RZECZPOSPOLITA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 182625 POLSKA (13) B1 (21 ) Numer zgłoszenia: 319119 Urząd Patentowy Data zgłoszenia: 21.03.1997 Rzeczypospolitej Polskiej (51) Int.Cl.7 F15B 15/00 (54) Pneumatyczno-hydrauliczny przetwornik (43) Zgłoszenie ogłoszono: (73) Uprawniony z patentu: 28.09.1998 BUP 20/98 Psiurski Franciszek, Brzeg, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: (72) Twórcy wynalazku: 28.02.2002 WUP 02/02 Franciszek Psiurski, Brzeg, PL PL 182625 B1 (57)1. Pneumatyczno-hydrauliczny przetwór nik ciśnienia zawierający pneumatyczny tłokowy siłownik i połączony szeregowo z nim hydrau liczny nurnikowy siłownik znamienny tym, że ma cylinder (4) rozdzielony poprzecznie przegrodą (5), w której to przegrodzie (5) ma osa dzony jednym końcem hydrauliczny cylinder (6) wysokiego ciśnienia, tkwiący drugim końcem w przedniej pokrywie (1), a pneumatyczny tłok (3) zespolony z nurnikiem (7) ma suwak (8) połą czony z pneumatycznym tłokiem (3) z przeciw nej strony względem nurnika (7), który to suwak (8) jest osadzony suwliwie w komorze (9) umieszczonej na zewnętrz tylnej pokrywy (2), przy czym suwak (8) ma osiowy kanał (10) z wlotem do komory (9) i wylotem do podtłoko wej komory (11) pneumatycznego siłownika (P) po stronie nurnika (7), a przestrzeń między prze grodą (5) i przednią pokrywą (1) cylindra (4) jest zbiornikiem (Z) na hydrauliczne medium.
Pneumatyczno-hydrauliczny przetwornik Zastrzeżenia patentowe 1. Pneumatyczno-hydrauliczny przetwornik ciśnienia zawierający pneumatyczny tłokowy siłownik i połączony szeregowo z nim hydrauliczny nurnikowy siłownik znamienny tym, że ma cylinder (4) rozdzielony poprzecznie przegrodą (5), w której to przegrodzie (5) ma osadzony jednym końcem hydrauliczny cylinder (6) wysokiego ciśnienia, tkwiący drugim końcem w przedniej pokrywie (1), a pneumatyczny tłok (3) zespolony z nurnikiem (7) ma suwak (8) połączony z pneumatycznym tłokiem (3) z przeciwnej strony względem nurnika (7), który to suwak (8) jest osadzony suwliwie w komorze (9) umieszczonej na zewnętrz tylnej pokrywy (2), przy czym suwak (8) ma osiowy kanał (10) z wlotem do komory (9) i wylotem do podtłokowej komory (11) pneumatycznego siłownika (P) po stronie nurnika (7), a przestrzeń między przegrodą (5) i przednią pokrywą (1) cylindra (4) jest zbiornikiem (Z) na hydrauliczne medium. 2. Pneumatyczno hydrauliczny przetwornik według zastrz. 1, znamienny tym, że ma w przedniej pokrywie (1) ssawny zawór (12) osadzony w ssawnym kanale (13), który to ssawny kanał (13) łączy zbiornik (Z) z tłoczną komorą (14), oraz ma tłoczny zawór (15) osadzony w tłocznym kanale (16), który łączy tłoczną komorę (14) z odbiornikiem, ponadto ma spustowy kanał, (17) łączący spustowy króciec (18) ze zbiornikiem (Z). 3. Pneumatyczno hydrauliczny przetwornik według zastrz. 2, znamienny tym, że ma wewnątrz zbiornika (Z) przelewowy zawór (19) połączony z tłocznym kanałem (16) między tłocznym zaworem (15) a wylotem tłocznego kanału (16) od strony odbiornika 4. Pneumatyczno hydrauliczny przetwornik według zastrz. 1, znamienny tym, że przegroda (5) jest osadzona ciasno suwliwie w cylindrze (4) i jest uszczelniona względem cylindra (4) uszczelką (20), a do cylindra (6) wysokiego ciśnienia jest zamocowana wzdłużnie za pomocą oporowych elementów (21, 22). 5. Pneumatyczno hydrauliczny przetwornik według zastrz. 1, znamienny tym, że pneumatyczny tłok (3) ma od strony tylnej pokrywy (2) amortyzator (23) w formie krążka z elastycznego materiału, który wystaje poza obrys tłoka (3). 6. Pneumatyczno hydrauliczny przetwornik według zastrz. 1, znamienny tym, że nurnik (7) i suwak (8) stanowią jednolitą całość, na którą jest nasadzony tłok (3) jako oddzielny elem ent. * * * Przedmiotem wynalazku jest pneumatyczno hydrauliczny przetwornik ciśnienia zawierający pneumatyczny tłokowy siłownik i połączony szeregowo z nim hydrauliczny nurnikowy siłownik. Przetwornik jest przeznaczony do zasilania urządzeń z napędem hydraulicznym o wysokim ciśnieniu medium, a pierwotnym źródłem energii jest sprężone powietrze o niskim ciśnieniu. Przetwornik służy zwłaszcza do zasilania urządzeń przenośnych i jako taki jest zbudowany w szczególności jako zespół przenośny. Znany z publikacji T.M. Baszta, Hydraulika w budowie maszyn, WNT, Warszawa, 1966, s. 400, przetwornik ma dwa siłowniki sprzężone posobnie. Siłownik niskiego ciśnienia ma tłok o większej średnicy, natomiast sprzężony z nim tłok wysokiego ciśnienia ma tłok o mniejszej średnicy. Stosunek uzyskiwanego wyższego ciśnienia hydraulicznego medium do wejściowego niższego ciśnienia jest odwrotnie proporcjonalny do stosunku średnic tłoków. Siłownik niskiego ciśnienia jest połączony ze źródłem zasilania, a siłownik wysokiego ciśnienia jest połączony z odbiornikiem oraz zbiornikiem hydraulicznego medium stanowiącym odrębną jednostkę konstrukcyjną.
182 625 3 Celem wynalazku jest pneumatyczno hydrauliczny przetwornik ciśnienia ukształtowany jako zespół przenośny. Cel ten osiągnięto tworząc przetwornik z cylindra zamkniętego z obu końców pokrywami, który to cylinder jest rozdzielony poprzecznie szczelną przegrodą, która rozdziela cylinder na część pneumatycznego siłownika i na część tworzącą zbiornik hydraulicznego medium z usytuowanym wewnątrz tego zbiornika siłownikiem wysokiego ciśnienia, przez co pneumatyczny siłownik, hydrauliczny siłownik i zbiornik hydraulicznego medium tworzą zwarty zespół nadający się do przenoszenia. We wspomnianej przegrodzie jest osadzony jednym końcem hydrauliczny cylinder wysokiego ciśnienia, który drugim końcem tkwi w przedniej pokrywie zamykającej cylinder, czyli hydrauliczny cylinder wysokiego ciśnienia mieści się w zbiorniku hydraulicznego medium. Pneumatyczny tłok, który jest zespolony z nurnikiem hydraulicznego siłownika wysokiego ciśnienia, ma suwak połączony z pneumatycznym tłokiem z przeciwnej strony względem wspomnianego nurnika. Suwak ten jest osadzony suwliwie w komorze umieszczonej na zewnątrz tylnej pokrywy zamykającej cylinder przetwornika. Suwak ma osiowy kanał z wlotem do wymienionej komory i wylotem do podtłokowej komory pneumatycznego siłownika, czyli po stronie hydraulicznego nurnika. W korzystnym rozwiązaniu przetwornik ma w przedniej pokrywie ssawny zawór osadzony w ssawnym kanale, który to kanał łączy zbiornik hydraulicznego medium z tłoczną komorą w przedniej pokrywie, a która to tłoczna komora stanowi przedłużenie wnętrza cylindra hydraulicznego siłownika wysokiego ciśnienia. Ponadto w przedniej pokrywie jest również tłoczny zawór osadzony w tłocznym kanale, który łączy wspomnianą tłoczną komorę z odbiornikiem. W przedniej pokrywie przetwornik ma także spustowy kanał, który poprzez spustowy króciec umieszczony w szczególności na zewnątrz przedniej pokrywy, łączy odbiornik ze zbiornikiem hydraulicznego medium przetwornika. W szczególnym rozwiązaniu przetwornik ma we wnętrzu zbiornika hydraulicznego medium przelewowy zawór połączony z tłocznym kanałem w przedniej pokrywie między tłocznym zaworem a wylotem tłocznego kanału od strony odbiornika. Korzystnie przegroda, rozdzielająca cylinder na pneumatyczny siłownik i zbiornik, jest osadzona w cylindrze ciasno suwliwie i jest uszczelniona względem cylindra uszczelką a do cylindra wysokiego ciśnienia jest zamocowana wzdłużnie za pomocą oporowych elementów, w szczególności za pomocą osadczego pierścienia i odsądzenia na zewnętrznej powierzchni cylindra wysokiego ciśnienia. Korzystnie pneumatyczny tłok ma od strony tylnej pokrywy amortyzator w formie krążka z elastycznego materiału, w szczególności z gumy, który wystaje poza obrys tłoka od strony tylnej pokrywy. W szczególnym rozwiązaniu nurnik i suwak stanowią jednolitą całość, na którą jest nasadzony pneumatyczny tłok jako oddzielny element, albo nurnik, pneumatyczny tłok i suwak są oddzielnymi elementami łączonymi w całość. Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku w przekroju podłużnym. Przetwornik składa się z pneumatycznego siłownika P, sprzężonego z nim szeregowo hydraulicznego siłownika H oraz ze zbiornika Z. Te trzy podstawowe zespoły P, H i Z mieszczą się w cylindrze 4 o jednakowej wewnętrznej średnicy na całej jego długości i zamkniętym z jednego końca przednią pokrywą 1 po stronie zbiornika Z, a z drugiego końca tylną pokrywą 2. Cylinder 4 jest rozdzielony przegrodą 5 osadzoną ciasno suwliwie w cylindrze 4 i uszczelnioną uszczelką 20. Część cylindra 4 między przegrodą 5 i tylną pokrywą 2 stanowi cylinder pneumatycznego siłownika P, a część cylindra 4 między przegrodą 5 i przednią pokrywą 1 tworzy zbiornik Z, wewnątrz którego mieści się hydrauliczny siłownik H. Cylinder 6 wysokiego ciśnienia jest osadzony jednym końcem w przegrodzie 5, a jego drugi koniec tkwi w przedniej pokrywie 1. Przegroda 5 jest zamocowana do cylindra 6 wzdłużnie za pomocą osadczego pierścienia 21 i odsadzenia 22 wykonanego na zewnętrznej powierzchni cylindra 6. Pneumatyczny siłownik P ma tłok 3, z którym jest związany nurnik 7 osadzony suwliwie i szczelnie w cylindrze 6 wysokiego ciśnienia. Nurnik 7 i cylinder 6 tworzą siłownik H wysokiego ciśnienia. Tłok 3 jest związany z suwakiem 8 usytuowanym po przeciwnej stronie tłoka 3 względem nurnika 7. Suwak 8 jest osadzony suwliwie i szczelnie w komorze 9 połączonej z tylną pokrywą 2 po jej zewnętrznej stronie. Suwak 8 ma wzdłużny kanał 10 otwarty z jed-
4 182 625 nego końca w stronę komory 9, a z drugiego końca, przez rozwidlenie, w stronę podtłokowej komory 11 pneumatycznego siłownika P. Komora 9 jest połączona z końca powietrznym kanałem 25 przez króciec 27 ze źródłem sprężonego powietrza lub naprzemian z atmosferą za pośrednictwem rozdzielacza. Nadtłokowa komora 24 pneumatycznego siłownika P jest połączona powietrznym kanałem 26 przez króciec 27 ze źródłem sprężonego powietrza lub naprzemian z atmosferą za pośrednictwem rozdzielacza nie pokazanego na rysunku. Na rysunku nie pokazano także źródła sprężonego powietrza. Tłok 3 ma od strony tylnej pokrywy 2 amortyzator 23 w formie krążka z elastycznego materiału, na przykład z gumy. Amortyzator 23 wystaje poza obrys tłoka 3 od strony tylnej pokrywy 2. W szczególnym wykonaniu nurnik 7 i suwak 8 są wykonane jako jednolita całość, a do nich jest zamocowany tłok 3 wykonany oddzielnie. W innym wykonaniu nurnik 7, suwak 8 i tłok 3 są wykonane jako oddzielne elementy, połączone następnie w całość. Jest to korzystne ze względów wykonawczych, na przykład ze względu na zmniejszenie ilości odpadu przy obróbce tych elementów. W przedniej pokrywie 1 jest tłoczna komora 14 stanowiąca przedłużenie cylindra 6 wysokiego ciśnienia. Z tłoczną komorą 14 jest połączony ssawny kanał 13 z wlotem do zbiornika Z i zakończony filtrem 28, w szczególności filtrem siatkowym. W ssawnym kanale 13 jest osadzony ssawny zawór 12, na przykład zawór kulowy. Z tłoczną komorą 14, jest połączony tłoczny kanał 16 z osadzonym w nim tłocznym zaworem 15, w szczególności kulowym, którego wylot jest połączony z odbiornikiem, nie pokazanym na rysunku. Ponadto ze zbiornikiem Z jest połączony spustowy kanał 17, wykonany w szczególnym rozwiązaniu w przedniej pokrywie 1, który to kanał 17 przez spustowy króciec 18 jest połączony z odbiornikiem. Przetwornik jest także wyposażony w przelewowy zawór 19 ulokowany wewnątrz zbiornika 7 i połączony z tłocznym kanałem 16 w miejscu między tłocznym zaworem 15 i wylotem kanału 16 od strony odbiornika. Działanie przetwornika będzie omówione przyjmując jako początek działania położenie tłoka 3 w cylindrze 4 jak na rysunku. Sprężone powietrze doprowadza się króćcem 27 przez kanał 26 do nadtłokowej komory 24, co powoduje ruch tłoka 3 w kierunku przegrody 5. Jednocześnie powietrze wypełniające podtłokową komorę 11 wytłoczone tłokiem 3 uchodzi do atmosfery przez kanał 10 w suwaku 8 i dalej przez komorę 9, kanał 25 i króciec 27. Ruch tłoka 3 powoduje wsuwanie nurnika 7 do cylindra 6 wysokiego ciśnienia. Hydrauliczne medium wypełniające cylinder 6 zostaje sprężone i po osiągnięciu ciśnienia przewyższającego ciśnienie panujące poza tłocznym zaworem 15 otwiera ten zawór i przepływa do odbiornika. W tym czasie spustowy kanał 17 jest zamknięty, jeśli odbiornik ma charakter urządzenia jednostronnego działania. Po dojściu tłoka 3 do przegrody 5 doprowadza się sprężone powietrze do podtłokowej komory 11 przez króciec 27, kanał 25, komorę 9 i kanał 10 w suwaku 8. Jednocześnie nadtłokowa komora 24 jest połączona z atmosferą przez kanał 26 i króciec 27. Nurnik 7 zostaje wyciągnięty z cylindra 8, co wywołuje w cylindrze 8 podciśnienie. W wyniku tego ssawny zawór 12 zostaje otwarty i do cylindra 6 napływa hydrauliczne medium ze zbiornika Z przez filtr 28 i ssawny kanał 13. Omówiony cykl pracy powtarza się według potrzeby. Ciśnienie hydraulicznego medium tłoczonego przez tłoczny zawór 15 osiąga wartość, która jest równa wartości ciśnienia w pneumatycznym siłowniku P pomnożonej przez stosunek średnicy tłoka 3 do średnicy nurnika 7.
182 625 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.