Генератор импульсов давления

 

1. ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ДАВЛЕНИЯ , включающий запорный орган с полостью управления, гидравлически связанной через распределительный клапан с напорной магистралью, гидравлический шаговый искатель, подключенный к Напорной магистрали.и через распределительный клапан к полости управления запорного органа,. к нормально открытое гйдрореле задержки времени, подсоединенное к распределительному трубопроводу и состоящее из гидррцилиндра с дросселем , заполненного маслом,гидроаккумулятора , гидравлически соединенного с напорной магистралью, рычажного переключателя и золотникового распределительного клапана, управляемого посредством гидрореле: через рычажный перек оочатела, отличающий . с я тем что, с целью повышения надежности управления путем создания требуемой формы и времени спада управII- 1 i ляющих импульсов давления и повышения стабильности выдержки временных интервалов между импульса ш, гидрореле ; задержки времени снабжено параллельно включенными регулируеким дросселем и -обратным клапаном,перепускным дросселем с переменным сопротивлением и приводом в виде гидродвигатёлл одностороннего действия с регулируемой пружиной, подключенного к распределительному трубопроводу, а также подвижной опорой рьгчажного перекгаочателя, выполненной в виде заполйенной ы&ауум. гл1ухой полости с мембраной и двуллечего {адчага ,один конец которого шарййрно свйзакс рачагом переключателя, а другой i под1фужнненный конец шарнирно связ,ан с штоком мембране, зак игшакицей глу (П хую полость, причети рёгулиру флй дроссель и обратный клапан установлен С ны между напорной магистралью и гидроаккумулятором , а перепускной дрос/сель - между золотниковым распределительнызм клапаном и полостью управления запорного органа. 2. Генератор до п.1, .о т л в ча ют и и с я тем, что,с целью обеспечения надежной рабочг на участках с со :о большими уклонами местности,он снабжен ебросньвд устройством, вьтолненным ю в виде слиззиого клапана с гидроприводом , поршень которого подпружинен регулируемой пружиной со стороны напорной полости, соединенной с золотнико-1 вым распределителъйым клапаном, причем подклапанная прлость сливного клапана соеданёна с распределйтельньил трубопроводом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D A 01 C .25 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЙЬОТВЪ с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делаем изовретений и открытий (21) 3247365/30-15 (22) 16.02.81 (46) 23.07.83. Вюл. Р 27 (72) A. Г. Параев, В.М. Лебедев, О.Г. Калошина, Г.А. Параев,Н.М. Савескул, В.A Калошин и О.И. Пивкина (71) Всесоюзныйнаучно-исследовательский институт сельскохозяйственного машиностроения им.B.Ï.Ãîðÿ÷êèíà (53) 621 ° 646(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 277438, кл. A 01 С, 25/02, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2823153/30-15,19.09.79 (,прототип ). (54)(57) 1. ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ДАВЛЕНИЯ, включающий запорный орган с полостью управления, гидравлически связанной через распределительный клапан с напорной магистралью, гидравлический шаговый искатель, подключенный к напорной магистрали.и через распределительный клапан к полости управления запорного органа, и нормально открытое гидрореле задержки времени, подсоединенное к распределительному трубопроводу и состоящее из гидроцилиндра с дросселем, заполненного маслом,гидроаккуму» лятора, гидравлически соединенного с напорной магистралью, рычажного переключателя и золотникового распределительного клапана, управляемого посредством гидрореле- через рычажный переключатель, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью повь>шения на дежности управления путем создания требуемой 4>ормы и времени спада управ.„„SU„„1029920 А ляющих импульсов давления и повышения

I стабильности выдержки временных интервалов между импульсами, гидрореле . задержки времени снабжено. параллельно включенными регулируемымдросселем и .обратным клапаном,перепускнымдросселем с переменным сопротивлением и приводом в виде гидродвигателя одностороннего действия с регулируемой пружиной, подключенного к распределительному трубопроводу, а также подвижной опорой рычажного переключателя, выполненной в виде заполненной маслом глухой полости с мембраной и двуйлечего рычага,одийконец которого шарнирно свя зан с рычагом переключателя, а другой пбдпружиненный конец шарнирно связан 6 с штоком мембраны, закрывающей глухую полость, причем регулируемый дроасель и обратный клапан установле > м ны между напорной магистралью и гидро- % аккумулятором, а нерепускной дрос, сель - между эолотниковым распредели-Я тельным клапаном и полостью управле-, ния запорного органа.

2. Генератор по п.1, .о т л и ч а- "» ю шийся тем, что,с целью обеспе К) чення надежной Работы на участках с большими уклонами местности,он снабжен сбросным устройством, Выполненным C© в виде сливного клапана с гидроприво- фф дом, поршень которого падпружинен регулируемой пружиной со стороны напор- Ю ной полости, соединенной с эолотнико вым распределительйым клапаном, причем подклананная Ilo)IocTb сливного клапана соединена с распределительным трубопроводом.

1029920

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к области автоматизации водораспределения напорных оросительных систем,и может быть использовано на стационарных дождевальных системах, 5

Известен вторичный генератор им,пульсов, включающий сблокированные обратный и сливной клапаны на отводах от распределительных трубопроводов, имеющих на входах запорные органы, по- 10 лость управления которых соединена каналом управления через распределительный клапан с напорной магистралью, а распределительный клапан связан с центральным пультом насосной станции линией связи 1 ).

Недостатками конструкции являются низкая надежность вследствие необходимости подачи командных импульсов понижения давления от цетрального эадатчика импульсов на насосной стан- 2 ции по магистральному трубопроводу всякий раз, когда требуется импульс на срабатывание вторичного генератора, по сигналу которого срабатывает механизм водораспределеиия очередного поливного трубопровода, а также сложность конструкции ввиду необходимости прокладки линий связи от блока управления на насосной станции к распределительным клапанам, включа- ЗО ющим в работу распределительные трубопроводы.

Известен также генератор импульсов давления, включающий запорный орган с полостью управления, гидравлически 35 связанной через распределительный клапан с напорной магистралью, гидравлический шаговый искатель, подключенный к напорной магистрали и через распределительный клапан к полости 4g управления запорного органа, и нормально открытое гидрореле задержки времени, подсоединенное к распределительному трубопроводу и состоящее из гидроцилиндра с дросселем, запол- 4> ненного маслом, гидроаккумулятора гидравлически соединенного с напорной магистралью, рычажного переключателя и золотникового распределительного клапана. управляемого посредством гидрореле через рычажный переключатель (2).

Недостатком этого генератора является невысокая надежность управления механизмами водораспределения и низ" кая-стабильность выдержки временных интервалов между импульсами давления. з5

Это объясняется разной удаленностью исполнительных механизмов на трубопроводной сети от генератора импульсов, что приводит к необходимости перемены времени выдержки спада давления 60 разными типами исполнительных механизмов водораспределения в различных системах управления водораспределением, a,èìåííî,íåîáõoäèìo менять форму импульсов давления, т.е. крутизну спада и подъема давления, а также зависимости вязкости жидкости масла, от температуры в гидрореле задержки времени, что приводит к значительным колебаниям времени между импульсами, (колебаниям времени полива )и, таким образом, к выдаче разных поливных норм н ухудшению качества полива.

Кроме того, при установке генератора на напорных системах в местности со значительными уклонами, при закрытии запорного органа падение давления вблизи генератора может быть недостаточным для срабатывания счетчиков импульсов в механизмах водораспределения из-за разности геодезических отметок у генератора и у работающих в предыдущем цикле полива механизмах водораспределения.

Целью изобретения является повышение надежности управления путем создания требуемой формы и времени спада управляющих импульсов давления и повышение стабильности выдержки временных интервалов между импульсами.

Поставленная цель достигается тем, что гидрореле задержки времени снабжено параллельно включенными регулируемым дросселем и обратным клапаном, перепускным дросселем с переменным сопротивлением и приводом в виде гидродвигателя одностороннего действия с регулируемой пружиной, подключенного к распределительному трубопроводу, а также подвижной опорой рычажного переключателя, выполненной в виде заполненной маслом глухой полости с мембраной и двуплечего рычага, один конец которого шарнирно связан с рычагом переключателя, а второй подпружиненный конец шарнирно связан со штоком мембраны, закрывающей глухую полость, причем регулируемый дроссель и обратный клапан установлены между напорной магистралью и гидроаккумулятором, а перепускной дроссель - между эолотниковым распределительным клапаном и полостью управления запорного органа.

Кроме того, с целью обеспечения надежной работы на участках с большими уклонами, генератор снабжен сбросным устройством, выполненным в виде сливного клапана с гидроприводом, поршень которого подпружинен регулируемой пружиной со стороны напорной полости, соединенной с золотниковым распределительным клапаном, причем нодклапанная полость сливного клапана соединена с распределнтельным трубопроводом.

На чертеже приведена схема предлагаемого генератора импульсов давления.

Генератор импульсов давления установлен на напорной магистрали 1

1029920 в месте отвода к распределительному трубопроводу 2 и включает эапорный орган 3 в виде цилиндрического затвора, снабженного гидроприводом с полостью управления 4 и демпфером 5, счетный механизм 6, выполнен- 5 ный в виде гидравлического шагового искателя 7 с распределительным клапаноя 8, временной механизм 9, состоящий иэ гидрореле 10 задержки вре, мени, масляного гидроаккумулятора 11 10 с регулируемым дросселем 12 и обратным клапаном 13 на входе, рычажного переключателя 14 с качающимся рычагом

15 и подвижной опорой 16, и золотникового распределительного клапана 17, !5 перепускной дроссель 18 и сбросное устройство 19 °

Гидрореле 10 задержки времени дросселем 20 с переменным регулируемым сопротивлением для перетекания масла в гидроаккумулятор 11 и обратным клапаном (не показан ) для сво- бодного перетекания масла под поршень гидрореле, Для гидроаккумулятора 11 через регулируемый дроссель 12 и обрат-2с; ный клапан 13 трубкой 21 подключен к напорной магистрали 1 ° Этой же трубкой напорная магистраль 1 подключена к гидравлическому шаговому искателю 7 и краспределительному клапану 8.Трубка 22 соединяет вход золотникового распределительного клапана 17 с выходом распределительного клапана 8 °

Подвижная опора 16 рычажного переключателя 14 выполиена в виде двуплечего рычага 23 с неподвижной точкой опоры, один конец которого шарнирно связан с качающимся рычагом 15, а второй подпружиненный конец шарнирно связан со штоком мембраны 24, закры ающ и еподвижную глухую полость 25,40 заполненную маслом. Пространственное положение рычага 23 и сила пружины 26 выбираются такими,что сила,действующая от стороны подпружиненного конца рычага 23 на мембрану 24 при любых допус45 тимых положениях рычага всегда направлена в сторону глухой полости 25 .

Перепускной дроссель 18 имеет иглу 27 с переменным сечением, ось которой кинематически связана с мем- браной 28 гидродвигателя 29 одностороннего действия -с регулируемым усилием пружины, напорная полость которого подключена к распределительному трубопроводу 2 трубкой 30. Эта же трубка подает напорную воду из распределительного трубопровода 2 в гидрореле 10 задержки времени и сбросное устройство 19. Перепускиой клапан соединен трубкой 31 с выходом золотникового распределительного клапана 17 6О и трубкой 32 с полостью управления полостью 4 запорного органа.

Сбросное устройство 19 выполнено в виде сливного. клапана 33> подключенного подклапанной пОлостью к рас- 65 пределительному трубопроводу 2 трубкой 21 и имеющего глдропривод 34, прошень которого подпружннен регулируемой пружиной со стороны напорной полости, соединенной с золотниковым распределительным клапаном 17 трубкой 31.

Для предотвращения засорения трубок, и клапанов генератор снабжен фильтрами 35 °

Генератор импульсов давления работает следующим образом.

Согласно программе полива после включения насосной станции заполняет ся напорная магистраль 1, после чего блок управления на насосной станции создает командные сигналы пониженияповышения давления, распространяющиеся по напорной магистрали до запорных органов генераторов, перекрывающих входные сечения распределительных трубопроводов и переключающих храповики и кулачки гидравлических шаговых искателей 7 по каждому сигналу на угол одного зуба.

После-подачи по напорной магистра.— ли соответствующего числа командных ,импульсов давления и достижения рабочего давления гидравлический шаговый искатель генератора переключает клапанный распределитель 8, подавая напорную воду через нормально открытый эолотниковый распределительный клапан

17 по трубке 31 через перепускной дроссель 18 в полость 4 управления запорного органа. Запорный орган открывается, давление в распределительном трубопроводе 2 повышается до рабочего, открывается первый на очереди механизм водораспределения с гидроимнульсным управлением и начинается полив дождевальными аппаратами.

После повыаения давления в распределительном трубопроводе 2 до рабочего давления в надпоршневой полости гидрореле 10 задержки времени сравняется с давлением в подпоршневой полости, которое равно давлению в напорной магистрали 1, поэтому поршень гидроре- ле задержки времени под действием пружины рычажного переключателя 14 начнет опускаться, причем время онукаиия его в крайнее нижнее положение равно вре-. мени выдачи поливной нормы работающими дождевальными ацпаратами и определяется величиной гидравлического сопротивления дросселя 20.

При перемешивании поуаня гидрореле в крайнее нижнее положение рычажный переключатель 14 переключает золотниковый распределительный клапан 17, соединяя полость управления 4 запорного органа .через и".репускной дроссель 18 с атмосферой. Под действием рабочего давления на пораень гидропривода запорного органа и усилия пружины запорный орган на входе: распредели1029920 тельного трубопровода закрывается, причем плавность закрытия обеспечивается демпфером запорного органа.

При закрытии запорного органа 3 давление за ним в распределительном трубопроводе .2 падает, что приводит к 5 переключению счетчиков имкульсов во всех механизмах водораспределения на

Распределительном трубопроводе.

При падении давления в распределительном трубопроводе 2 за запорным 10 органам давления в надпоуаневой полости гидрореле задержки времени упадет, что приведет к кередавливанию масла из .гидроаккумулятора 11 гидрореле через открытый обратный клапан в дроссель 2О в подпорцневую полость гидрореле, перемещая поршень гидрореле в, крайнее верхнее положение и преодолевая усилие пружины рычажного переключателя 14. Время передвижения поршня в крайнее верхнее положение определяется усилием пружины и сопротивлением дросселя 12 и равно времени выдержки спада давления.

При достижении поРшнем гидрареле за" держки времени крайнего верхнего положения -рычажный переключатель 14 переключает золотниковый Распределительный клапан 17, соединяя полость запорного. органа 3 с атмосферой через перепускной дроссель 18. Под дейст- Ы вием рабочего давления на поршень гидрокривода запорного органа и усилия пружины эапорный орган на входе распределительного трубопровода закрывается, причем плавность закрытия 35 обеспечивается демйфером запорного органа и величиной сопротивления дросселя 18. При закрытии запорного органа 3 давление эа ним в распределительном трубопроводе 2 падает, что приво-4О водит к очередному переключению счетчиков импульсов во всех механизмах водораспределения данного распределительного трубопровода.

При падении давления в распредели-45 тельном трубопроводе 2 за запорным органом давление в надпоршневой полости гидрореле задержки времени упадет, что приведет к передавлиранию жидкости из гидроаккумулятора 11 гидрореле через обратный клапан в подпоршневую полость гидрореле, перемещая поршень гидрореле в крайнее верхнее положение и преодолевая усилие пружины рычажно" го переключателя. Время передвижения поршня в крайнее полажение определя- 55 ется усилием пружины и сопротивлением дросселя 12 и равно времени выцержки спада давления.

При достижении поршнем гидрореле задержки времени крайнего верхнего поло- ® жения рычажный переключатель 14 пере ключает эолотниковый распределительный клапан. 17 в исходное положение, при котором полость 4 запорного органа соединена нереэ перепускной дроссель

18, залотниковый распределительньаг клапан 17 и распределительный клапан

8 с напорной магистралью. запорный орган 3 открывается, давление эа запорным органом повышается до рабочего и .открывается следующий на очереди механизм водораспределения.

После подачи числа импульсов дав: ления, равного числу механизмов водо распределения на работающем распреде.лительном трубопроводе и выдержки

Времени, равной времени выдачи полив-. ной нормы, блок управления на насосной станции выдает командный сигнал понижения — повышения давления в напорной магистрали, по которому происходит переключение гидравлических шаговых искателей 7 генераторов импульсов, установленных на системе орошения. При этом гидравлический шагавый искатель на генераторе отработавшего распределительного трубопровода переключит распределительный клапан 8, который перекроет доступ напорной воды по трубе 22 к золотниковому распределительному клапану 17 отработавшего генератора. Запарный орган отработавшего генератора пад действием пружины и рабочего давления на пор- шень гидропривода запорного органа закроется, перекрывая доступ напорной воды в отработавший раскределительный трубопровод.

При работе на местностях с большими .усклонами, в случае недостаточного снижения давления B распределительном трубопроводе 2 для срабатывания счетчиков импульсов механизмов водараспределения при закрытии запорного органа . 3 генератора из-за больших перепадов высот между генератором и исполнительными механизмами водараспределения,, снижение давления спада до требуемого осуществляется сбросным устройством следующим образом.

Ва время спада давления, при создании управляющего импульса, давление воды на прошень сброснога устройства

19 снизу равно нулю, так как золотниковый распределительный клапан 17 соединяет трубку 31 с атмосферой. Сила пружины сброснага устройства 19 устанавливается равной силе требуемого давления спада на тарелку сливного клапана. Если давление спада выше допустимого, сила давления на,тарелку сливного клапана больше силы пружины, и сливной клапан открывается,сбрасы- вая давление в распределительном трубопроводе 2 до требуемого давления спада в управляющем импульсе.

Надежное срабатывание различных типов механизмов водораспределения (клапаны, задержки, затворы и др. ) с число-импульсным управлением достигается при различной крутизне спада и подъема импульсов давления, которые устанавливаются переменным дросселированием

1029920 подачи напорной воды и отвода напорной воды из полости 4 запорного органа 3 по трубке 31, для чего перепускной дроссель 18 с иглой переменного сечения перемещается относительно седла при помощи гидродвигателя 29, причем величина перемещения иглы относительно седла зависит от давления в распределительном трубопроводе и от силы пружины гидродвигателя 29. Установка требуемой крутизны спада и подъема им- 10 пульса давления производится изменением усилия пружины гидродвигателя 29.

Для различных типов исполнительных механизмов водораспределения с числоимпульсным управлением, а также при 15 установке генератора на участках различной площади, минимальная длительность спада давления различны. Для больших участков, на которых расстояния от генератора до механизмов водо-2О распределения велико, требуется, по сравнению с малымн участками, большая длительность. С другой строны, необоснованно большаядлительиость спада приведет к неэкономной работе насосной станции и к ухудшению КПД системы.

Установка оптимальной длительности спада давления для данного участка и данных механизмов водораспределения осуществляется изменением сопротивления регулируемого дросселя 12, а для установки влияния дросселя на время между импульсами давления (на время полива ), в параллель к нему включен

° обратный клапан 13 °

Время между импульсами давления, З т.е. длительность полива, значительно зависит от вязкости масла в гидрореле

10 задержки времени, которая зависит от температуры окружающей среды.

Для устранения температурного влия- 4g ния на время между импульсами служит подвижная опора.16 качающегося рычага

15, работающего следующим образом.

Ход штока гидрореле задержки времениблагодаря применению в гидрореле чулочных выворачивающихся манжет, значительно больше необходимого хода для переключения рычажного переключателя 14 в крайние положения. Если при изменениях температуры соответственно перемещать точку опоры рычага 15, то для переключения рычажного переключателя потребуется соответственно больший или меньший ход штока гидрореле задержки времени, т.е. соответственно потребуется перетекание. через дроссель 20 большего или меньшего объема масла. При увеличении температуры вязкости масла в гидрореле 10 снижается и время перетекания, т.е. время между импульсами давления уменьшается.

При этом масло в глухой емкости 25 расширяется и мембрана 24 поворачивается посредством штока рычаг 23 про-. тив часовой стрелки, перемещая точку опоры рычага 15 влево. При этом для переключения рычажного переключателя

14 потребуется больший ход штока гидрореле 10 и соответственно, больший объем перетекаемого масла, что увеличивает время перетекания и компенсирует тем самым температурное изменение вязкости масла и уменьшение времени перетекания. Предложенная конст рукция температурной конмпенсации проста, легко перестраиваема, например, изменением положения неподвижной опоры рычага 23 или точки шарнирного соединения рычагов 15 и 23, и имеет большой диапазон регулирования.

Применение изобретения позволит значительно повысить надежность правильного срабатывания исполнительных механизмов водораспределения различных типов на различных участках поли-: ва, повысить тем самым равномерность полива и урожай сельскохозяйственных культур.

9Ц 155

Составитель Е.Солдатова

Редактор Н. Пушненкова Техред JI ° Пекарь Корректор А.Повх

Заказ 5022/5 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035Ä Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4