Гидроклапан тормозной

 

Использование: в гидравлических системах для плавного регулирования скорости независимо от нагрузки на гидромоторе или гидроцилиндре и запирания их полостей. Сущность: гидроклапан тормозной содержит корпус 1, в расточке которого установлена гильза 2, а в ней золотник 8, поджатый пружиной 7 с одного торца, а другой его торец образует с корпусом 1 полость 18 управления. В осевом канале золотника 8 установлен обратный клапан 13. Между отверстиями 3, 4 подвода-отвода внутренняя поверхность гильзы 2 и наружная поверхность золотника 8 образуют дроссель 17. В торцевую крышку 8 установлен регулировочный винт 25 для регулировки дросселя 17. Поршень 22 установлен в заглушке 26 и образует поршневую полость 27, сообщенную дроссельным отверстием 31 с камерой 2, в которой установлен фильтр 23. Осевые периферийные каналы 29 и радиальные дроссельные каналы 30 сообщают надклапанную полость 15 с дросселем 17 и поршневой полостью 27. Дополнительный обратный клапан 24 установлен параллельно дополнительному дросселю 21, сообщающему полость 18 управления с отверстием 20. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике, в частности к запорно-регулирующей аппаратуре, выполняющей функции запорного элемента (гидрозамок) и регулируемого дросселя, и может быть использовано в гидросистемах для плавного регулирования скорости независимо от нагрузки на гидромотор или гидроцилинд.

Известен гидроклапан тормозной, содержащий корпус, в котором размещены подпружиненный с одного конца золотник, выполненный с осевым каналом и дросселем, поршень со штоком, взаимодействующим с другим концом золотника, управляющий канал и обратный клапан, установленный в параллельной расточке и сообщенный каналами с золотником и отверстиями подвода-отвода рабочей жидкости [1] Недостатками этого гидроклапана являются большие габариты и ненадежность в работе.

Наиболее близким по своей технической сущности к описываемому является гидроклапан тормозной, содержащий корпус, в расточке которого установлена гильза со ступенчатой проточкой, отверстиями подвода-отвода рабочей жидкости и седлом, образованным в месте перехода поверхностей проточки, торцевую крышку, установленную в проточке большего диаметра, гидравлически управляемый с одного торца и подпружиненный относительно крышки с другого торца цилиндрический ступенчатый золотник с конической поверхностью, расположенной между ступенями и контактирующей с седлом гильзы, при этом в золотнике выполнены радиальные каналы и ступенчатый осевой канал с уменьшением диаметра его ступеней от торца ступени меньшего диаметра к большему и образованием в месте перехода поверхностей клапанного седла, обратный клапан, поджатый пружиной к клапанному седлу и установленный в осевом канале с образованием надклапанной и подклапанной полостей, сообщенных радиальными каналами с отверстиями подвода-отвода, расположенными в большей и меньшей ступени гильзы, дроссель, образованный внутренней поверхностью меньшей ступени гильзы между седлом и отверстиями подвода-отвода и наружной поверхностью меньшей ступени золотника при его перемещении, полость управления золотником, образованную расточкой корпуса и заглушенным торцом меньшей ступени золотника и сообщенную с отверстием подвода давления управления, выполненным в корпусе, через дополнительный дроссель, и поршень с дроссельным отверстием [2] Недостатком данного гидроклапана тормозного является недостаточная надежность работы, связанная с невозможностью регулировки величины открытия рабочего окна дросселя для пропускания различных по величине потоков рабочей жидкости, невозможностью обеспечения дросселей постоянного сечения защитой от загрязнения. А также в известном гидроклапане отсутствует возможность быстрого (аварийного) закрытия клапана при резком снятии давления. При этом закрытие клапана обеспечивается только двумя пружинами, действующими против усилия, создаваемого давлением нагрузки.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение надежности работы устройства в целом и повышение надежности управления.

Указанная техническая задача достигается за счет того, что гидроклапан тормозноq, содержит корпус, в расточке которого установлена гильза со ступенчатой проточкой, отверстиями подвода-отвода рабочей жидкости и седлом, образованным в месте перехода поверхностей проточки, торцевую крышку, установленную в проточке большего диаметра, гидравлически управляемый с одного торца и подпружиненный относительно крышки с другого торца цилиндрический ступенчатый золотник с конической поверхностью, расположенной между ступенями и контактирующей с седлом гильзы, при этом в золотнике выполнены радиальные каналы и ступенчатый осевой канал с уменьшением диаметра его ступеней от торца ступени золотника меньшего диаметра к большему и образованием в месте перехода поверхностей клапанного седла, обратный клапан, поджатый пружиной к клапанному седлу и установленный с осевом канале с образованием надклапанной и подклапанной полостей, сообщенных радиальными каналами с отверстиями подвода-отвода, расположенными в большей и меньшей ступенях гильзы, дроссель, образованный внутренней поверхностью меньшей ступени гильзы между седлом и отверстиями подвода-отвода и наружной поверхностью меньшей ступени золотника при его перемещении, полость управления золотником, образованную расточкой корпуса и заглушенным торцом меньшей ступени золотника и сообщенную с отверстием подвода давления управления, выполненным в корпусе, через дополнительный дроссель, и поршень.

При этом отличием является то, что гидроклапан тормозной снабжается фильтрами, дополнительным обратным каналом, регулировочным винтом, установленным в торцевой крышке с возможностью взаимодействия с поршнем, заглушкой, в расточке которой установлен поршень с образованием поршневой полости, при этом в золотнике в ступени большего диаметра выполнена глухая расточка и в ней установлена заглушка с образованием камеры, в которой установлен один из фильтров, в золотнике также выполнены осевые периферийные каналы, сообщающие надклапанную полость с камерой, и радиальные дроссельные каналы, сообщающие осевые периферийные каналы с дросселем, причем поршневая полость и камера соединены между собой дроссельным отверстием, а осевой канал золотника выполнен глухим, причем диаметр поршня выполнен меньше диаметра торца меньшей ступени золотника, другой фильтр установлен на входе в полость управления, а дополнительный обратный клапан поставлен параллельно дополнительному дросселю полости управления.

Указанные отличительные признаки позволяют повысить надежность за счет того, что все дроссели постоянного сечения защищены фильтрами. Аварийное закрытие гидроклапана при резком снятии давления управления осуществляется через обратный клапан, установленный параллельно дросселю. Регулировка величины открытия рабочего окна дросселя осуществляется с помощью винта. А за счет периферийных каналов, сообщающих поршневую полость с надклапанной полостью, обеспечивается дополнительный поджим золотника к седлу, и чем больше давление создается нагрузкой, тем сильнее золотник поджимается к седлу.

Гидроклапан тормозной содержит корпус 1, в расточке которого установлена гильза 2 со ступенчатой проточкой, отверстиями 3, 4 подвода-отвода рабочей жидкости и седлом 5, образованным в месте перехода поверхностей проточки; торцевую крышку 6, установленную в проточке большего диаметра; гидравлически управляемый с одного торца и подпружиненный пружиной 7 относительно крышки 6 с другого торца цилиндрический ступенчатый золотник 8 с конической поверхностью 9, расположенной между ступенями и контактирующей с седлом 5 гильзы 2, при этом в золотнике выполнены радиальные каналы 10, 11 и ступенчатый осевой канал с уменьшением диаметра его ступеней от торца ступени золотника 8 меньшего диаметра к большему и образованием в месте перехода поверхностей клапанного седла 12; обратный клапан 13, поджатый пружиной 14 к клапанному седлу 12 и установленный в осевом канале с образованием надклапанной и подклапанной полостей 15 и 16, сообщенных радиальными каналами 10, 11 с отверстиями 3, 4 подвода-отвода, расположенными в большей и меньшей ступени гильзы 2; дроссель 17, образованный внутренней поверхностью меньшей ступени гильзы 2 между седлом 5 и отверстиями 4 подвода-отвода и наружной поверхностью меньшей ступени золотника 8 при его перемещении; полость 18 управления золотником 8, образованную расточкой корпуса 1 и заглушенным пробкой 19 торцом меньшей ступени золотника 8 и сообщенную отверстием 20 подвода давления управления, выполненным в корпусе 1, через дополнительный дроссель 21; поршень 22.

Кроме того, гидроклапан тормозной снабжен фильтрами 23, дополнительным обратным клапаном 24, регулировочным винтом 25, установленным в торцевой крышке с возможностью взаимодействия с поршнем 22, и заглушкой 25, в расточке которой установлен поршень 22 с образованием поршневой полости 27, при этом в золотнике 8 в ступени большего диаметра выполнена глухая расточка и в ней установлена заглушка 26 с образованием камеры 28, в которой установлен один из фильтров 23. В золотнике 8 также выполнены осевые периферийные каналы 29, сообщающие надклапанную полость 15 с камерой 28, и радиальные дроссельные каналы 30, сообщающие осевые периферийные каналы 29 с дросселем 17, причем поршневая полость 27 и камера 28 соединены между собой дроссельным отверстием 31, а осевой канал золотника выполнен глухим, причем диаметр поршня 22 выполнен меньше диаметра торца меньшей ступени золотника 8. Другой фильтр 23 установлен на входе в полость 18 управления, а дополнительный обратный клапан 24 поставлен параллельно дополнительному дросселю 21 полости 18 управления и входом подключен к последней.

Работает гидроклапан тормозной следующим образом, например, гидроклапан устанавливается в непосредственной близости к присоединительным отверстиям гидроцилиндра с односторонней нагрузкой (на чертеже не показан) и подсоединяется к ним отверстиями 4 подвода- отвода рабочей жидкости, отверстия 3 подвода-отвода рабочей жидкости подсоединяются к распределителю (на чертеже не показан), а к отверстию 20 подводится линия давления управления (на чертеже не показана).

При установке гидрораспределителя в одну из рабочих позиций жидкость от него подводится к отверстию 3 подвода-отвода и далее через радиальные каналы 11, выполненные в золотнике 8, поступает в подклапанную полость 16 и воздействует на обратный клапан 13. Он, в свою очередь, преодолевая усилие пружины 14, отжимается давлением от клапанного седла 12 и тем самым создается проход рабочей жидкости далее через радиальные каналы 10 и отверстия 4 подвода-отвода к полости гидроцилиндра, обеспечивая его рабочий ход. В этом случае золотник 8 своей конической поверхностью 9 прижимается пружиной 7 к седлу 5. Плюс, дополнительный поджим золотника 8 к седлу 5 обеспечивается давлением, созданным в поршневой полости 27. В поршневую полость 27 жидкость поступает из надклапанной полости 15 через осевые периферийные каналы 29, фильтр 23, установленный в камере 28, и дроссельное отверстие 31.

Это по сравнению с прототипом позволяет использовать одну пружину 7 при сохранении надежности запирания золотника 8.

При включении гидрораспределителя в нейтральное положение или, например, при обрыве шланга подвод рабочей жидкости к отверстию 3 подвода-отвода прекращается и давление напора в подклапанной полости 16 падает, в этом случае пружина 14 прижимает обратный клапан 13 к клапанному седлу 12, закрывая обратный проход рабочей жидкости из полости гидроцилиндра под действием односторонней нагрузки. При этом чем больше давление в надклапанной полости 15, создаваемой нагрузкой, тем сильнее обратный клапан 13 прижимается к клапанному седлу 12, обеспечивая герметичность запирания нагруженной полости гидроцилиндра. Дополнительный поджим конической поверхности 9 золотника 8 к седлу 5 также увеличивается с возрастанием давления в надклапанной полости 15, связанной с поршневой полостью 27.

При подводе жидкости под давлением управления к отверстию 20 она проходит дополнительный дроссель 21 и поступает в полость 18 управления, воздействуя на торец золотника 8, преодолевая усилие пружины 7, и давление в поршневой полости 27 перемещает золотник 8 из крайнего левого положения в правое. При этом коническая поверхность 9 отходит от седла 5, открывая дроссель 17, и чем больше золотник перемещается, тем больше открывается дроссель 17. В этом случае рабочая жидкость из полости гидроцилиндра под действием нагрузки подводится к отверстию 4 подвода-отвода и далее через дроссель 17 поступает в отверстие 3, а из него к распределителю на слив. Другая часть потока через осевые периферийные каналы 29 и радиальные дроссельные каналы 30 также в отверстие 3 подвода-отвода, плавно увеличивая поток.

Поршневая камера 27 в этом случае также через радиальные дроссельные каналы 30, осевые периферийные каналы 29, фильтр 23 и дроссельное отверстие 31 сообщается с отверстием 3 подвода-отвода, и жидкость постепенно из поршневой камеры 27 подается на слив, обеспечивая плавное, без скачков, перемещение золотника 8 в крайнее положение и создавая тем самым нужное противодавление на слив из гидроцилиндра при движении его штока под действием попутной нагрузки.

Благодаря наличию дополнительного дросселя 21 на входе в полость 18 управления обеспечивается плавное нарастание в ней давления управления, что позволяет без рывков перемещать золотник 8 независимо от величины давления управления. Для быстрого же возврата золотника 8 в исходное положение параллельно этому дополнительному дросселю 21 установлен дополнительный обратный клапан 24.

Наличие фильтра 23, установленного в камере 28, исключает засорение дроссельного отверстия 31 продуктами износа, присутствующими в рабочей жидкости, что приводит также к повышению надежности работы гидроклапана.

Регулировочный винт 25 служит для изменения хода золотника 8, а, следовательно и регулировки величины открытия дросселя 17, что позволяет изменять скорость перемещения рабочего оборудования, В качестве рабочего органа могут быть использованы не только гидроцилиндры, но и гидромоторы.

Формула изобретения

Гидроклапан тормозной, содержащий корпус, в расточке которого установлена гильза со ступенчатой проточкой, отверстиями подвода-отвода рабочей жидкости и седлом, образованным в месте перехода поверхностей проточки, торцевую крышку, установленную в проточке большего диаметра, гидравлически управляемый с одного торца и подпружиненный относительно крышки с другого торца цилиндрический ступенчатый золотник с конической поверхностью, расположенной между ступенями, и контактирующий с седлом гильзы, при этом в золотнике выполнены радиальные каналы и ступенчатый осевой канал с уменьшением диаметра его ступеней от торца ступени золотника меньшего диаметра к большему и образованием в месте перехода поверхностей клапанного седла, обратный клапан, поджатый пружиной к клапанному седлу и установленный в осевом канале с образованием надклапанной и подклапанной полостей, сообщенных радиальными каналами с отверстиями подвода-отвода, расположенными в большей и меньшей ступенях гильзы, дроссель, образованный внутренней поверхностью меньшей ступени гильзы между седлом и отверстиями подвода-отвода и наружной поверхностью меньшей ступени золотника при его перемещении, полость управления золотником, образованную расточкой корпуса и заглушенным торцом меньшей ступени золотника и сообщенную с отверстием подвода давления управления, выполненным в корпусе, через дополнительный дроссель, и поршень, отличающийся тем, что он снабжен фильтрами, дополнительным обратным клапаном, регулировочным винтом, установленным в торцевой крышке с возможностью взаимодействия с поршнем, и заглушкой, в расточке которой установлен поршень с образованием поршневой полости, при этом в золотнике, в ступени большего диаметра, выполнена глухая расточка и в ней установлена заглушка с образованием камеры, в которой установлен один из фильтров, в золотнике также выполнены осевые периферийные каналы, сообщающие надклапанную полость с камерой, и радиальные дроссельные каналы, сообщающие осевые периферийные каналы с дросселем, причем поршневая полость и камеры соединены между собой дроссельным отверстием, а осевой канал золотника выполнен глухим, причем диаметр поршня выполнен меньше диаметра торца меньшей ступени золотника, другой фильтр установлен на входе в полость управления, а дополнительный обратный клапан поставлен параллельно дросселю полости управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1