190830. lajstromszámú szabadalom • Hidraulikus vezérlőszerv
1 190 830 2 tömítettséggel vezérelhetők, méretnagyságtól függetlenül, ugyanakkor a szükséges kapcsolási erő független a nyomástól, így nagy nyomások mellett is nagyszámú kapcsolás hajtható végre könnyen és üzembiztosán, a tömítettség megőrzése mellett. A kitűzött feladatot a találmány értelmében azáltal oldjuk meg, hogy a vezérlőgyűrü végtartományaiban külső kúpalakú illesztő felületekkel és belső tölcséralakú illesztőfelületekkel van ellátva, ahol a vezérlőgyűrű külső illesztő felületei felületüket tekintve nagyobbak, mint a belső illesztő felületek, ugyanakkor a vezérlőgyűrű hossza kisebb, mint a vezérlő tolattyún kialakított két szelepülék távolsága, emellett a vezérlő tolattyún kialakított szelepülékek távolsága nagyobb, mint a szelepházfuratban kiképzett szelepülékek távolsága, ahol ezen szelepülékeket tengelyirányban húzódó hengerfelületek és radiális síkok határolják, és a vezérlő tolattyú két szelepüléke között a szelepülékekhez a vezérlőgyűrű elmozdulási tartományában közvetlenül csatlakozó és a vezérlő tolattyúban tengelyirányban húzódó csatornához vezető összekötő nyílások vannak kialakítva. Ezen találmány szerint intézkedésekkel biztosítjuk, hogy egyrészt a beépített vezérlőgyűrűt az átvezetett közeg nyomása megfelelő záróhelyzetben tartsa, ugyanakkor azonban a hidraulikus vezérlőszerv másik kapcsolási helyzetbe való átkapcsolása a nyomás nagyságától függetlenül menjen végbe. Magára a vezérlő tolattyúra nem hatnak az átvezetett közegtől származó tengelyirányú nyomóerők, így a vezérlő tolattyú elmozdításához, legalábbis az egyik eltolási irányban, csupán egy esetlegesen beépített nyomórugó csekély erejét illetve a tömítések rászorulási erejét kell legyőzni. Amint azonban a vezérlő tolattyút kismértékben elmozdítjuk, a vezérlőgyűrű megfelelő belső illesztőfelülete és a vezérlőtolattyún kialakított hozzárendelt szelepülék között egy gyűrűalakú rés nyílik meg, így a nyomás azonnal leépül illetve a vezérlőgyűrű mindkét oldalán azonos nyomás uralkodik, így a vezérlő tolatytyú további elmozdításánál a vezérlőgyűrű többlet erőráfordítás nélkül azzal együtt eltolható egészen addig, amíg átellenes kapcsolási helyzetébe nem jut. A találmánnyal tehát lényegében olyan ülékes útszelepeket hozunk létre, amelyeknél a kapcsolási erő a nyomástól független, így az ilyen hidraulikus vezérlőszervek a szelepházfurat és a vezérlő tolatytyú nagy átmérői esetén is, tehát nagy átfolyó mennyiségek esetén is alkalmazhatók. Ennek ellenére biztosítjuk ugyanakkor a tolattyús szelepek előnyeit, miután y2-utas Szelepet, vagyis négy áram-, lási iránnyal és két kapcsolási helyzettel rendelkező szelepet tudunk létrehozni. Az ilyen hidraulikus vezérlőszerv az építési méretektől függetlenül nagy nyomásra is alkalmas, amivel szemben a hagyományos felépítésű ülékes szelepek nagy nyomásra csak kis névleges átmérő esetén alkalmasak. Tolattyús szelepeknél ilyen nagy nyomások egyáltalán nem is alkalmazhatók. A viszonylag egyszerű konstrukciós intézkedések ellenére tehát olyan hidraulikus vezérlőszervet tudunk létrehozni, amely nyomástól függetlenül kapcsolható és amely nagy nyomásokhoz és nagy átmenő teljesítmények esetén is egyaránt alkalmazható. A 337 509 sz. osztrák szabadalmi leírás alapján ismert egy tengelykapcsoló hidraulikus működtetésére szolgáló vezérlőszerv, amelynél egy dugattyúnyúlványon segédtolattyú van elrendezve, amely segédtolattyú azonban csak arra szolgál, hogy a vezérlő tolattyú mozgásához képest lassabb szelepülék-záródás menjen végbe. Zárt állapotban az átfolyó közeg teljes nyomása hat erre a segédtolattyúra, így feltétlenül szükséges, hogy egy megfelelő dugattyú révén ellenerőt hozzanak létre, miközben az átvezetett nyomóközeget a vezérlő tolattyú hoszszanti furatán kell ehhez a dugattyúhoz vezetni. Az ilyen kialakításnál tehát a vezérlő tolattyú kismértékű elmozdításával nem épül le azonnal a segédtolattyúra ható nyomás, mivel ezen segédtolattyú nyitása csak nyomórugó kiengedését követő, kellő hosszúságú út megtétele után válik lehetségessé. Egyébként az ilyen kialakítással is csak egy 2/2-utas szelep hozható létre. A 29 28 015 sz. NSZK közrebocsátási iratban leírt másik ismert kialakításnál egy vezérlő szerkezetnél egy fődugattyú és egy segéddugattyú van beépítve, ahol a tisztán vezérlési elmozdulásokat, vagyis a csatlakozó vezetékek összekötésére vagy kölcsönös lezárására szolgáló kapcsolási folyamatokat csak a fődugattyú hajtja végre, úgyhogy itt is tulajdonképpen egy tolattyús szelepről van szó. Ennélfogva az ilyen vezérlő szerkezet is csak viszonylag kis nyomásokra alkalmazható. A segéddugattyú, amely a fődugattyú hengernyúlványán van eltolhatóan elrendezve, csupán a fődugattyú elmozdításának támogatására, illetve úthatárolásra szolgál a fődugattyú állításakor. Egy ülékes szelep létrehozásának lehetőségét ezen kiviteli alakból nem lehet kiolvasni. A jelen találmány tehát az eddig ismert megoldásokkal szemben lényeges előrelépést jelent, mivel egyszerű szerkezeti felépítése és egyszerű, nyomástól független kapcsolási folyamatai ellenére lehetővé teszi a legnagyobb nyomásoknál történő alkalmazást kis és nagy átmenő teljesítmények esetén egyaránt. A találmány további jellemzőit és különleges előnyeit a csatolt rajzon látható kiviteli példák kapcsán ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1-3. ábrák egy találmány szerinti hidraulikus vezérlőszerv vízszintes metszetét mutatják, különböző kapcsolási helyzetekben, a 4. és 4/a ábrák a hidraulikus vezérlőszerven átvezető lehetséges áramlási utak vázlatos képét mutatják, az 5. ábra a vezérlőgyűrüt körülvevő tartomány 1-3. ábrákhoz képest felnagyított képét tünteti fel, a 6. ábra a szelepház távlati képe, ráépített kézi szivattyúval, a 7. ábra a szelepházra épített szivattyúház elölnézete, a 8. ábra a 7. ábra I-I vonala szerinti metszet, a 9. ábra a 7. ábra II—II vonala szerinti metszet, a 10. ábra a 7. ábra III—III vonala szerinti metszet, all. ábra a szivattyúház oldalnézete. Amint az az ábrákból kitűnik, a találmány szerinti hidraulikus vezérlőszerv lényegében 1 szelepházból, 2 vezérlő tolattyúból, 3 vezérlőgyürűből, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
