Пневмогидравлическая станция

 

Станция может быть использована в станкостроении, в частности для привода гидрофицированных исполнительных механизмов технологического оборудования. В пневмогидравлической станции, содержащей два мультипликатора 6,13 двойного действия, каждый из которых выполнен с одной дополнительной пневмополостью 26,49 и двух управляющих пневмополостей 4,5,11,12,, соединенных с источником давления и выхлопом через свой пневмораспределитель 2,36, каждая полость управления которого подключена к соответствующей управляющей полости другого мультипликатора, напорных обратных клапанов, всасывающих обратных клапанов. В центре каждого корпуса мультипликатора 6,13 выполнено отверстие 62,63, сообщающее дополнительную пневмополость с атмосферой. Гидравлические полости 14,15,41,42 мультипликаторов 6,13 расположены между поршнями 29,30,52,53 каждого из них в гильзе 28,51, жестко закрепленной на поршнях с возможностью перемещения их относительно неподвижно закрепленного на корпусе шток-поршня 27,50. В мультипликаторах 6,13 выполнены по две дополнительные камеры 9,10,39,40 с подпружиненными плавающими поршнями 58,59,60,61, причем одна гидравлическая полость 18,19,45,46 этих камер сообщена с выходами соответствующих обратных клапанов 20,21,47,48, выполненных в виде заслонки большого сечения и через всасывающие обратные клапаны 16,17,43,44 и каналы 31,32,54,55 в шток-поршне 27,50 - с гидравлическими полостями 14,15,41,42 мультипликаторов 6,13, а вторая пневматическая полость 7,8,37,38 сообщена с соответствующими пневмополостями 4,5,11,12 мультипликаторов 6,13, при этом каналы 31,32,54,55 в шток-поршне 27,50 выведены на противоположные стороны. Питание одного из мультипликаторов 13, имеющего больший коэффициент усиления, производится от ресивера 35, который в свою очередь питается от выхлопного отверстия пневмораспределителя 34, питающего другой мультипликатор 6 с меньшим коэффициентом усиления от пневмосети. Технический результат - уменьшение габаритов, экономия энергоносителя, уменьшение шума. 1 ил.

Изобретение относится к станкостроению, а именно к пневмоприводам, и может быть использовано для привода гидрофицированных механизмов технологического оборудования.

Известен пневмогидропривод возвратно-поступательного действия, принятый заявителем за прототип (см. патент России N 2086811, F 15 B 15/18, 1993 г.), содержащий два пневмогидравлических мультипликатора двойного действия, каждый из которых выполнен с одной дополнительной пневмополостью и двух управляющих пневмополостей, сообщенных с источником давления и выхлопом через свой двухпозиционный пневмораспределитель, каждая полость управления которого подключена к соответствующей полости другого мультипликатора. Каждый мультипликатор содержит по две дополнительные камеры, выполненные соосно, с подпружиненными плавающими поршнями для лучшего заполнения гидрополостей мультипликаторов. Недостатком данного пневмопривода являются увеличенные габариты мультипликаторов за счет соосного расположения дополнительных камер с плавающими поршнями, значительное потребление сжатого воздуха, т.к. сброс его в атмосферу производится тем же давлением, что и давление, питающее пневмопривод, и вследствие этого повышенной уровень шума.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является уменьшение габаритов мультипликаторов в плане, экономия энергоносителя и снижение уровня шума при сбросе отработавшего сжатого воздуха в атмосферу.

Расположение дополнительных камер с плавающими поршнями над мультипликаторами позволяет уменьшить габариты пневмопривода в плане, что экономит производственные площади, а экономия сжатого воздуха и снижение уровня шума достигается тем, что питание производится от пневмосети через силовой двухпозиционный пневмораспределитель, а питание второго мультипликатора, имеющего коэффициент усиления в 1,5-3 раза больше, чем коэффициент усиления первого мультипликатора, производится от ресивера, пополняемого давлением, в 1,5-3 раза меньшим, чем давление в пневмосети, от выхлопного отверстия силового пневмораспределителя, питающего первый мультипликатор, и остаток отработавшего сжатого воздуха сбрасывается в атмосферу через двухпозиционный пневмораспределитель с двусторонним пневмоуправлением при меньшем в 1,5-3 раза давлении, чем давление в пневмосети.

Поставленная задача достигается тем, что пневмогидравлическая станция, содержащая два мультипликатора двойного действия, каждый из которых состоит из корпуса с установленными в нем двумя поршнями с образованием одной дополнительной пневмополости и двух управляющих пневмополостей, напорных обратных клапанов, входы которых сообщены с гидрополостями мультипликаторов, а выходы - с напорной магистралью, всасывающих обратных клапанов, входы которых сообщены с гидробаком, а выходы - с гидрополостями мультипликаторов, двух дополнительных камер, содержащих подпружиненные плавающие поршни, одна гидравлическая полость этих камер сообщена с выходами соответствующих обратных клапанов, выполненных в виде заслонки большого сечения, и через обратные клапаны и каналы в штоках с гидравлическими полостями мультипликаторов, а вторая, пневматическая, полость сообщена с соответствующими пневмополостями мультипликатора, при этом каналы в штоках выведены на противоположные стороны поршней, в центре каждого корпуса мультипликатора выполнено отверстие, сообщающее дополнительную полость с атмосферой, гидравлические полости мультипликаторов расположены между поршнями каждого мультипликатора в гильзе, жестко закрепленной на поршнях с возможностью перемещения их относительно неподвижно закрепленного с двух сторон на корпусе шток-поршня, управляющие полости мультипликаторов сообщены с источником давления через свои двухпозиционные пневмораспределители, выхлоп из пневмополости второго мультипликатора происходит через второй двухпозиционный пневмораспределитель в атмосферу, снабжена ресивером, регулятором давления, дополнительным двухпозиционным пневмораспределителем и дополнительным обратным клапаном, при этом второй мультипликатор выполнен с коэффициентом усиления в 1,5-3 раза больше, чем первый, входы регулятора давления и первого двухпозиционного пневмораспределителя сообщены с источником давления, выход регулятора давления подключен к ресиверу, который соединен со входом второго пневмораспределителя, выхлопное отверстие первого двухпозиционного пневмораспределителя связано с дополнительным обратным клапаном и управляющей полостью дополнительного двухпозиционного пневмораспределителя, подпружиненная управляющая полость которого подключена к ресиверу, а выход связан с ресивером, выход дополнительного обратного клапана связан со входом дополнительного пневмораспределителя, причем дополнительные камеры мультипликаторов расположены над их боковыми крышками.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается тем, что пневмогидравлическая станция снабжена ресивером, регулятором давления, дополнительным двухпозиционным пневмораспределителем и дополнительным обратным клапаном, при этом второй мультипликатор выполнен с коэффициентом усиления, в 1,5-3 раза большим, чем первый, входы регулятора давления и первого двухпозиционного пневмораспределителя сообщены с источником давления, выход регулятора давления подключен к ресиверу, который соединен со входом второго пневмораспределителя, выхлопное отверстие первого двухпозиционного пневмораспределителя связано с дополнительным обратным клапаном и управляющей полостью дополнительного двухпозиционного пневмораспределителя, подпружиненная управляющая полость которого подключена к ресиверу, а выход связан с ресивером, выход дополнительного обратного клапана связан с входом дополнительного пневмораспределителя, причем дополнительные камеры мультипликаторов расположены над их боковыми крышками.

На чертеже представлена схема пневмогидравлической станции.

Пневмогидравлическая станция состоит из пневмораспределителя 1 с ручным управлением (нулевой клапан), вход которого подключен к пневмосети, а выход - ко входу силового пневмораспределителя 2 с пневмоуправлением и входу регулятора 3 давления. Выходы пневмораспределителя 2 связаны с пневмополостями 4, 5 мультипликатора 6 и пневмополостями 7, 8 дополнительных камер 9, 10, а управляющие полости - с пневмополостями 11, 12 мультипликатора 13. Гидравлические полости 14, 15 мультипликатора 6 через обратные клапаны 16, 17, гидравлические полости 18, 19 дополнительных камер 9, 10, обратные клапаны 20, 21 связаны с маслобаком 22, а также через обратные клапаны 23, 24 с напорной магистралью 25. Мультипликатор 6 содержит дополнительную пневмополость 26, неподвижный шток-поршень 27, вдоль которого перемещается гильза 28, жестко закрепленная между поршнями 29, 30. В шток-поршне 27 выполнены каналы 31, 32 для связи гидрополостей 14, 15 с маслобаком 22 и напорной магистралью 25. Выхлопное отверстие пневмораспределителя 2 связано с обратным клапаном 33 и управляющей полостью двухпозиционного пневмораспределителя 34, другая подпружиненная полость которого связана с ресивером 35. Выход обратного клапана 33 связан со входом пневмораспределителя 34, выход регулятора давления 3 связан с ресивером 35. Ресивер 35 связан со входом двухпозиционного пневмораспределителя 36. Выходы пневмораспределителя 36 связаны с пневмополостями 11, 12 мультипликатора 13 и пневмополостями 37, 38 дополнительных камер 39, 40, а управляющие полости - с пневмополостями 4, 5, мультипликатора 6. Гидравлические полости 41, 42 мультипликатора 13 через обратные клапаны 43, 44, гидравлические полости 45, 46 дополнительных камер 39, 40, обратные клапаны 47, 48 связаны с маслобаком 22. Мультипликатор 13 содержит дополнительную пневмополость 49, неподвижный шток-поршень 50, вдоль которого перемещается гильза 51, жестко закрепленная между поршнями 52, 53. В шток-поршне 50 выполнены каналы 54, 55 для связи гидрополостей 41, 42 с маслобаком 22, а также через обратные клапаны 56, 57 с напорной магистралью. Мультипликаторы 6 и 13 содержат дополнительные камеры 9, 10, 39, 40, включающие подпружиненные плавающие поршни 58, 59, 60, 61 и обратные клапаны 20, 21, 47, 48. Поршни 58, 59, 60, 61 делят дополнительные камеры 9, 10, 39, 40 на гидравлические 18, 19, 45, 46 и пневматические 7, 8, 37, 38 полости. Обратные клапаны 20, 21, 47, 48 выполнены в виде заслонок, что позволяет их сделать максимального сечения. В центре мультипликаторов 6, 13 выполнены отверстия 62 и 63, соединяющие дополнительные пневмополости 26 и 49 с атмосферой. Управляющие отверстия 64, 65, 66, 67 в пневмополостях 4, 5, 11, 12 мультипликаторов 6 и 13 связаны с соответствующими управляющими пневмополостями пневмораспределителей 2 и 36. Мультипликатор 13 выполнен с коэффициентом усиления, в 1,5-3 раза большим, чем мультипликатор 6, с целью получения одинакового давления масла в напорной магистрали 25, т.к. он питается через силовой пневмораспределитель 36 от ресивера 35, наполняемого через пневмораспределитель 34 от выхлопного отверстия пневмораспределителя 2 до давления, в 1,5-3 раза меньшего, чем давление в пневмосети.

Пневмогидравлическая станция работает следующим образом.

Сжатый воздух из магистрали через включенный нулевой клапан 1 поступает на вход силового пневмораспределителя 2 и вход регулятора давления 3. С выходов пневмораспределителя 2 сжатый воздух поступает в пневмополости 4 и 5 мультипликатора 6 и пневмополости 7 и 8 дополнительных камер 9 и 10. С выхода регулятора давления 3 сжатый воздух под давлением, определенным коэффициентом усиления мультипликатора 13, поступает в ресивер 35, затем на вход силового пневмораспределителя 36, с выходов которого поступает в пневмополости 11 и 12 мультипликатора 13 и пневмополости 37 и 38 дополнительных камер 39 и 40. В изображенном на чертеже состоянии механизмов сжатый воздух поступает в правые полости 5 и 12 мультипликаторов 6 и 13, обеспечивая удержание их поршней 29, 30, 52, 53 на левых упорах. Через отверстия 65, 67 в пневмополостях 5, 12 мультипликаторов 6, 13 пневматические сигналы поступают из правого мультипликатора 6 - в левую управляющую полость пневмораспределителя 36, подтверждая изображенное на чертеже левое его положение, а из левого мультипликатора 13 - в правую управляющую полость пневмораспределителя 2, переключая его в правое положение. В результате переключения пневмораспределителя 2 сжатый воздух попадает в левую пневмополость 4 мультипликатора 6, перемещая его поршни 29, 30 вправо и одновременно в пневматическую полость 7 дополнительной камеры 9, перемещая ее поршень 58 вниз. При этом масло из левой гидравлической полости 14 мультипликатора 6, через канал 32 в правой части шток-поршня 27 и обратный клапан 24 вытесняется в напорную магистраль 25, а из левой гидравлической полости 18 дополнительной камеры 9 через обратный клапан 16 и канал 31 в левой части шток-поршня 27 - в правую, сливную в данный момент, гидравлическую полость 15 мультипликатора 6, обеспечивая принудительное ее заполнение. Одновременно поршень 59 в дополнительной камере 10 под действием пружины перемещается вверх, т.к. пневматическая полость 8 этой камеры через пневмораспределитель 2 сообщена с атмосферой через обратный клапан 33 и пневмораспределитель 34, а гидравлическая полость 19 дополнительной камеры 10 через обратный клапан 21 заполняется маслом из бака 22, подготавливая ее к следующему циклу.

При сбросе отработанного сжатого воздуха из выхлопного отверстия пневмораспределителя 2 пневмораспределитель 34 сначала занимает левое положение, и сбрасываемый из мультипликатора 6 отработавший сжатый воздух поступает в ресивер 35 через обратный клапан 33 и пневмораспределитель 34, затем при выравнивании давлений в ресивере 35 и соответственно в обеих управляющих полостях пневмораспределителя 34, последний занимает правое положение под действием пружины, расположенной в его правой управляющей полости, и сбрасывает остаток отработавшего сжатого воздуха из мультипликатора в атмосферу. В процессе перемещения поршень 29 мультипликатора 6 проходит управляющее отверстие 64 в корпусе мультипликатора 6, в результате чего в отверстии 64 появляется пневматический сигнал, поступающий в правую управляющую полость пневмораспределителя 36, а поршень 30 проходит управляющее отверстие 65 в корпусе мультипликатора 6, соединяющее левую управляющую полость пневмораспределителя 36 через отверстие 63 с атмосферой. Пневмораспределитель 36 переключается в правое положение. При этом поршни 52, 53 мультипликатора 13 начинают перемещаться вправо, вытесняя масло из левой его гидравлической полости 41 через канал 55 в правой части штока 50 и обратный клапан 57 в напорную магистраль 25, а правая, сливная в данный момент, гидравлическая полость 42 принудительно заполняется маслом из дополнительной камеры 39 под воздействием поршня 60.

Таким образом, происходит совместное перемещение поршней 29, 30, 52, 53 мультипликаторов 63 и 13 в процессе которого поршень 24 мультипликатора 6 доходит до правого упора, а поршни 52 и 53 мультипликатора 13 проходят управляющие отверстия 66 и 67 в его корпусе, в результате чего возникает пневматический сигнал, переключающий пневмораспределитель 2 в левое его положение. Далее цикл повторяется.

Таким образом, обеспечивается совместная работа обоих мультипликаторов со сдвигом по фазе (момент реверса каждого мультипликатора обязательно приходится на рабочий ход другого). При этом производится принудительное заполнение сливных (всасывающих) гидрополостей мультипликатора из дополнительных камер, подготовка которых (заполнение их гидрополостей 18, 19, 45, 46 из бака 22) производится заблаговременно в процессе предыдущего хода каждого мультипликатора. Выхлоп отработавшего сжатого воздуха из мультипликатора 6 постоянно питает ресивер 35, который подает сжатый воздух через пневмораспределитель 36 в пневмополости 11 и 12 мультипликатора 13.

Формула изобретения

Пневмогидравлическая станция, содержащая два мультипликатора двойного действия, каждый из которых состоит из корпуса с установленными в нем двумя поршнями с образованием одной дополнительной пневмополости и двух управляющих пневмополостей, напорных обратных клапанов, входы которых сообщены с гидрополостями мультипликаторов, а выходы - с напорной магистралью всасывающих обратных клапанов, входы которых сообщены с гидробаком, а выходы - с гидрополостями мультипликаторов двух дополнительных камер, содержащих подпружиненные плавающие поршни, одна гидравлическая полость этих камер сообщена с выходами соответствующих обратных клапанов, выполненных в виде заслонки большого сечения, и через обратные клапаны и каналы в штоках - с гидравлическими полостями мультипликаторов, а вторая, пневматическая, полость сообщена с соответствующими пневмополостями мультипликаторов, при этом каналы в штоках выведены на противоположную сторону поршней, в центре каждого корпуса мультипликатора выполнено отверстие, сообщающее дополнительную полость с атмосферой, гидравлические полости мультипликаторов расположены между поршнями каждого мультипликатора в гильзе, жестко закрепленной на поршнях с возможностью перемещения их относительно неподвижно закрепленного на корпусе шток-поршня, управляющие полости мультипликаторов сообщены с источником давления через свои двухпозиционные пневмораспределители, выхлоп из пневмополостей второго мультипликатора происходит через второй двухпозиционный пневмораспределитель в атмосферу, отличающаяся тем, что снабжена ресивером, регулятором давления, дополнительным двухпозиционным пневмораспределителем и дополнительным обратным клапаном, при этом второй мультипликатор выполнен с коэффициентом усиления в 1,5 - 3 раза большим, чем первый, входы регулятора давления и первого двухпозиционного пневмораспределителя сообщены с источником давления, выход регулятора давления подключен к ресиверу, который соединен с входом второго пневмораспределителя, выхлопное отверстие первого двухпозиционного пневмораспределителя связано с дополнительным обратным клапаном и управляющей полостью дополнительного двухпозиционного пневмораспределителя, подпружиненная управляющая полость которого подключена к ресиверу, а выход связан с ресивером, выход дополнительного обратного клапана связан с входом дополнительного пневмораспределителя, причем дополнительные камеры мультипликаторов расположены над их боковыми крышками.

РИСУНКИ

Рисунок 1