tvaru pružného zvonu, který ohraničuje prostor pro plyn představující pružinu. V důsledku šikmé polohy vytéká v jednom úseku prstencovité štěrbiny pracovní kapalina velikou rychlostí

230585 ¹ a pod vysokým tlakem. Vytékající kapalina vyvolává silný erozívní účinek na část závěrné desky a těsnicí prvek ve tvaru zvonu, který se nachází za ní, což vede k jejich značnému opotřebení. V důsledku toho pak tyto prvky ztrácejí postupně svou uzavírací a těsnicí schopnost a ventil pro omezování tlaku přestává být schopen plnit svou funkci.

šikmá plocha závěrné desky má též nepříznivý důsledek v tom, že vennil se již neotvírá při nastavené, požadované hodnotě tlaku, tj^oodnotě zatížení, což znamená, že vennil nepracuje spolehlivě ani během . doby své provozuscboonnosi.

Delším nedostatkem tohoto známého vennilu pro omezování tlaku je skutečnoot, že v důsledku poškození zvonovitého těsnicího prvku podepprajícího závěrnou desku, vyvolaného výše uvedenými příčinami dochází současně i k poškození plynové pružiny, protože se pracovní kapalina dostává do prostoru pro plyn, což vede k částečné nebo úplné ztrátě pružnooti a funkční schopnoosi.

Tento jev může nastat zejména v případě, kdy důlní stojka je náhle vystavena velkému horninovému tlaku, protože v takovém případě Štěrbinou sedla vennilu v krátké době vyteče tak veliké mnnoství pracovní kapaliny, že nemůže dostatečně rychle odtéci výstupním otvorem a v důsledku toho pak zčásti vniká závadným těsnicím prvkem do prostoru pro plyn·

Úkolem vynálezu je odstranění výše uvedených nedootatků tohoto známého ventilu pro omezování tlaku, vhodného zejména pro hydraulické důlní stojky a vytvoření takové konstrukce, u níž za všech oJkoonooltP zůstane šířka prstencovité štěrbiny u sedle ventilu kointantní podél celého obvodu, což odstraňuje nebezpečí vzniku místní eroze vyvolané nerovnoměrným zatížením závěrné desky·

Dalším úkolem je snížení citlivosti závěrné desky na narnmhání, vyplývvaící z proudění pracovní kapaliny a odstranění případného poškození plynové pružiny vzniklého v důsledku vzniknutí pracovní kapaliny při dynamickém zatížení.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje a vytčený cíl řeší vennil’ pro ommzován* tlaku, zejména pro hydraulické důlní stojky, který je vybaven pracovním prostorem, u něhož je v pracovní poloze vstupní otvor spojen s vysokotlakým prostorem a výstupní otvor s nízkotlakým prostorm důlní stojky a v nímž je utěsněna a vedena pohybbivá část neeoucí sedlo vennilu, dále je vybaven závěrnou deskou, která při uzavřeném ventilu přiléhá k sedlu vennilu, pružinou tlačící na polýblivou část a druhou pružinou poddeprraící závěrnou desku, vytvořenou n^,jú(^(^]^]^Í^J:i v podobě plynové pružiny, přičemž pokhbbivá část vykazuje doraz, který v otevřeném stavu ventilu doléhá na protidorez, a potyblivá část Je opatřena průchozím otvorem, který při otevřeném ventilu zajišluje propojení vstupního otvoru s výstupním otvorem, a v osovém vodicím vrtání pohybbivé části je veden podpěrný čep s hlavou ·kruhového průřezu, podle vynálezu, jehož poddtata spočívá v tom, že průchozí otvor je propojen s kruhovým prostorem ze hlavou podpěrného čepu, sedlo vennilu je vytvořeno ve formě axiální příruby a hlava podpěrného čepu vykazuje na straně přivrácené k závěrné desce rovinnou plochu, zatímco její - druhá strana se směrem k závěrné desce kužžeovvtě rozšiřuje.

U výhodného provedení ventilu podle ^nálezu je závěrná deska vložena do nosného prvku vytvořeného ve tvaru volného pístu.

U jiného výhodného provedení je ne - straní nosného prvku, která je odvrácená od·závěrné desky, připojen tísnící prvek, uzevvraaící prostor pro plyn vytvá^eící plynovou pruýinu.

U dalšího výhodného provedení je pothrbbivá část vybavena dorazem ve tvaru prstencov^é příruby, která při uvolňovacím tlaku odpoovdajícím stavu pružiny, která přitlačuje pohyblivou část k závěrné desce, dosedá na dorazovou plochu.

Je výhodné, když je pohýblivá část umístěna v otvoru vodícího pouzdra a protilehlou dorazovou plochu tvoří v tomto otvoru vytvořené osazení.

Je též výhodné, když nosný prvek je opatřen vodicí plochou, která se od okřeje závěrné desky kuželovitě rozšiřuje směrem k pohyblivé části.

Rovněž je výhodné, když se hlava - podpěrného čepu kuželovitě rozšiřuje ve směru k závěrné desce a její čelní strana ležící směrem k závěrné desce je rovinná,

U dalSího výhodného provedení je nosný prvek, který nese závěrnou desku, opatřen axiální přírubou s radiálním otvorem, která při uzavřeném stavu ventilu dosedá na'vodicí pouzdro, ve kterém je uložena potyblivá část.

Může být rovněž výhodné, když v potyblivé části je vytvořeno několik podélných průchozích otvorů, - které smři^j:í ke streně hlavy podpěrného čepu, která je protilehlá k závěrné desce. Neevvtší výhoda ventilu pro omezov&xí tlaku podle vynálezu spočívá v tom, že šířka prstencovité štěrbiny u jeho sedla ventilu zůstává za všech okolností po celém obvodu konstantní, neboť je určována prstenclvitlu přírubou sedla ventilu s hlavu podpěrného čepu s kruhovým průřezem, který je uložen soustředně s přírubou.

Hlava podpěrného čepu současně usměrňuje pracovní kapalinu vtékající z průchozího otvoru v sedle vennilu do radiálního směru a snižuje tím dynamické namáhání závěrné desky. U jednotlivých výhodných provedení působí v tomto smslu i nosný prvek, podeeíraaící závěrnou desku a jeho kuželovitě se rozšiřující odváděči plocha.

Je též výhodou, že prostor pro plyn, který tvoří plynovou pružinu, je zčásti v důsledku usměrnění pracovní kapaliny do radiálního směru, zčásti v důsledku použžtí nosného prvku poddeírajícího závěrnou desku ve zvýšené míře chráněn proti vnikání pracovní kapaliny, ke kterému dochází při dynamickém zatížení.

U jednotlivých provedení nerůstá uzavvrací síla až do okamžiku otevření, což zvětšuje spolehlivost vennilu.

Dále je vynález blíže popsán na základě příkladu provedení znázorněného ne výkresu. Obrázek ne výkresu představuje podélný řez ventilem pro omezování tlaku.

Znázorněný ventil pro omezování tlaku má válcovou skříň £, která má na jednom konci vstupní otvor 15 a vnější závit 14. Pomocí tohoto vnějšího závitu 14 lze ven^l připojit k neznázorněnému vysokotlakému prostoru hydraulické důlní - stojky, přičemž se potřebné utěsnění zabezpečí prvním těsnicím kroužkem 2 vloženým do drážky vytvořené na válcové skříni j. kolem vstupního otvoru 15.

Do druhého konce válcové skříně £ je zašroubován válcový závěr 2 ^ve tvaru zátky s podélným otvorem £8. Na podélný otvor 18 navazuje v závěru 2 prostor pro plyn 17. jehož druhý konec uzavírá zvonovvtý těsnicí prvek 13· Strana těsnicího prvku 13 přikloněná k prostoru pro plyn 17 má tvar misky, vnější plocha prvku je válcová a přiléhá k vnitřní válcové stěně závěru 2, přičemž jeho čelní strana, -která je odvrácena od prostoru pro plyn 17. tvoří kolmou plochu k podélné ose vennilu.

V prostoru pro plyn 17 je umístěna šroubová pružina 20. která se na jedné straně opírá o talíř vennilu 19 s druhým těsnicím kroužkem £0, jenž uzavírá podélný otvor £8 a na druhé straně pak o miskovou plochu zvrnovitého těsnicího prvku 13« čelní plochu těsnicího prvku 13 odvrácenou od prostoru pro plyn 17 se opírá nosný prvek 8 ve tvaru volného pístu, na jehož volné čelní straně je nasazena závěrná deska 6. z pružné plastické hmoty ve'tvaru plochého kotouče. Vvntřní plocha nosného prvku 8 se od

230585 4 závěrné desky £ směrem ven kuželovité rozšiřuje a vytváří odváděči plochu 26, na kterou směrem ke vstupnímu otvoru 15 navazuje druhá axiální příruba 27 s radiálními otvory 26. Druhá axiální příruba 27 se opírá o jednu z čelních stran válcového zátkovitého vodícího pouzdra 2. zasazeného do válcové skříně £. Vnitřní konec závěru £ se rovněž opírá o toto vodicí pouzdro J, přičemž v přiléhajícím konci jsou proraženy druhé radiální otvory 29_. Ve stejné obbasti·jsou ve stěně válcové skříně £ vytvořeny výstupní otvory 30.

V podélném otvoru vodícího pouzdra £ je uložena válcová poltybbivá část £, která je utěsněna třetím těsnicím kroužkem £2, přičemž vodicí pouzdro £ je . vzhledem k válcové skříni £ utěsněno čtvrtým těsnicím kroužkem £. Ve válcové skříni £ je mezi pohyblivou částí £ a vstupném otvorem 15 vytvořen odstupňovaný válcovitý pracovní prostor 16 , v němž je umístěna pružina 11, která tlačí pohyblivou část £ ve směru k závěrné desce £.

V poltybbivé části £ jsou podélné průchozí otvory 21_. které zajiěťují propojení mezi pracovním prostořem 16 a prostorem 23 vedoucím k výstupnímu otvoru 30. Potybbivá část £ má též středový podélný axiální vodicí otvor, ve kterém je hybně uložen podpěrný čep £. Podpěrný čep £ má hlavu 31 kruhového průřezu, která se ve směru k závěrné desce £ kuželovité rozěiřuje a její čelo tvoří rovinu kolmou k ose vennilu. .

Na poltyblivé části £ je vytvořen radiální prstencoví^ doraz 25 ve tvaru příruby, který se pohybuje v pracovním prostoru 16.·Tento doraz 25 je při uzavřeném, klidovém stavu vennilu uimstěn v podélném směru ve vzdálenosti K . od protilehlé dorazové plochy 32 vytvořené ve tvaru vnitřního prstencovUého osazení na vodicím pouzdru J.

Celní strana poltyblivé části £ přikloněná k závěrné desce £ tvoří sedlo vennilu ve tvaru axiální příruby £4, která soustředně obklopuje hlavu 31 podpěrného čepu £. Mezi hlavou 31 a axiální přírubou 24 je mezikruhová meezra.

Popsaný vennil pro omezov^ání tlaku pracuje tímto způsobem: plynová pružina, vytvořená neutrálním plynem přicházejícím z podélného otvoru 18 a naplňujícím odpovídajícím způsobem prostor pro plyn £7. tlačí závěrnou desku £ nesenou nosným prvkem 8 ne axiální přírubu 24 poltyblivé části £, avěek jen potud, pokud druhá axiální příruba 27 nosného prvku 8 nenarazí na čelní stranu vodicího pouzdra J. Tímto způsobem zatěžuje plynová pružina při nezatížnném stavu ventilu závěrnou desku £. Síle, kterou při nezatíženém stavu ventilu axiální příruba 24 tlačí ne závěrnou desku £, je určována výhradně pružinou 11.

Ploché čelo hlavy 31 podpěrného čepu £ přiléhá právě v této poloze k závěrné desce £. Prstencovit^ štěrbinu mezi hlavou 3£ a axiální přírubou 24 uzavírá pohybbivá část £ tak, že vysokotlaký pracovní prostor 16 nemůže kommnnkovat -přes podélné průchozí otvory 21 a prostor 23 a radiálními otvory 28. druhými radiálními otvory 29 a výstupním otvorem £0. 2a tohoto stavu je mezi prstencov^ým dorazem 25 pohyblivé části £ a dorazovou plochou 32 vodícího pouzdra J v podélném smíru vzdálenost K.

Pokud v důsledku pommlého nerůstání tlaku začne pracovní kapalina proudit vstupním otvorem 15 do pracovního prostoru £6, začne se pohyblivá část £ pozvolna pohybovat směrem k prostoru pro plyn 17 a druhá axiální příruba 27 nosného prvku 8 se začne vzdalovat od čelní strany vodícího pouzdra J. Od tohoto okamžiku se s přibývajícím tlkkem pracovní kapaliny zvyšuje uzavvrací síle působící mezi závěrnou deskou £ a axiální přírubou 24. protože se zmmnnuje · objem prostoru pro plyn 17 a nosný prvek 8 již nepřiléhá.

Jakmile pod vlivem narůstajícího tlaku narazí doraz 25 na protilehlou dorazovou plochu 32, tj· vzdálenost K se zmenší na nulu, vzdálí se závěrná deska £ od axiální příruby 24 a pracovní kapalina začne prouddt z pracovního prostoru 16 ppodélnými průchozími otvory 21 . prostorem 23. štěrbinou mezi hlavou 31 a axiální přírubou 24. jakož i · radiálními otvory druhými radiálními otvory 29 a výstupními otvory 30 ven.

Při náhlém dynamickém zvýěení tlaku pracovní kapaliny se změní způsob práce ventilu v tom smyslu, že podpěrný čep £ s kuželovitou hlavou 31 je vyražen z prostoru 23. přičemž svou čelní plochou odsune šetrným způsobem závěrnou desku jS, současně věak svou kuželovitou plochou v radiálním směru odklání pracovní kapalinu protékající s velkou rychlostí a pod velikým tlakem. Pracovní kapalina je vedena kuželovitou odváděči plochou 26 nosného prvku 8 směrem к radiálnímu otvoru 28. kterým pak uniká směrem к druhému radiálnímu otvoru 29 a výstupnímu otvoru Tímto způsobem je závěrná deska 6, zbavena erozního účinku vyvolávaného dynamickým zatížením a pracovní kapalina o vysokém tlaku již nevniká do prostoru pro plyn 17.

Claims (6)

1. Ventil pro omezování tlaku, zejména pro hydraulické důlní stojky, vybavený pracovním prostoreoi, u něhož je v pracovní poloze vstupní otvor spojen s vysokotlakým prostorem a výstupní otvor s nízkotlakým prostorem důlní stojky a v němž je těsně uložena a vedena pohyblivá část vykazující sedlo ventilu, závěrnou desku, která při uzavřeném ventilu přiléhá к sedlu ventilu, dále je pak opatřen pružinou přitlačující pohyblivou část к závěrné desce a další pružinou, popřípadě plynovou pružinou, která přitlačuje závěrnou desku к ventilovému sedlu, přičemž pohyblivá část vykazuje doraz, který v otevřeném stavu ventilu doléhá к protidorázu, a pohyblivá část je opatřena průchozím otvorem, který v otevře ném stavu ventilu zajišťuje spojení mezi vstupním otvorem a výstupním otvorem, přičemž v osovém vodicím vrtání pohyblivé části je veden podpěrný čep s hlavou kruhového průřezu, vyznačující se tím, Že průchozí otvor (21) je propojen s kruhovým prostorem (23) za hlavou (31) podpěrného čepu (5), sedlo ventilu je vytvořeno jako axiální příruba (24), přičemž hlava (31) podpěrného čepu (5) vykazuje na straně přivrácené к závěrné desce rovinnou plochu a její druhá strana se kuželovité rozšiřuje.

2. Ventil pro omezování tlaku podle bodu 1, vyznačující se tím, že závěrná deska (6) je uspořádána v nosném prvku (8) vytvořeném jako volný píst.

3. Ventil pro omezování tlaku podle bodu 2, vyznačující se tím, že nosný prvek (8) je opatřen kuželovou odváděči plochou (26), která se rozšiřuje ve směru к pohyblivé části (4).

4. Ventil pro omezování tlaku podle bodu 1, vyznačující se tím, že doraz pohyblivé části (4) je vytvořen ve tvaru prstencovíté příruby, dosedající v otevřeném stavu ventilu na protidoraz.

5. Ventil pro omezování tlaku podle bodu 4, vyznačující se tím, že pohyblivá část (4) je umístěna v otvoru vodícího pouzdra (3) opatřeného protidorazem, jehož dorazová plocha (32) je tvořena osazením provedeným v tomto otvoru.

6. Ventil pro omezování tlaku podle bodu 2, vyznačující se tím, že nosný prvek (8) nesoucí závěrnou desku (6) je opatřen druhou axiální přírubou (27) s radiálním otvorem (28), která při uzavřeném stavu ventilu dosedá к vodícímu pouzdru (3), v němž je uložena pohyblivá část (4).