190830. lajstromszámú szabadalom • Hidraulikus vezérlőszerv
1 190 830 2 A találmány tárgya hidraulikus vezérlőszerv, szelepházzal és egy szelepházfuratban eltolható vezérlő tolattyúval, amelynél a szelepházfuratban' egymástól adott tengelyirányú távolságban két szelepülék van kiképezve, valamint több, egymással a vezérlő tolattyú helyzetétől függően összeköthető vagy kölcsönösen lezárható csatlakozó vezetékkel. Utszelepek segítségével általában valamely nyomóközeg indítását, leállítását, valamint folyási irányát vezérlik, és ezzel végsősoron valamely fogyasztó (munkahenger vagy hidromotor) mozgási irányát vagy tartózkodási helyzetét határozzák meg. Az útszelepeket felépítésük szerint két csoportra lehet felosztani ; egyrészt ülékes útszelepekre, másrészt pedig tolattyús útszelepekre. Azz ülékes útszelepek alapvetően abban különböznek a tolattyús útszelepektől, hogy olajszivárgásmentes lezárást biztosítanak, ami a tolattyús szelepeknél a dugatytyú és a szelepház között szükséges illesztési játék miatt nem lehetséges. Az ülékelem többnyire golyó, amelyet alaphelyzetben rugó szorít egy szelepünkre. Az ilyen szelepek 700 bar nyomásig is alkalmazhatók, azonban csak kisebb méretű típusoknál (6 mm névleges átmérőig). Több áramlási út és több kapcsolási helyzet esetén több szelepgolyót kell alkalmazni. Több áramlási út esetén ezért általában megfelelő módon több ülékes útszelepet építenek össze. Az ilyen ülékes szelepek azonban csak bizonyos szelepülék-, illetve vezérlőtolattyú-átmérőig alkalmazhatók, mivel különben a szükséges kapcsolási erő, amelyet az uralkodó hidraulikus nyomás ellen kell kifejteni, túlságosan nagy lesz. Az útszelepek felépítésében leggyakrabban alkalmazott elv a tolattyús útszelepek elve. Ennek a kialakításnak a legfőbb előnyei a viszonylag egyszerű szerkezeti felépítésben, a viszonylag nagy kapcsolási teljesítményben és különösen a megvalósítható vezérlési funkciók nagy számában rejlenek. Ezeknél a szelepeknél a szelepház furatában egy eltolható vezérlő tolattyú van elrendezve, amely különböző helyzeteiben lefedi vagy szabaddá teszi a csatlakozó vezetékeket. Tolattyús szelepként kialakított hidraulikus vezérlőszervek azonban csak maximum 3S0 bar nyomásig alkalmazhatók. Ismeretes egy közvetlen mágneses működtetésű ülékes szelep is, 2/2-, illetve 3/2-utas kialakításban, amelynél egy szelepházfuratban két, egymástól adott távolságban elrendezett szelepülék van kialakítva, ahol vezérlő tolattyú képezi a szeleptesteket és ezek a szeleptestek a kívánt áramlási utak függvényében a megfelelő szelepülékeken fekszenek föl. A szelepek zárási nyomását a hidraulikus nyomás hatása növeli, miközben azonban ez a többletnyomás a szelep átkapcsolásánál is ellenhatást gyakorol. Ennek bizonyos mértékű kiegyenlítésére ellennyomásokat kell felépíteni, ami azáltal érhető él, hogy a hidraulikus nyomást a vezérlő tolattyú egymással szemközti végeihez is odavezetik. Az ilyen ülékes útszelepek ezen két kapcsolási helyzettel általában csak két, maximum három áramlási irányt tesznek lehetővé. A 2 088 976 sz. francia szabadalmi leírás alapján ismert egy olyan megoldás, amely egy vezérlő tolattyúra erősített vezérlőgyűrűt tartalmaz, ahol mind a szelepházon, mind pedig a vezérlő tolattyún illesztő felületek vannak kialakítva. Ennél a megoldásnál az illesztő felületek teljes egészükben radikális síkokban helyezkednek el. Ily módon azonban igen nagy felületű felfekvés jön létre a szelepülékek és a vezérlőgyűrű illesztő felületei között. Emellett az ilyen kialakításnál különösen hátrányos az is, hogy nagyon nagy visszaállitási, illetve átállítási erők szükségesek a vezérlő tolattyú működtetéséhez. A szelepülékeket hordozó részek edényszerűen vannak kialakítva és nagy átmérővel rendelkeznek, amely lényegesen meghaladja a tulajdonképpeni vezérlő tolattyú átmérőjét. Ezáltal nagy erők hatnak az edényszerű részekre, amely erők a vezérlő tolattyú átállítását különlegesen nagy nyomások esetén gyakorlatilag lehetetlenné teszik. Emiatt rendkívül nagy erőket kellene alkalmazni a vezérlő tolattyú és vele a vezérlőgyűrű elmozdításához. Az 1 296 909 sz. NSZK-beli szabadalmi leírás egy hasonló jellegű megoldást ismertet, amelynek tárgya egy többutú szelep, amelynél a vezérlő tolattyúra egy vezérlőgyűrű van axiális irányban mozgathatóan felszerelve. Mind a szelepülékek, mind pedig a vezérlőgyűrűn levő illesztő felületek radiálisán kiterjedő síkokban vannak elrendezve, így mindig egy viszonylag nagy felületű felfekvés adódik. A nyomóközegnél viszonylag gyakran előfordul, hogy kisebb szennyeződéseket tartalmaz, amelyek a tömítendő tartományba jutva az ilyen illesztő felületeknél tömítetlenséget okozhatnak. Emiatt az ilyen elrendezésnél feltétlenül szükséges, hogy a vezérlőgyűrű oldalfelületeit rugalmasan utánengedő anyagból készítsék. Ebből viszont az a veszély adódik, hogy az illesztő felületek elhasználódása, kopása következtében megintcsak nincs biztosítva a szükséges tömítettség. Ezenkívül az ilyen rugalmasan utánengedő részekkel rendelkező tömítés nem alkalmazható nagy nyomások esetén. Rugalmas anyagból készült illesztő felületeknél ugyanis az anyagban hidegfolyás jön létre, így minden tömítési folyamat után megnő a szelepút a tömítés biztosításához. Az így kiképzett szelepek az elmondottak miatt legfeljebb 35 bar nyomásig alkalmazhatók. 1000 bar és efölötti nyomásoknál a tömítési problémák már lényegesen nagyobbak, ahol különösen kisméretűnek kell a vezérlő tolattyú tömítő ütközőit kiképezni, hogy ily módon egyáltalán lehetséges legyen a vezérlő tolattyút viszonylag kis erőráfordítással elmozdítani. A fent leírtak szerinti kialakításnál különösen abból adódnak nehézségek az illesztő felületekkel kapcsolatban, hogy gyakorlatilag minden szelepkapcsolásnál egy másik felület lép működésbe, emellett az itt alkalmazott vezérlőgyűrű nincs exakt módon a vezérlő tolattyún megvezetve, hanem radiális irányban amint az a rajzból is kitűnik, elmozdulhat. így a vezérlőgyűrű és a vezérlő tolattyú felülete között viszonylag nagy játék van. A találmány által megoldandó feladat olyan hidraulikus vezérlőszerv létrehozása, amelynél egyesíthetök a tolattyús útszelepek előnyei az ülékes útszelepekéivel, így általa nagyon nagy nyomások is jó 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
