Устройство управления производительностью насоса

 

Использование: в источниках гидравлической энергии сельскохозяйственных, дорожно-строительных и других машин, в системах регулирования производительности насоса. Сущность изобретения: устройство управления производительностью насоса 1 содержит регулировочный орган 3, дополнительный гидроцилиндр 4, поршень 5 установочного гидроцилиндра, золотник 6, пружину 7 обратной связи, пружину 8 управления , нагружающий привод 9. Поршневая полость 16 дополнительного гидроцилиндра соединена с линией 15 нагнетания, а его лоток установлен с возможностью взаимодействия с регулировочным органом 2 и расположен симметрично штоку установочного гидроцилиндра. Нагружающий привод 9 выполнен в виде кулачка и соединенного с ним поворотного рычага. 2 з.п. ф-лы,-5 ил. сл С о х| х| hO Фиг. 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК () 9) (11) (sx)s F 04 B 1/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4805916/29 (22) 26,03.90 (46) 15,06,92. Бюл, ¹ 22 (71) Кировоградский завод гидравлических силовых машин им. XXV съезда КПСС Гидросила" (72) И.И.Лютый, И.Е.Колисниченко, А.А.Гребенюк, В.А.Ткаченко, А, Ф, Несмиян, И.С;Корецкий и А.Г,Гаркуша (53) 621.657 (088 8) (56) Проспект фирмы Volvo Hydianlic. V 30, Electrohydranlic fening device V. Publ ¹

546-8411 6В. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ НАСОСА (57) Использование; в источниках гидравлической энергии сельскохозяйственных, дорожно-строительных и других машин, в системах регулирования производительности насоса. Сущность изобретения: устройство управления производительностью насоса 1 содержит регулировочный орган 3, дополнительный гидроцилиндр 4, поршень 5 установочного гидроцилиндра, золотник 6, пружину 7 обратной связи, пружину 8 управления, нагружающий привод 9. Поршневая полость 16 дополнительного гидроцилиндра соединена с линией 15 нагнетания, а его лоток установлен с возможностью взаимодействия с регулировочным органом 2 и расположен симметрично штоку установочного гидроцилиндра. Нагружающий привод 9 выполнен в виде кулачка и соединенного с ним поворотного рычага. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1740772

Изобретение относится к системам регулирования производительности насоса, и может быть использовано в источниках гидравлической энергии с насосом переменной производительности, применяемых в гидросистемах сельскохозяйственных, дорожно-строительных и других машин.

Известны устройства и системы управления производительностью, например, аксиально-поршневых насосов.

Эти устройства управления оснащены сервораспределителями и установочными гидроцилиндрами, связанными с поворотной шайбой насоса.

Система управления питается от отдельного источника гидравлической энергии, а связь сервораспределителя с.установочными гидроцилиндрами гидравлическая. Из-за этого устройства управления недостаточно чуствительны к внешним возмущающим силам, воздействующих на сервораспределитель, и отсюда имеют более низкую скорость срабатывания и динамику, воспроизводимость и точность регулирования.

Наиболее близким по технической сущI ности и достигаемому результату является устройство управления производительностью аксиальнопоршневого насоса, содержащее регулировочный орган, поворотную шайбу, связанную с установочным гидроцилиндром, пружину обратной связи, установленную между поршнем гидроцилиндра и торцом золотника сервораспределителя с двумя дросселирующими зазорами, входная линия которого сообщена с дренажем, а другая — с линией нагнетания, и штоковой полостью установочного гидроцилиндра. С обратной стороны поворотной шайбы установлена пружина сжатия, устанавливающая шайбу перед началом работы а режим максимальной производительности. На торец золотника серворасп ределителя воздействует управляющий механизм, выполненный в виде электрически управляемого соленоида.

Такое устройство управления имеет механическую обратную связь между наклонной шайбой и золотниковым сервораспределителем, выполняемую пружиной обратной связи, существенно более точно и обладает высокой динамикой и скоростью срабатывания.

Однако насос вместе с тем имеет более сложную конструкцию, выражающейся в наличии пружины, устанавливающей поворотную шайбу в режим максимальной производительности и, как следствие, необходимость в дополнительном гидронасосе с более высоким давлением управле5

55 ния, необходимым для установки поворотной шайбы в положение, соответствующее нулевой производительности при небольших давлениях в линии нагнетания основного насоса.

В таком положении поворотной шайбы и при других ее промежуточных положениях, любое и резкое повышение нагрузки на рабочий орган, а значит рабочего давления в линии нагнетания насоса ведет не к кратковременному уменьшению, а к увеличению его производительности, неустойчивой и нестабильной работе.

Цель изобретения — упрощение конструкции и улучшения стабильности работы в режиме производительности, близкой к нулю.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве управления производительностью, содержащем регулировочный орган, например, поворотную шайбу, связанный с установочным гидроцилиндром, пружину обратной связи, установленную между поршнем гидроцилиндра и торцом золотника сервораспределителя с двумя дросселирующими зазорами, входная линия которого сообщена с торцовыми полостями золотника и с полостью установочного гидроцилиндра, а одна из выходных линий сообщена с дренажем, а другая — с линией нагнетания, и управляющий механизм, установленный с обратного торца золотника сервораспределителя и контактирующий с ним, согласно изобретению оно снабжено дополнительным гидроцилиндром, поршневая полость которого соединена с линией нагнетания, а шток установлен с возможностью взаимодействия с регулировочным органом и расположен симметрично штоку установочного гидроцилиндра, а управляющий механизм выполнен в виде пружины управления и нагружающего привода.

Такое устройство управления конструктивно более проще, так как отпадает необходимость в пружине, устанавливающей поворотную шайбу в режим максимальной производительности в начале работы насоса, а ее функции будет совмещать пружина обратной связи, которая устанавливает поворотную шайбу в максимальный угол наклона уже с другой стороны от ее нейтрального положения.

Кроме того, отпадает необходимость также в отдельном насосе для управления, а давление управления при этом значительно меньшие по величине и отбирается от линии нагнетания насоса.

Это позволяет более точно . быстро отслеживать поворотной шайбе устанавливающее усилие прилагаемое к золотнику

1740772

Между поршнем 5 установочного гидро-. 25

35 сервораспределителя уже через пружину управления, способствуя более точному уравновешиванию золотника, и при резких повышениях давления жидкости в линии нагнетания, в отличие от прототипа, шайба насоса отклоняется наоборот в сторону уменьшения производительности, а значит уменьшению давления и восстановлению стабильности в работе.

На фиг. 1 изображена гидравлическая схема насоса; на фиг. 2 — то же, продольный разрез; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 2 (расположенный слева от оси); на фиг. 4— разрез А — А на фиг, 2 (расположенный справа от оси); на фиг. 5 — часть продольного разреза устройства управления по плоскости разреза, показанной на фиг. 4.

Устройство управления производительностью аксиально-поршневого насоса 1 (фиг. 1), содержит регулировочный орган, поворотную шайбу 2, связанную с установочным гидроцилиндром 3 и с дополнительным гидроцилиндром 4, расположенным с обратной ее стороны. цилиндра 3 и торцом золотника 6 сервораспределителя с двумя дросселирующими зазорами установлена пружина 7 обратной связи. На другой торец золотника 6 воздействует пружина 8 управления управляющего механизма, контактирующая с нагружающим приводом 9.

Входная линия 10 сервораспределителя сообщена с торцовыми полостями 11 золатника 6 и с полостью 12 установочного гидроцилиндра 3. Одна из выходных линий

13 сообщена с дренажем 14, а другая — с линией нагнетания 15 насоса, с которой также сообщена полость 16 дополнительного гидро цил и ндра 4.

Конструктивно зто устрсйство управления воплощено в аксиально-поршневом насосе (см. фиг. 2), имеющем блок 17 цилиндров с поршнямл 18, размещенный на приводном валу 19. Поршни 18 через башмаки 20 опираются и скользят по поверхности поворотной шайбы 2, которая через рычаг 21 с одной стороны контактирует с поршнем 22 гидроцилиндра 4, а с другой стороны — с поршнем 23 установочного гидроцилиндра 3. Поворачивается шайба 2 на цапфах 24, Между поршнем 23 и торцом золотника 6 сервораспределителя 25 с двумя дросселирующими зазорами установлена пружина 7 обратной связи.

С другого торца золотника 6 размещена пружина 8 управления, сжимаемая нагружающим приводом управляющего механизма, выполненного в виде кулачка 26, воздействующего на нее через аксиально подвиж5

55 ный шток 27. Кулачок 26 связан с рычагом

28, вращающимся вокруг оси 29.

Золотник 6 имеет три уплотняющих пояска, разделенных кольцевыми каналами 30 и 31. Канал 30 через радиальный канал 32; канал 33 и канал 34 постоянно сообщен с линией 15 нагнетания насоса. С линией 15 нагнетания насоса также по каналу 35 постоянно сообщена полость 36 дополнительного гидроцилиндра 4.

Канал же 31 через радиальный канал 37 постоянно сообщен cдренажем 14. Полости со стороны торцов 11 золотника 6, а также полость 12 установочного гидроцилиндра 3 сообщены между собой двумя аксиальными каналами 38 и 39, выполненными на наружной поверхности сервораспределителя 25 (см. фиг. 5). От аксиальных каналов 38 и 39 отходят два радиальных канала 40 и 41, которые в нейтральном положении золотника

6 перекрываются с отрицательным перекрытием его средним пояском.

Пружина управления 8 с целью сокращения габаритов устройства имеет меньшее количество витков, чем пружина обратной связи 7 при одинаковых параметрах витка, диаметре пружины, диаметре проволоки, из которой изготовлена пружина, и шага витка, Устройство управления производительностью насоса работает следующим образом.

При отсутствии передачи управляющего усилия на пружину управления 8 от кулачка 26, т.е. при положении рычага 28, показанном на фиг, 4, насос при пуске и в дальнейшем работает в режиме максимальной производительности, при котором посредством пружины обратной связи 7 поворотная шайба 2 устанавливается через поршень 23 установочного гидроцилиндра

3, В результате приложения оператором или другим способом усилия к рычагу 28 и повороте его на определенный угол пружина 8 управления посредством кулачка 26 сжимается и сдвигает золотник 6 сервораспределителя влево и выводит его из равновесного состояния. При этом полость 12 установочного гидроцилиндра 3 посредством аксиальных каналов 38 и 39, каналов 40 и 41, кольцевого канала 31 и канала 37 сообщается с дренажем 14, а поршень 22 дополнительного гидроцилиндра 4 под воздействием давления жидкости, нагнетаемой насосом в полость 36, выдвигается вправо, поворачивая. поворотную шайбу 2 на более меньший угол наклона и тем самым уменьшая производительность насоса, Одновременно через поршень 23 гидроцилин1740772

40 с я тем, что нагружающий привод выполнен метры витка, 50

55 дра 3 сжимается пружина обратной связи 7 до тех пор пока не наступит равновесное состояние золотника 6.

В дальнейшем выбранное положение поворотной шайбы, соответствующее заданной производительности насоса, поддерживается золотником 6.

Так как пружина обратной связи 7 и пружина 8 управления имеют одинаковые характеристики витка, но разное их количество, то при сравнительно небольшой деформации пружины 8 управления для уравновешивания золотника 6 необходима значительно большая деформация пружины обратной связи.

Этим самым имеется возможность сократить габариты устройства управления и применить в качестве управляющего механизма кулачково-рычажный. Далее при необходимости увеличения производительности насоса рычаг 28 перемещается в обратном направлении ближе к исходному положению. . Кулачок 26 уменьшает деформацию пружины 8 управления, золотник 6 под воздействием пружины обратной связи 7 смещается вправо и рабочая жидкость из линии 15 нагнетания насоса уже поступает в полость 12 установочного гидроцилиндра 3. Поршень

23 под воздействием значительно большего усилия, чем усилие от поршня 22, перемещается влево, увеличивая производительность насоса.

Таким образом, s прямой зависимости от положения рычага 28 находится угол поворота шайбы 2, а значит, пооизводительность насоса.

В режиме производительности, близкой к нулю, когда рычаг 28 находится в максимально отклоненном положении, поворотная шайба 2 устанавливается под прямым углом к оси приводного вала 19.

Вследствие того, что поворотная шайба

2 удерживается в этом положении как установочным гидроцилиндром 3, так и дополни5

35 тельным гидроцилиндром 4, размещенными симметрично рычагу 21 поворотной шайбы

2, для управления насосом может быть применено значительно меньшее давление управления, насос более стабильно работает в режиме производительности, близкой к нулю, особенно при небольших давлениях в линии нагнетания насоса, отпадает необходимость в дополнительном насосе для управления, г значит упрощается конструкция.

Формула изобретения

1. Устройство управления производительностью насоса, содержащее регулировочный орган, например поворотную шайбу, связанный с установочным гидроцилиндром, пружину обратной связи, установленную между поршнем гидроцилиндра и торцом золотника сервораспределителя с двумя дросселирующими зазорами, входная линия которого сообщена с торцевыми полостями золотника и полостью установочного гидроцилиндра, а одна из выходных линий сообщена с дренажом, другая — с линией нагнетания, и управляющий механизм, установленный с обратного торца золотника сервораспределителя и контактирующий с ним, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и улучшения стабильности работы в режиме производительности, близкой к нулю, оно снабжено дополнительным гидроцилиндром, поршневая полость которого соединена с линией нагнетания, а шток установлен с возможностью взаимодействия с регулировочным органом и расположен симметрично штоку установочного гидроцилиндра, а управляющий механизм выполнен в виде пружины управления и нагружающего привода.

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ев виде кулачка и соединенного с ним поворотного рычага, а пружина управления имеет меньшее, чем у пружины обратной связи, количество витков и одинаковые с ней пара1740772 10

2 I 2 24 2 » I8

12

1740772 л-л

21 23 q з зз з4 з 2в

38 40 3I 8 29

Составитель А. Гаркуша

Редактор M,Íåîäëóæåêêî Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Ïoæî

Заказ 2068 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101