Регулятор давления жидкости

 

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может использоваться в гидроприводах прокатньйс станов. Цель изобретения - повышение экономичности регулятора давления жидкости. Регулятор содержят корпус 1, ротор 2, поршень 3, втулку 4, электродвигатель 6 постоянного тока, тахогенератор 7, источник питания 8 постоянного тока, блок управления 9. Поршень 3 разделяет полость 10 ротора на две части, одна из которых сообщена с парами скво.зных каналов ротора, расположенных параллельно и симметрично оси его вращения, а другая - с парой сквозных каналов, выполненных во втулке 4 и расположенных параллельно и сцмметрично оси вращения ротора, причем в процессе работы регулятора сквозные каналы ротора и втулки периодически совмещаются с торцам соответствующих пар сквозных каналов , выполненных в корпусе и соединенных .соответственно с гидроцилиндром, напорной и сливной магистралями, .чем обеспечивается поддержание требуемого значения давления жидкости в гидроцилиндре в режиме периодической подачи или слива жидкости из него. 7 ил,,- 2 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (191 (!!) yD 4 В 2! В 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4204554/24-24 (22) 28. 11.86 (46) 15.08.88. Бюл. В 30 (71) Челябинский политехнический институт им.Ленинского комсомола (72) А.С.Федосиенко, В.Н.Выдрин, В.В.Пастухов и А.А.Солодкий (53) 621.646.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 401433, кл. В 21 В 31/82, 1973.

Авторское свидетельство СССР (1251994, кл. В 21 В 37/00, 1984. (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к области автоматического регулирования и может использоваться в гидроприводах прокатньйс станов. Цель изобретения— повышение экономичности регулятора давления жидкости. Регулятор содержит корпус 1, ротор 2, поршень 3, втулку 4, электродвигатель 6 постоянного тока, тахогенератор 7, источник питания 8 постоянного тока, блок управления 9. Поршень 3 разделяет полость 10 ротора на две части, одна из которых сообщена с парами сквозных каналов ротора, расположенных параллельно и симметрично оси его вращения, а другая — с парой сквозных каналов, выполненных во втулке

4 и расположенных параллельно и симметрично оси вращения ротора, причем в процессе работы регулятора сквозные каналы ротора и втулки периодически совмещаются с торцами соответствующих пар сквозных каналов, выполненных в корпусе и соединенных .соответственно с гидроцилиндром, напорной и сливной магистралями,,чем обеспечивается поддержание требуемого значения давления жидкости в гидроцилинд" ре в режиме периодической подачи или слива жидкости из него. 7 ил., 2 табл.

1416227

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может использоваться в гидроприводах прокатных станов.

Цель изобретения - повышение экономичности регулятора.

На фиг, 1 показана общая схема регулятора с указанием каналов, расположенных в вертикальной плоскости

А-А (фиг.2), проходящей через ась вращения ротора; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1, схема соединения каналов корпуса, выходящих на его наружную поверхность; на фиг. 3 — каналы, рас- 15 положенные в плоскости СС (фиг.2)1 на фиг. 4 — каналы, расположенные в плоскости FF (фиг,2); на фиг, 5-7 расположение каналов в плоскостях

11, 33 и КК (фиг.1) соответственно. 20 !

Регулятор давления жидкости содержит корпус 1, ротор 2, поршень 3, втулку 4, винт 5, электродвигатель постоянного тока 6, тахогенератор 7, управляемый источник 8 питания постоянного тока (например, тиристорный преобразователь)„ блок 9 управления. В роторе 2 имеется полость

10, разделенная поршнем 3 на две час- 3Р ти, и пара сквозных каналов 11, расположенных параллельно и симметрично оси вращения ротора 2 (фиг,4-7). В роторе 2 также выполнена пара диаметральных каналов 12, расположенных под углом Ф/4 друг к другу, соединенных с одним из торцов полости 10 (фиг.1-5) . Каждый из пары сквозных каналов 11 ротора 2, соединен каналом 13 со вторым торцом полости 10 gp (фиг.4 и 7). Втулка 4 снабжена парой сквозных каналов 14, расположенных параллельно и симметрично оси вращения ротора 2 (фиг.1,5-7), В одной плоскости с каналом 12 ротора 2 45 (фиг.1, плоскость 11), ва втулке 4 выполнены. радиальные каналы 15, соединяющие сквозные каналы 14 втулки 4 с ее внутренней погерхностью (фиг.1 и. 5). В корпусе 1 выполнено две группы каналов 16 и 17 по три пары каналов в каждой группе, из которых каналы первой группы 16 размещены равноудаленно с каналами 11 ротора 2 (фиг. 4) от оси его вращения, а каналы второй группы 17 — равноудалено с

- каналами 14 втулки 4 (фиг. 1) от оси вращения ротора, При этом смежные. пары каналов каж той группы расположены под углом /4 (фиг. 2, плоскости дц, FF, HH и АА, СС, ЕЕ), а пары каналов

17 второй группы смещены относительно одноименных пар каналов 16 первой группы на угол 3i/8 (фиг.2).. Втулка размещена на роторе, 2 с воэможностью относительного поворота на угол

Т/4, что обеспечивается винтом 5, ввернутым во втулку 4 и входящим своим концом в паэ 18 ротора 2 (фиг.6).

Пары каналов первой группы 16 соединены с гидроцилиндром 19, напорной магистралью и сливной магистралью, а пары каналов 17 второй группы соединены со сливной магистралью, напорной магистралью и гидроцилиндром 19 (фиг.2,1 и 4). Радиальные каналы 15 втулки 4 в одном ее крайнем угловом положении совмещены с одним из диа- . метральных каналов 12 ротора 2, а в другом крайнем угловом положении — с другим из диаметральных.каналов (фиг. 5)

Ротор 2 (фиг.1) муфтой связан .с валом электродвигателя 6, а последний — с валом тахогенератора 7. Якорь двигателя 6 электрически связан с выходом источника 8 питания, вход источника питания 8 — с выходом блока 9 управ-. ления, один из входов которого соеди" нен с выходом тахогенератора 7, а второй вход — с источником задающего . напряжения (на фиг. 1 не показан).

Устройство работает следующим образом.

Блок 9 управления (фиг.1), сравнивая поступающие на его входы задающее напряжение U+ и напряжение U тахогенератора 7, вырабатывает управляющее напряжение U поступающее на вход источника 8 постоянного тока,.а последний — напряжение U на якоре двигателя 6, таким образом, чтобы обеспечить соответствие частоты Я вращения вала электродвигателя 6 задающему напряжению U 1.

Ротор 2 вращается с частотой и

При его вращении в направлении, показанном на фиг. 1-7 стрелками, втулка 4 (фиг.6) под действием сил трения в местах контакта втулки 4 и корпуса 1 (фиг.1) повернется относительно ротора 2 в направлении, противоположном направлению вращения, При этом конец винта 5 переместится по пазу 18 ротора 2 до упора и зафиксирует втулку 4 относительно ротора 2 в крайнем положении, показанном на фиг. 6. В процессе вращения ротора 2

1416227

55 в направлении, указанном стрелками, из исходного положения, показанного на фиг.1-7 каналы 14 втулки 4 и каналы 11 ротора 2, параллельные оси вращения ротора 2, последовательно соединяются через каналы 17 и 16 корпуса

1 с внешними устройствами (гидроцилиндром 19, напорной и сливной магистралями} в порядке, указанном в табл. 1 (фиг.1-7).

В положении 1 (табл. 1), когда каналы 14 втулки 4 располагаются в плоскости АА и совмещены с каналами

17 корпуса 1, соединенными с гидроцилиндром 19 (фиг. 1,2,5), а каналы

11 ротора 2 располагаются в плоскости FF и совмещены с каналами 16 корпуса 1, соединенными с напорной магистралью (фиг.2,4 и 7), правая часть полости 10 заполняется жидкостью из напорной магистрали (фиг.4). Поршень

3 перемещается в крайнее левое положение и выталкивает жидкость из левой части полости 10 в гидроцилиндр 19 (фиг.1). В процессе поворота ротора:

2 из положения 1 в положение 3 (табл. 1) все каналы регулятора перекрыты. В положении 3 (табл. 1), когда каналы 14 втулки 4 располагаются в плоскости СС и совмещены с каналами 17 корпуса, соединенными с на. порной магистралью, а каналы 11 ротора 2 располагаются в плоскости НН и совмещены с каналами 16 корпуса 1, соединенными с гидроцилиндром 19 левая часть полости 10 заполняется жидкостью из напорной магистрали.

Поршень 3 перемещается в крайнее правое положение и выталкивает жидкость из правой части полости 10 в гидроцилиндр 19 (фиг.2). Прн дальнейшем повороте ротора 2 в положении 5 (табл. 1, фиг.2) левая часть полости 10 оказывается соединенной со сливной магистралью, а правая заперта, в. положении 7 — правая соединена со сливной магистралью, а левая заперта, в положении 9 — левая соединена с гидроцилиндром 19> а правая с напорной магистралью, в положении 11 - левая соединена с на.порной магистралью, а правая с гндроцилиндром I9 в положении 1.3 - левая соединена со сливной магистралью, а правая заперта, в положении 15— левая заперта, а правая соединена со сливной магистралью, а в остальных положениях все каналы регулятора пе5

40 рекрыты. Таким образом, за один о6орот ротора 2 в гидроцилиндр 19 из напорной магистрали подается четыре порции жидкости в положениях 1,3,9 и 11, а в остальных положениях поршень 3 не перемещается и жидкость через регулятор не протекает.

В результате описанных процессов давление жидкости в гидроцилиндре 19 увеличивается. Скорость нарастания давления определяется частотой подачи порций жидкости в гидроцилиндр 19 и, следовательно, частотой ы враще ния ротора 2.

При вращении ротора 2 в направлении, противоположном показанному стрелками на фиг.1-7, втулка 4 (фиг.6) под действием сил трения в местах контакта втулки 4 и корпуса 1 (фиг.1) повернется относительно ротора 2 в направлении, противоположном направлению его вращения. При этом винт 5 и паз 18 зафиксируют втулку 4 относительно ротора 2 в крайнем положении, противоположном показанному на фиг. 6. В процессе вращения ротора 2 в направлении, противоположном указанному стрелками, каналы регуляТора соединяются в порядке, указанном в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что за Один оборот ротора 2 из гидроцилиндра 19 в сливную магистраль подается четыре порции жидкости в положениях 1,5,9 и :3. В положениях 7 и 15 на поршень 3 с обеих сторон действует давление напорной магистрали, в остальных положениях все каналы регулятора перекрыты и, следовательно, в этих положениях жидкость через регулятор не протекает.

В результате процессов в регуляторе при вращении ротора 2 в направлении,противоположном указанному стрелками на фиг. 1-7, давление жидкости в гидроцилиндре 19 уменьшается со скоростью, определяемой частотой Q вращения ротора 2, Таким образом, при необходимости увеличить давление жидкости в гидроцилиндре 19 необходимо включить электродвигатель 6 в направлении, указанном стрелками на фиг. 1-7, а при необходимости уменьшить давление - в противоположном направлении. Требуемая скорость изменения (увеличения или уменьшения) давления достигается nv1416?27 тем задания абсолютной величины час- пусе ротор, соединенный с электрототы са вращения ротора 2 (или задаю- двигателем, подключенным к источнику щего напряжения U ): с увеличением питания, связанному с блоком управлеЯ .Я (или U ) скорость изменения давле- HHH к которому подключен тахогенера.Qg 5 ния увеличивается. По достижении в тор, связанный с валом электродвигагидроцилиндре 19 заданного значения теля, поршень, размещенный в полости давления электродвигатель 6 необхоци- ротора с возможностью осевого перемемо остановить, установив задающее щения, причем в корпусе и в роторе напряжение U О. 0 выполнены пары сквозных каналов, расИзменяя найравления вращения и положенных параллельно и симметрично частоту ьэ вращения электродвигателя оси вращения ротора, о т л и ч а ю—

6, можно поддерживать в гидроцилинд- шийся тем, что, с целью повышере 19 любое значение давления жидкос- ния экономичности регулятора, îí соти от нуля до давления в напорной 15 держит дополнительно втулку, установмагистрали. ленную в корпусе с возможностью повоДвухсторонний подвод *к ротору и рота на угол и /4 относительно ротоI / втулке и отвод от них рабочей жидкос- ра, который размещен во втулке, прити обеспечивает гидростатическое чем втулка снабжена парой сквозных уравновешивание ротора и втулки и, 20 каналов, расположенных параллельно и следовательно, снижение момента дви- симметрично оси вращения ротора, гателя, необходимого для их вращения. сквозные-каналы корпуса выполнены в

Пульсации давления жидкости, обус- виде двух групп каналов по три пары лбвленные циклическим характером ра- каналов в каждой группе, причем пары боты регулятора, могут быть уменьше- 25 каналов первой группы равноудалены ны до допустимого уровня путем уве- с парами сквозных каналов ротора от личения частоты вращения ротора и оси его вращения, а пары каналов втоуменьшения объема цилиндрической по- рой группы равноудалены с парой сквозлости ротора (или увеличения объема ных каналов .втулки от оси вращения поршня). ротора, смежные пары каналов каждой

1 /.

Пульсации давления, не превосхо- группы расположены под углом ii /4, дящие допустимого уровня, являются а пары каналов второй группы смещены . полезными, так как они уменьшают .относительно одноименных пар каналов влияние сил трения покоя в гидроци- первой группы на угол 3 /8, внешняя линдре на его работу. 35 цилиндрическаяповерхность Ротора

Регулятор обеспечивает поддержа- соединена с одним иэ торцов полости ние требуемого значения давления жид- ротора через пару диаметральных какости в гидроцилиндре в режиме перио- налов ротора, расположенных под углом дической, по мере необходимости, по- /4, а каждый из пары сквозных канадачи жидкости в 1идроцилиндр и отво- 40 лов втулки соединен с ее внутренней да жидкости из него. Тем самым дости- поверхноатью соответствующим радиальгается существенное снижение расхода ным каналом, причем радиальные канажидкости, необходимого для поддержа- лы втулки расположены в плоскости пания требуемого давления в гидроци- ры,циаметральных каналов ротора, а линдре. пары сквозных каналов ротора соединеРегулятор может быть использован ны с другим торцом полости ротора, для управления гидравлическими уст- пары каналов первой группы соединены ройствами прокатных станов и в первую соответственно с гидроцилиндром и с очередь гидравлическими устройствами напорной и сливной магистралями, а установки распора и противоизгиба 50 пары каналов второй группы соединены соР валков в системах автоматического ответственно со сливнои и напорнои марегулирования толщины, профиля и гистралями и гидроцилиндром, при формы листового проката, размеров этом радиальные каналы втулки в од.профиля сортового проката, а также, ном ее крайнем угловом положении натяжения и величины петли полосы

55 совмещены с одним из диаметральных каналов ротора, а в другом крайнем у л а и з о б р е т е н и я угловом положении — с другим

Формула

Регулятор давления жидкости, со- диаметРальным каналом Рото— держащий корпус, расположенный в кор- Ра.

141б227

Таблица 1

Втулка

Ротор

Положение

Плос- Внеш- Плос- Внешкость нее устройство кость нее уст-. ройство

Г FF Н

ВВ

СС. Н

HH Г

АА,ВВ

ЕЕ

СС

ДД С

ЕЕ

FF Н

НН

10

ВВ

GG

НН Г

СС

12

ВВ

FF

СС

ДД С

ЕЕ

FF Н

НН

Примечание. Г-гидроци линдр, Н - напорная магистраль, Ссливная магистраль.

1416227

Втулка Поло)кение

Ротор

Плос- Внешкость нее

ПлосВнешкость нее устройство устройство

СС

ВВ

Нн

GG FF

ЕЕ

НН

ВВ

13НН

ЕЕ . С

GG

СС Н

ВВ

ЕЕ

АА Г

НН

ЕЕ С дд

СС Н вв

АА Г

Та блица 2

t416227

МаРистрюли

gTU? Р! 416227

1416227

Составитель А. Габрильянц

Редактор М.Недолуженко Техред П,Олийнык Корректор М. Васильева

Заказ 4012/9

Тираж 4б7

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4