CZ310107B6 - Sekční hydraulický dávkovací obvod - Google Patents

Abstract

Obvod (60) se skládá z dvoupotrubních dávkovačů (53, 54), pracovních potrubí (A, B), sekčního čerpadla (23) obsahujícího pístovou jednotku (20) a jednosměrný ventil (30), dál centrální zdroj tlaku (1), centrální tlakové vedení (P) a z centrální odpadové vedení (T) . V jednom provedení je při první půlotáčce vačky (26) z pracovní komory (2A) vytlačováno mazivo do prvního pracovního vedení (A) a současně do pomocné pracovní komory (2B) je z druhého pracovního potrubí (B) nasáván stejně velký objem maziva. Při druhé půlotáčce vačky se pohyb maziva ve dvojici pracovních vedení zastaví, mazivo nacházející se v pístové jednotce se přesune z pomocné pracovní komory (2B) do pracovní komory (2A). Mazivo unáší dávkovací písty (41, 42) do dolních úvratí, první pracovní prostory (4A) se zvětšují a naplňují se novou dávkou maziva, mazivo je přemisťováno z druhých pracovních prostorů (4B) do prvních pracovních prostorů (4A), odkud je ve druhé fázi vytlačováno do odběrných míst (71).

Description

Sekční hydraulický dávkovači obvod

Oblast techniky

Vynález se týká hydraulických systémů pro dávkování kapalin dvoupotrubními dávkovači, pracujícími na základě střídání pracovního a tzv. odlehčovacího tlaku ve dvojici pracovních vedení. Úkolem dávkovačů je dopravovat předem definované množství (dávku) kapaliny do připojených odběrných míst.

Dvoupotrubní dávkovače kapalin jsou nejčastěji používány v systémech centrálního ztrátového mazání, kde je dávkovanou kapalinou plastické mazivo nebo olej, a odběrnými místy jsou jednotlivá mazací místa daného stroje či strojního zařízení.

Úkolem centrálních dávkovacích systémů, při první fázi dvoutaktního dávkovacího cyklu, je doplnit do dávkovacích komor dávkovačů dávkovanou kapalinu, a při druhé výtlačné fázi dávkovacího cyklu tuto kapalinu z dávkovacích komor vytlačit do připojených odběrných (mazacích) míst.

Obrazně lze jednotlivé dávkovací jednotky daného hydraulického systému přirovnat k pumpičce na kolo, když při sacím zdvihu pracovní píst nasaje do příslušné pracovní komory vzduch, a při zpětném zdvihu tento píst z pracovní komory nasátý vzduch vytlačí do připojeného ventilku pneumatiky. V našem případě bude místo vzduchu dávkovanou tekutinou kapalina, a to nejčastěji plastické mazivo nebo mazací olej.

Dosavadní stav techniky

Dvoudobý cyklus centrálních ztrátových mazacích systémů s dvoupotrubními dávkovači se skládá z plnicí a výtlačné fáze, kdy při pohybu dávkovacích pístů jednotlivých dávkovacích jednotek do svých dolních úvratí je do dávkovacích komor příslušných dvoupotrubních dávkovačů doplněno (natlačeno) nové dávkované mazivo, a při následném pohybu dávkovacích pístů do svých horních úvratí je toto mazivo z dávkovacích komor (dávkovačů) vytlačeno k připojeným mazacím místům. Právě spolehlivost naplnění nové dávky do jednotlivých dávkovacích komor dávkovačů a na to navazující vytvoření dostatečně vysokého tlakového spádu na protilehlých čelech jednotlivých dávkovacích pístů, je předpokladem pro bezchybnou funkci celého centrálního dávkovacího systému.

Tento vynález navazuje na dřívější CZ 2017-759, jež řeší proces plnění dvoupotrubních dávkovačů novým dávkovaným mazivem, a to přetlakem prostřednictvím sekčního čerpadla.

Pro podrobnější orientaci v dosavadním stavu techniky odkazuje autor tohoto vynálezu na zmíněnou CZ 2017-759, konkrétně na její kapitolu nazvanou „Příklady provedení vynálezu“, kde řídicím hydraulickým prvkem zajišťujícím nezbytné cyklické změny tlaků ve dvojici pracovních vedení A, B a potažmo v dávkovacích jednotkách 4, integrovaných v dávkovačích 51, 52, 53, 54, je sekční čerpadlo 23.

U skupiny vybraných jednokomorových dávkovačů 53, 54, při jejich plnicí fázi, má uvedené sekční čerpadlo za úkol přečerpat přebytečné mazivo z druhých pracovních prostor 4B (bránicí pohybu dávkovacích pístů do svých dolních úvratí), a to do protilehlých prvních pracovních prostorů 4A, tj. do dávkovacích komor. U dvoukomorových dávkovačů 51, 52 je to přečerpání přebytečného maziva (bránícího pohybu šoupátek rozvaděče 43) z druhých ovládacích prostorů 4Y do protilehlých prvních ovládacích prostorů 4X. „Úklid“ tohoto přebytečného maziva v dřívější době spočívalo v jeho přetlačení do centrální nádrže maziva, mnohdy vzdálené až

- 1 CZ 310107 B6 několik set metrů, což způsobovalo zejména u jednokomorových dávkovačů obrovské hydraulické odpory působící proti plnicímu pohybu dávkovacích pístů.

Řešení navržené v uvedené CZ 2017-759 je pokusem o rozšíření (komercionalizaci) velice spolehlivého principu dvoupotrubního mazání i pro běžné stroje a strojní zařízení, aby dvoukomorové dávkovače mohly nejen svojí vysokou spolehlivostí, ale i cenou konkurovat např. levnějším progresívním rozdělovačům či jednopotrubním dávkovačům. U jednokomorových dávkovačů 53, 54 se prioritně jednalo o snahou odstranit velmi vysoký hydraulický odpor v druhých pracovních prostorách 4B, působící při plnicí fázi proti pohybu dávkovacích pístů do svých dolních úvratí, a zajistit tak jejich spolehlivou funkci.

U dvoukomorových dávkovačů se jednalo o rozdělení hydraulické části centrálního dvoupotrubního mazacího systému do několika nezávisle řízených sekcí, a to s cílem individuálně řídit průtok dávkovaného maziva, ale zejména pokud možno využít i schopnosti sekčního čerpadla zesílit tlak maziva přiváděného do dávkovačů z centrálního hydrogenerátoru 1. Cílem tohoto záměru bylo snížit tlakové nároky na centrální hydrogenerátor (400 bar, tj. 40 MPa, i více) a navazující extrémně vysoké tlakové požadavky na ostatní centrální hydraulické komponenty. Měla to být cesta ke snížení pořizovacích nákladů vysoce spolehlivých centrálních mazacích systémů s dvoukomorovými dávkovači, a současně umožnit uživatelům těchto mazacích systémů rozdělit jednotlivá mazací místa do několika skupin s individuálními intervaly mazání.

Bohužel ze strany odborné veřejnosti, ani ze strany výrobců komponentů centrálních mazacích systémů s dvoukomorovými dávkovači, se takovýto návrh nesetkal se zájmem - bohužel navržené řešení v podstatě zůstalo jen „na papíře“.

U centrálních mazacích systémů s jednokomorovými dávkovači bylo cílem (při jejich plnicí fázi) prostřednictvím sekčního čerpadla zvýšit tlakový spád mezi prvními pracovními prostorami 4A, tj. mezi dávkovacími komorami, a jim protilehlými druhými pracovními prostorami 4B, a to cestou rapidního snížení hydraulických odporů přebytečného maziva v těchto druhých pracovních prostorách, brzdicího pohyb dávkovacích pístů do svých dolních úvratí.

U jednokomorových dávkovačů sice došlo díky realizaci tohoto záměru k rapidnímu poklesu odporu v druhých pracovních prostorách 4B, bránícímu pohybům dávkovacích pístů do svých dolních úvratí, ale přesto to nebylo plně dostačující - v těchto prostorách stále zůstával poměrně vysoký zbytkový protitlak, zvláště u maziva s vysokou konzistencí a při delší vzdálenosti sekčního zubového čerpadla od dané skupiny dávkovačů.

V tomto případě se rovněž nabízelo použít zubové čerpadlo pro jeho schopnost nasávat a vytlačovat současně stejné množství maziva, což bylo v tomto případě předpokladem pro netrhavý plnicí pohyb dávkovacích pístů.

U zubového čerpadla je ale na druhou stranu známo, že jeho sací schopnost je značně závislá na provozních podmínkách (vůle v ozubení, proměnlivá viskozita, částečný běh na prázdno, velká vzdálenost od dávkovačů). Potvrdilo se, že běžné (levné) zubové čerpadlo má schopnost rozpohybovat v daném hydraulickém obvodu mazivo jen s nepříliš vysokou viskozitou, a to navíc jen v nepříliš dlouhé dvojici pracovních vedení A, B.

Uvedený handicap zubových čerpadel (poměrně nízká sací schopnost) je doposud u jednokomorových dávkovačů eliminován zvýšením pracovního tlaku v prvních pracovních prostorách 4A (dávkovacích komorách) a na to navazujícím zvýšením předpětí pružin výstupních jednosměrných ventilů 45 z dávkovacích komor (viz obr. 2a CZ 2017-759), což na druhou stranu nezbytně vyžaduje požadavek na vyšší tlakovou dimenzi centrálního hydrogenerátoru 1. Z pohledu uvedeného čs. patentu č. 305091, jehož záměrem bylo naopak snížit tlakový požadavek na centrální zdroj tlaku, je takovéto řešení kontraproduktivní.

- 2 CZ 310107 B6

Zvyšovat předpětí pružin výstupních jednosměrných ventilů 45 jen pro vybraná mazací místa 71 s nízkými hydraulickými protitlaky, aby nedocházelo při plnicí fázi k nežádoucímu průtoku maziva do těchto mazacích míst, znemožňuje nastavit toto předpětí pružin přímo u výrobce, což zvyšuje závislost spolehlivosti dávkovačů na lidském faktoru při vlastní montáži dávkovačů.

Nabízející se jiné řešení, použít místo jednoho zubového čerpadla dvojici sériově zapojených čerpadel, by sací problém snad vyřešilo, ale nebylo by to rentabilní řešení - zvýšil by se tím počet použitých komponentů. Vedle této možnosti zvýšit sací schopnost zubového čerpadla snížením vůlí v ozubení a jeho axiálních vůlí, by mohlo na druhou stranu znamenat zvýšené nebezpečí jeho zadření, navíc by to bylo spojeno s vyššími pořizovacími náklady.

Cílem komercionalizace principu dvoupotrubního dávkování, jak je uvedeno výše, bylo snížit pořizovací náklady a zvýšit tak cenovou konkurenceschopnost dvoupotrubních dávkovačů vůči progresívním rozdělovačům a jednopotrubním dávkovačům.

Bohužel provedené zkoušky prokázaly, že běžné (levné) zubové čerpadlo nemá, zvláště u velké vzdálenosti od dávkovačů, a navíc při vyšší konzistenci maziva, schopnost spolehlivě snížit protitlak přebytečného maziva z druhých pracovních prostorů 4B.

U jednokomorových dávkovačů 53, 54 tak doposud brání spolehlivému plnění dávkovacích komor poměrně vysoký zbytkový protitlak v druhých pracovních prostorách 4B, působící proti přesunu dávkovacích pístů 41 do svých dolních úvratí.

Sací i výtlačná schopnost u běžného zubového čerpadla jsou z důvodu vůlí v ozubení a na jeho čelech značně omezené - zvláště pokud je mazivo tímto čerpadlem dlouho hněteno, ztrácí svoji původně vysokou konzistenci (viskozitu) a dochází tak ke snížení účinnosti čerpadla.

Za hydraulický obvod je obecně považována soustava účelně propojených hydraulických prvků zajišťujících požadovanou funkci hydraulického mechanismu, tj. přenos energie mezi hnacím a hnaným členem. Jeho základními prvky jsou zdroj tlaku (hydrogenerátor a zásobník hydraulické kapaliny), potrubí a spotřebič.

Čerpadlo (v hydraulice nazýváno jako hydrogenerátor) je mechanický stroj, který dodává jím protékající (čerpané) kapalině kinetickou, potenciální, nebo tlakovou energii. Mezi nejčastěji používaná čerpadla patří zubové nebo pístové čerpadlo.

V našem případě je u sekčního hydraulického obvodu s jednokomorovými dávkovači hydrogenerátorem sekční čerpadlo 23, druhé pracovní prostory 4B dávkovačů jsou zásobníkem hydraulické kapaliny a dávkovací písty 41, 42 jsou spotřebičem, přičemž účelné propojení těchto hydraulických prvků prostřednictvím dvojice pracovních potrubí A, B splňuje kritéria pro označení za hydraulický obvod, jehož funkcí je doplňování dávkovaného maziva do dávkovacích komor 4A. Obdobně to platí i pro sekci s dvoukomorovými dávkovači pro pohyb šoupátka šoupátkového rozvaděče 43, kde sekční čerpadlo je hydrogenerátorem, zásobníkem maziva jsou první a druhé ovládací pracovní prostory 4X, 4Y a spotřebičem šoupátko rozvaděče 43.

Za sekční hydraulický dávkovací obvod centrálního dávkovacího systému, dále jen „sekční hydraulický dávkovací obvod“, tedy budeme považovat tu část centrálního dávkovacího systému (vyjma centrálních zdroje tlaku a dvojice centrálního vedení P, T), která se aktivně podílí na přesunutí šoupátek rozvaděčů či plnění příslušných dávkovacích komor, nikoliv ale na plnění či vyprazdňování dávkovačů ostatních sekčních hydraulických dávkovacích obvodů daného dvoupotrubního dávkovacího systému.

V našem případě považujeme za sekční hydraulický dávkovací obvod skupinu dávkovačů propojenou prostřednictvím dvojice pracovních vedení se sekčním čerpadlem. Sekční

- 3 CZ 310107 B6 hydraulický dávkovači obvod v tomto uspořádání, připojený prostřednictvím centrálního tlakového vedení P k centrálnímu zdroji tlaku 1, vytváří plnohodnotný hydraulický obvod centrálního dávkovacího systému.

Rozdělení dávkovačů dvoupotrubních centrálních mazacích systémů do několika sekčních skupin (podle CZ 2017-759) se ukázalo být správnou cestou pro spokojenost uživatelů těchto systémů (možnost individuálně mazat vybrané skupiny mazacích míst), jako slabina se ale přitom projevila proměnlivá sací schopnost běžného zubového čerpadla.

Podstata vynálezu

Nedostatky řešení známých ze stavu techniky do jisté míry odstraňuje sekční hydraulický dávkovači obvod, jak je definován v připojených nárocích. Tyto nedostatky do jisté míry odstraňuje také hydraulický dávkovači obvod pro centrální dávkovači systém způsob pro dávkování kapaliny realizovatelný sekčním hydraulickým dávkovacím obvodem dle vynálezu.

Pro naplnění záměru komercionalizovat centrální mazací systémy s jednokomorovými či dvoukomorovými dávkovači je nezbytné zvýšit účinnost cyklického střídání tlakového spádu ve dvojici pracovních vedení A, B, k níž jsou tyto dávkovače připojeny. Znamená to tedy nahradit stávající sekční zubové čerpadlo jiným druhem čerpadla, jehož sací i výtlačná schopnost bude vyšší (nebude tolik závislá na provozních podmínkách), ale které bude mít i stejnou schopnost jako má zubové čerpadlo, tj. z daného hydraulického obvodu v jeden okamžik nasát a současně do něj vytlačit stejné množství kapaliny.

Je obecně známo, že pístová čerpadla, na rozdíl od zubových, mají vynikající sací schopnost, a to bez ohledu na viskozitu čerpaných látek, jsou i méně choulostivá na zadření při běhu naprázdno. Navíc jsou schopna generovat velké až obrovské výstupní tlaky čerpané látky ^[1]. Je přitom ale nezbytné, aby nové sekční čerpadlo bylo schopno v jeden okamžik nasávat a vytlačovat stejné množství maziva, což ale není klasickým pístovým čerpadlům vlastní, jejich výstup je totiž fázově posunut o 180° oproti sání. Podstatnou myšlenkou při návrhu náhrady stávajících zubových čerpadel je tedy navrhnout takovou úpravu běžného pístového čerpadla, aby bylo schopno současně nasávat a vytlačovat stejný objem kapaliny. Znamená to tedy, že nově uvažované pístové čerpadlo by mělo pracovat na základě principu dvojčinného pístového čerpadla ^[2], nebo na základě principu zdvižného pístového čerpadla ^[3]. Jako optimální se autorovi tohoto vynálezu zamlouvá hybrid, jenž by byl kombinací obou těchto uvedených principů. Aby pístová jednotka nově uvažovaného sekčního čerpadla měla dvě vzájemně oddělené pracovní komory, jejichž činnost bude posunuta o 180°.

Zvýšená sací schopnost nově uvažovaného sekčního čerpadla (při plnicí fázi mazacího cyklu dávkovačů) by se měla příznivě projevit zejména u jednokomorových dávkovačů zvýšenou schopností odčerpávat přebytečné mazivo z druhých pracovních prostorů 4B. Vedle toho vysoká výtlačná schopnost sekčního čerpadla pomůže, u dvoukomorových dávkovačů, výrazně zesilovat tlak maziva přiváděného do dávkovačů, a tak snížit požadavek na extrémně vysoký jmenovitý výtlak centrálního zdroje tlaku.

Pístová čerpadla jsou oproti zubovým čerpadlům zpravidla levnější, vyžadují méně údržby a mají nižší spotřebu energie ^[4], což je v souladu se záměrem komercionalizovat dvoupotrubní systémy centrálního mazání.

Výhodně je použité sekční čerpadlo v podstatě hybridem mezi dvojčinným a zdvižným čerpadlem. Výhodně je ovládané vačkovým mechanismem, a je určené pro vysoké tlaky. Je tak konstrukčně podstatně jednodušší s relativně malými požadavky na zástavbový prostor. Přestože má dvě komory, nejedná se o dvojčinné čerpadlo. Pracovní komora je výhodně propojena s

-4CZ 310107 B6 pomocnou pracovní komorou prostřednictvím ventilu, proto je výstup z čerpadla cyklický, jako u klasického jednočinného čerpadla.

Aby ovšem nedocházelo k neřízenému průtoku novým sekčním čerpadlem při výtlačné fázi dávkovačů (v klidovém stavu tohoto sekčního čerpadla), a tím nechtěnému úniku tlaku z jednoho pracovního vedení do druhého pracovního vedení, bude nutno výstup z pístové jednotky tohoto sekčního čerpadla osadit prvkem pro hrazení průtoku, nejjednodušeji hydraulicky řízeným ventilem.

[1] https://automatizace.hw.cz/principy-prumyslovych-cerpadel-6dil-pistova-cerpadla

... „Výhodou prakticky všech pístových čerpadel je schopnost generovat velké až obrovské výstupní tlaky čerpané látky (kapaliny, plynu i hustých a pastovitých materiálů) a dosahovat vynikajících sacích schopností“.

[2] https://strojirenstvi.studentske.cz/2010/11/21-pistova-cerpadla.html

... K dvojčinnému čerpadlu ... „pracovní prostor po obou stranách pístu, při každém zdvihu dochází k sání i výtlaku současně, pracuje rovnoměrněji než jednočinné“.

[3] https://strojirenstvi.studentske.cz/2010/11/21-pistova-cerpadla.html

... K zdvižnému čerpadlu ... „Ve válci čerpadla se pohybuje píst, ve kterém je umístěn výtlačný ventil. Při pohybu pístu dolů se tento ventil otevře a voda se přetlačuje nad píst. Při zdvihu pístu nahoru se výtlačný ventil zavře a píst horní plochou kapalinu vytlačuje a spodní plochou saje. Objemový průtok je stejný jako u jednočinného čerpadla“.

[4] https://topkitparts.com/cs/wiki/difference-between-a-gear-pump-and-a-piston-pump/ „Pístová čerpadla mají oproti zubovým čerpadlům několik výhod: jejich pořízení je levnější; vyžadují méně údržby; mají nižší spotřebu energie; a zvládnou vyšší teploty než zubová čerpadla“.

Objasnění výkresů

Vynález je podrobněji vysvětlen pomocí příkladů zobrazených na výkresech, kde:

Obr. 1 schematicky zobrazuje sekční hydraulický dávkovací obvod 60 centrálního mazacího systému s jednokomorovými dvoupotrubními dávkovači 53, 54 v průběhu plnicí fáze mazacího cyklu, tj. v průběhu plnění prvních pracovních prostorů 4A (dávkovacích komor). Uvedený sekční hydraulický dávkovací obvod je součástí centrálního dvoupotrubního mazacího ztrátového systému, přičemž k centrálnímu zdroji tlaku 1 je připojen prostřednictvím centrálního tlakového a odpadového vedení P, T.

Obr. 2a) schematicky zobrazuje sekční hydraulický dávkovací obvod 61 s dvoukomorovými dvoupotrubními dávkovači 51, 52 v průběhu plnění jejich prvních pracovních prostorů 4A a současného vytlačování dávkovaného maziva z druhých pracovních prostor 4B do připojených mazacích míst 71, když předtím došlo k přesunu šoupátek rozvaděčů 43 do své dolní úvratě.

Uvedený sekční hydraulický dávkovací obvod obsahuje (vedle dávkovačů a dvojice pracovních vedení A, B) sekční čerpadlo 23, sestávající se z dvojice samostatně řízených pístových jednotek 20 a dvojice dvojcestných hydraulicky řízených ventilů 30. K centrálnímu zdroji tlaku 1 je tento sekční hydraulický dávkovací obvod připojen prostřednictvím tlakovému vedení P, a vytváří tak hydraulický obvod centrálního dvoupotrubního mazacího systému s dvoukomorovými dávkovači.

Obr. 2b) zobrazuje obdobný sekční hydraulický dávkovací obvod jako na obr. 2a) s tím rozdílem, že sekční čerpadlo 23 obsahuje dvojici pístových jednotek 20 a jeden trojcestný hydraulicky

- 5 CZ 310107 B6 řízený ventil 30, a dále že v naznačené pozici jsou plněny druhé pracovní prostory 4B a současně vytlačováno dávkované mazivo z prvních pracovních prostorů 4A, když předtím došlo k přesunu šoupátek 43 do své horní úvratě.

Příklady uskutečnění vynálezu

Pod výrazem sekční hydraulický dávkovací obvod 60, 61, jak bylo uvedeno výše v kapitole nazvané „Dosavadní stav techniky“, si budeme představovat uskupení (spojení) hydraulických prvků, jakožto podmnožinu dvoupotrubního centrálního dávkovacího systému, která se aktivně podílí na plnění a případně i vyprazdňování dávkovacích jednotek příslušejících dané sekční skupině, nikoliv ale na plnění či vyprazdňování dávkovacích jednotek příslušející jinému sekčnímu hydraulickému dávkovacímu obvodu. Tam, kde byl nebo bude zmíněn termín dávkovač, budeme mít na mysli dvoupotrubní jednokomorový nebo dvoukomorový dávkovač, obsahující zpravidla více než jednu dávkovací jednotku 4, jejímž úkolem je cyklicky dopravovat do připojeného odběrného místa 71 dávku kapaliny odpovídající geometrickému zdvihu dávkovacího pístu 41, 42. Pod pojmem pracovní vedení si budeme představovat jak potrubí, tak i hadice, a to včetně příslušných šroubení.

Pod výrazem mazivo je myšlen obecnější výraz kapalina, dávkovanou kapalinou tedy nemusí být vždy jen olej či plastické mazivo.

Na obr. 1 je zobrazeno hydraulické schéma sekčního hydraulického dávkovacího obvodu 60, jenž je podmnožinou (výsečí) dvoupotrubního centrálního mazacího systému. K tomuto hydraulickému dávkovacímu obvodu je připojena skupina pěti mazacích míst 71 (tři místa nezobrazena).

V uvedeném příkladu provedení vynálezu se sekční hydraulický dávkovací obvod sestává ze skupiny jednokomorových dávkovačů 53, 54 hydraulicky propojených prostřednictvím dvojice pracovních vedení A, B se sekčním čerpadlem 23. Uvedený sekční hydraulický dávkovací obvod je prostřednictvím centrálního tlakového vedení P a centrálního odpadového vedení T připojen k centrálnímu zdroji tlaku 1, a tak spolu vytváří plnohodnotný hydraulický dávkovací obvod centrálního mazacího systému.

Místo (přípoj) pro připojení dávkovačů k prvnímu pracovnímu vedení A je označen jako X, pro druhé pracovní vedení B je přípoj označen jako Y. Místo pro připojení sekčního čerpadla 23 k prvnímu pracovnímu vedení je označen jako 3x, pro druhé pracovní vedení je přípoj označen jako 3y.

Součástí uvedeného sekčního čerpadla 23 (vedle pístové jednotky 20) je i dvoucestný hydraulicky řízený ventil 30, který při chodu centrálního zdroje tlaku 1 (při výtlačné fázi při klidovém stavu sekčního čerpadla), uzavírá cestu z druhého pracovního vedení B do prvního pracovního vedení A, tj. znemožňuje únik tlaku z druhého pracovního vedení B do prvního pracovního vedení A, potažmo do odpadového centrálního vedení T.

Pístová jednotka 20 obsahuje pracovní píst 21, pracovní komoru 2A a pomocnou pracovní komoru 2B, propojenou prostřednictvím vstupního (sacího) ventilu 24 s uvedenou pracovní komorou. Pracovní komora 2A je výhodně osazena výstupním ventilem 25, případně může pístová jednotka obsahovat i opačně orientovaný pomocný píst 22. Z hlediska zástavbového prostoru je tato pístová jednotka ovládána excentrickým mechanismem (vačkou) 26.

Sekční hydraulický dávkovací obvod se v zobrazené pozici nachází v průběhu plnicí fáze prvních pracovních prostorů 4A (dávkovacích komor), centrální zdroj tlaku 1 je přitom v klidovém stavu.

- 6 CZ 310107 B6

Uvedená pístová jednotka 20 pracuje v cyklickém dvoudobém režimu, tj. v průběhu první půlotáčky excentrického mechanismu (vačky) 26 vytlačuje pracovní píst 21 z pracovní komory 2A dávkovanou kapalinu do prvního pracovního vedení A, a současně stejně velký (malý) geometrický objem maziva nasává pomocný píst 22 z druhého pracovního vedení B do pomocné pracovní komory 2B. Vznikající tlakový spád mezi místem X pro připojení dávkovačů k prvnímu pracovnímu vedení a místem Y pro připojení dávkovače k druhému pracovního vedení uvádí mazivo nacházející se v dávkovacích jednotkách 4 do pohybu. Pohybující se mazivo unáší sebou pracovní písty 41, 42 do jejich dolních úvratí, přitom se první pracovní prostory 4A zvětšují (naplňují novou dávkou maziva) a druhé pracovní prostory se zmenšují (odklízí se přebytečné mazivo směrem do pomocné pracovní komory 2B pístové jednotky 20).

Při druhé půlotáčce vačky 26 se pohyb kapaliny i dávkovacích pístů v dávkovačích zastaví, přitom dochází v sekčním čerpadle k přemisťování maziva z pomocné pracovní komory 2B pístové do pracovní komory 2A. Takto se to cyklicky opakuje až do konce plnicí fáze mazacího cyklu, tj. do dosednutí všech dávkovacích pístů do svých dolních úvratí.

Navazující fázi vytlačování maziva z dávkovačů, tj. druhou fázi mazacího cyklu, zahájíme současně u všech sekčních hydraulických dávkovacích obvodů, a to spuštěním chodu centrálního zdroje tlaku 1, přičemž sekční čerpadla 23 všech sekčních hydraulických dávkovacích obvodů jsou v klidu. Hydraulicky ovládané ventily 30 všech sekčních hydraulických obvodů uzavírají cestu z druhých pracovních vedení B do prvních pracovních vedení A, čímž zabraňují úniku příslušného pracovního tlaku pB směrem do centrálního odpadového vedení T.

Jen ale u toho sekčního hydraulického dávkovacího obvodu, jehož dávkovače byly předtím naplněny novou dávkou maziva, dojde k vytlačení tohoto maziva do připojených mazacích míst, tedy obecně do cílového místa pro dávkování kapaliny neboli odběrného místa. U dávkovačů ostatních sekčních hydraulických dávkovacích obvodů, které nebyly předtím naplněny novou dávkou, k žádnému vytlačení dávky kapaliny nedojde, ledaže by při předchozí výtlačné fázi nebyla u některé dávkovací jednotky vytlačena celá jmenovitá dávka (např. z důvodu velkého odporu mazacího místa).

Sekční pístové čerpalo podle tohoto vynálezu zajišťuje vysokou sací schopnost a tím, že současně nasává a vytlačuje stejné množství maziva, splňuje kritérium pro spolehlivý plnicí posuv dávkovacích pístů. Na rozdíl od zubového čerpadla je pístové čerpadlo schopno spolehlivě vyvolávat mezi prvními a druhými pracovními prostory 4A, 4B dostatečný tlakový spád i při větších vzdálenostech od dávkovačů.

Na obr. 2a) je uvedeno zapojení nového sekčního čerpadla 23 do sekčního hydraulického dávkovacího obvodu 61 s dvojicí dvoukomorových dávkovačů 51, 52, vzájemně propojených dvojicí pracovních vedení A, B.

Sekční čerpadlo 23 obsahuje dvojici pístových jednotek 20 a dvojici dvoucestných hydraulicky řízených ventilů 30, z nichž vždy při chodu té které pístové jednotky jeden z nich uzavírá cestu pro únik pracovního tlaku z pracovní komory 2A směrem do pomocné pracovní komory 2B aktivované pístové jednotky 20. Pomocná pracovní komora 2B má stejnou funkci jako v případu provedení podle obr. 1, je to rezervoár pro nasátí určitého (malého) množství maziva z druhého pracovního vedení B, potažmo z druhých pracovních prostorů 4Y, aby při další půlotáčce vačky 26 mohl být její obsah přemístěn do pracovní komory 2A pístové jednotky.

Uvedené pístové jednotky 20 obsahují, obdobně jako v předchozím příkladu provedení vynálezu podle obr. 1, pracovní píst 21, pracovní komoru 2A, pomocnou pracovní komoru 2B, vstupní (sací) ventil 24 a výtlačný ventil 25. Napravo umístěná pístová jednotka 20 obsahuje i opačně orientovaný pomocný píst 22. Obě pístové jednotky jsou ovládány samostatně excentrickým mechanismem (vačkou) 26.

- 7 CZ 310107 B6

V levé části obrázku je hydraulicky řízený ventil 30 zobrazen ve formě schematické značky, v pravé části obrázku ve formě schematického řezu. Jedná se o příklad provedení dvoucestného hydraulicky řízeného ventilu, jehož uzavíracím elementem je kulička 31 dosedající do sedla ventilu, uložená ve válcovém prostoru, ovládaná v obou směrech svého pohybu pístky 33a a 33b.

Cyklické střídání tlaků ve dvojici pracovních vedení, potažmo v dávkovačích, je zajišťováno střídavým uváděním do chodu pístových jednotek 20, kdy při chodu centrálního zdroje tlaku 1 je jedna pístová jednotka v chodu a druhá pístová jednotka v klidovém stavu.

Sekční hydraulický dávkovací obvod 61 je zobrazen v průběhu plnění prvních pracovních prostorů 4A novou dávkou maziva, a to při současném vytlačování dávkovaného maziva z protilehlých druhých pracovních prostorů 4B do připojených mazacích míst 71. Přitom je spolu s centrálním zdrojem tlaku 1 v chodu i pístová jednotka 20, zobrazena v pravé části obrázku.

Účinkem postupně vznikajícího tlakového spádu mezi prvním a druhým pracovním vedením A, B, resp. mezi prvními a druhými ovládacími prostory 4X, 4Y, se nejprve uzavřel pravý hydraulicky řízený ventil 30 a otevřel levý hydraulicky řízený ventil 30, čímž došlo k uzavření cesty pro únik tlaku z prvního pracovního vedení A a otevření cesty pro únik maziva z druhých pracovních prostorů 4Y, a to směrem do pomocné pracovní komory 2B aktivované (pravé) pístové jednotky.

Následkem přeneseného tlakového spádu do dávkovacích jednotek se nejprve přesunula šoupátka rozvaděčů 43 (směrem dolů), čímž se otevřela cestu pro přívod nového maziva do prvních pracovních prostorů 4A. Účinkem narůstajícího tlaku v prvních pracovních prostorách se dávkovací písty 41 pohybují do svých dolních úvratí a přitom vytlačují mazivo z protilehlých druhých pracovních prostorů do připojených mazacích míst 71.

Na obr. 2b) je zobrazen sekční hydraulický dávkovací obvod 61, obdobný sekčnímu hydraulickému dávkovacímu obvodu jako na obr. 2a) s tím rozdílem, že dvojice dvoucestných hydraulický řízených ventilů 30 je sdružena do jednoho trojcestného hydraulického ventilu. Uvedený sekční obvod se nachází v průběhu plnění druhých pracovních prostorů 4B novou dávkou maziva, a to při současném vytlačování dávkovaného maziva z protilehlých prvních pracovních prostorů 4a. Přitom jev chodu centrální zdroj tlaku 1 a pístová jednotka 20, zobrazena v levé části obrázku.

Sdružený trojcestný hydraulicky řízený ventil 30 uzavírá cestu pro únik pracovního tlaku z druhého pracovního vedení B ve směru do pomocné pracovní komory 2B aktivované levé pístové jednotky 20, a přitom otevírá cestu pro únik přebytečného maziva z prvních ovládacích prostorů 4X směrem do pomocné pracovní komory levé aktivované pístové jednotky.

Následkem vznikajícího tlakového spádu mezi druhými ovládacími prostory 4Y a prvními ovládacími prostory 4X se nejprve přesunula šoupátka rozvaděče 43 do horních úvratí a otevřela tak cestu pro přívod maziva do druhých pracovních prostorů 4B.

Při současném chodu centrálního zdroje 1 tlaku i pístové jednotky 20 tato jednotka při svém chodu výhodně multiplikuje tlak kapaliny přiváděný do dávkovače z centrálního zdroje 1 tlaku. Tedy je při současném chodu pístové jednotky 20 a chodu centrálního zdroje 1 tlaku při výtlačné fázi pístové jednotky z pracovní komory 2A vytlačována kapalina pod tlakem, jež se při zanedbání tlakových ztrát rovná součtu výtlačného tlaku centrálního zdroje 1 a výtlačného tlaku pístové jednotky 20.

Za sekční hydraulický dávkovací obvod budeme vždy považovat sestavu hydraulických prvků, sestávající se z minimálně jednoho dvoupotrubního dávkovače propojeného prostřednictvím dvojice pracovních vedení A, B se sekčním čerpadlem 23, které v sobě zahrnuje minimálně jednu dávkovací jednotku 20 a minimálně jeden hydraulicky řízený ventil 30, přičemž uvedená pístová

- 8 CZ 310107 B6 jednotka obsahuje dvě komory - pracovní komoru 2A a pomocnou pracovní komoru 2B, vzájemně propojené zpětným sacím ventilem 24.

Uvedené příklady provedení vynálezu nejsou vyčerpávající. Jednotlivé činnosti popsané v souvislosti s jedním z obrázků jsou zamýšleny jako aplikovatelné i jako činnosti na jiném obrázku, pokud to není výslovně zapovězeno nebo pro odborníka jasně vyplývá, že takováto aplikace není možná či vhodná.

U centrálních mazacích systémů s dvoukomorovými dávkovači umožní sekční čerpadlo výrazně zvyšovat tlak přiváděný do dávkovačů z centrálního hydrogenerátoru, což umožňuje překonávat vyšší odpory připojených mazacích míst, nebo snížit výkon centrálního zdroje tlaku. Pokud bude mít sekční čerpadlo např. výtlak lehce nad 200 bar (což není žádný problém), můžeme přibližně o tuto hodnotu snížit tlakový parametr centrálního zdroje tlaku, tj. ze 400 bar na přibližně 200 bar. Spolu s tím samozřejmě můžeme snížit tlakovou dimenzi všech komponentů centrálního rozvodu.

Použití sekčních pístových čerpadel (namísto stávajících zubových) umožní dvoupotrubním centrálním ztrátovým mazacím systémům se komerčně přiblížit jiným doposud levnějším mazacím systémům, např. s progresívními rozdělovači, nebo dokonce i mazacím systémům s jednopotrubními dávkovači, zvláště pokud použijeme jen jednokomorové dávkovače 54 s jednoduchými dávkovacími písty.

Claims (4)

1. Sekční hydraulický dávkovači obvod pro připojení k centrálnímu tlakovému vedení (P) a centrálnímu zdroji (1) tlaku, tento sekční hydraulický dávkovací obvod zahrnující aspoň jeden přípoj (7) pro připojení na odběrné místo (71) a alespoň jeden dvoupotrubní dávkovač napojený skrze dvojici pracovních vedení (A, B) na sekční čerpadlo (23), přičemž dávkovač zahrnuje alespoň jednu dávkovací jednotku (4) zahrnující alespoň jeden první pracovní prostor (4A) a alespoň jeden druhý pracovní prostor (4B) a dávkovací píst (41, 42) posuvně uložený mezi prvním pracovním prostorem (4A) a druhým pracovním prostorem (4B), přičemž druhý pracovní prostor (4B) je propojený prostřednictvím uvedené dvojice pracovních vedení (A, B) a sekčního čerpadla (23) s protilehlým prvním pracovním prostorem (4A), přičemž první pracovní prostor (4A) je propojený s přípojem (7), vyznačující se tím, že sekční čerpadlo (23) obsahuje alespoň jednu pístovou jednotku (20) s pracovní komorou (2A) propojenou s prvním pracovním vedením (A) a pomocnou pracovní komoru (2B) propojenou s druhým pracovním vedením (B), přičemž tyto komory jsou propojeny jednosměrným ventilem (24), a to ve směru od pomocné pracovní komory (2B) do pracovní komory (2A), přičemž alespoň jedna pístová jednotka (20) zahrnuje aspoň jeden píst se dvěma protilehlými čely, která jsou od sebe v konstantní vzdálenosti, přičemž tento aspoň jeden píst je posuvně uložený mezi pracovní komorou (2A) a pomocnou pracovní komorou (2B), přičemž jedno čelo zasahuje do pracovní komory (2A) a druhé čelo zasahuje do pomocné pracovní komory (2B).

2. Sekční hydraulický dávkovací obvod pro připojení k centrálnímu tlakovému vedení (P) a centrálnímu zdroji (1) tlaku, tento sekční hydraulický dávkovací obvod zahrnující a alespoň jeden přípoj (7) pro připojení na odběrné místo (71) a alespoň jeden dvoupotrubní dávkovač napojený skrze dvojici pracovních vedení (A, B) na sekční čerpadlo (23), přičemž dávkovač zahrnuje alespoň jednu dávkovací jednotku (4) zahrnující alespoň jeden první pracovní prostor (4A), alespoň jeden druhý pracovní prostor (4B), rozvaděč a dávkovací píst (41) posuvně uložený mezi prvním pracovním prostorem (4A) a druhým pracovním prostorem (4B), přičemž rozvaděč zahrnuje alespoň jeden první ovládací prostor (4X) napojený na první pracovní prostor (4A), alespoň jeden druhý ovládací prostor (4Y) napojený na druhý pracovní prostor (4B) a dále rozvaděč zahrnuje aspoň jedno šoupátko (43) posuvně uložené mezi prvním ovládacím prostorem (4X) a druhým ovládacím prostorem (4Y), přičemž druhý ovládací prostor (4Y) je propojený prostřednictvím uvedené dvojice pracovních vedení (A, B) a sekčního čerpadla (23) s protilehlým prvním ovládacím prostorem (4X), přičemž první pracovní prostor (4A) je skrze rozvaděč propojený s přípojem (7), vyznačující se tím, že sekční čerpadlo (23) obsahuje alespoň jednu pístovou jednotku (20) s pracovní komorou (2A) propojenou s prvním pracovním vedením (A) a pomocnou pracovní komoru (2B) propojenou s druhým pracovním vedením (B), přičemž tyto komory jsou propojeny jednosměrným ventilem (24), a to ve směru od pomocné pracovní komory (2B) do pracovní komory (2A), přičemž alespoň jedna pístová jednotka (20) zahrnuje aspoň jeden píst se dvěma protilehlými čely, která jsou od sebe v konstantní vzdálenosti, přičemž tento aspoň jeden píst je posuvně uložený mezi pracovní komorou (2A) a pomocnou pracovní komorou (2B), přičemž jedno čelo zasahuje do pracovní komory (2A) a druhé čelo zasahuje do pomocné pracovní komory (2B).

3. Sekční hydraulický dávkovací obvod podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že alespoň jedna pístová jednotka (20) zahrnuje právě jeden píst, přičemž obě čela jsou na tomto pístu.

4. Sekční hydraulický dávkovací obvod podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že alespoň jedna pístová jednotka (20) zahrnuje pracovní píst (21), pomocný píst (22) a vačku (26), přičemž pracovní píst (21) zahrnuje jedno čelo a pomocný píst (22) zahrnuje druhé čelo, přičemž vačka (26) je excentricky otočně uchycena mezi pracovní píst (21) a pomocný píst (22) a je v kontaktu s pracovním pístem (21) a pomocným pístem (22).