Гидродвигатель

Гидродвигатель предназначен для гидросистем возвратно-поступательного движения. Гидродвигатель включает цилиндр с основанием, входным и выходным патрубками, крышку, поршень со штоком, дроссельный канал, сообщающий штоковую и подпоршневую полости и взаимодействующий с поршнем клапан со штоком, при этом шток клапана выполнен полым и снабжен радиальными выходными отверстиями и ограничительной шайбой, причем клапан имеет возможность контактирования с поршнем и основанием цилиндра, а ограничительная шайба - с выходным патрубком. Кроме того, выходной патрубок снабжен втулкой с возможностью осевого перемещения, а дроссельный канал выполнен регулируемым и размещен снаружи цилиндра. Взаимодействие клапана и поршня выполнено свободно. Технический результат - упрощение конструкции, повышение надежности. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к устройствам гидроавтоматики, работающим за счет энергии потока воды и может применяться в гидросистемах как в виде гидродвигателя, так и пульсирующего двигателя (создателя импульса давления). Известен пульсирующий двигатель, включающий сегнерово колесо, корпус с реактивным соплом и полую втулку. Полая втулка закреплена в корпусе реактивного сопла с возможностью вращения и сообщает сегнерово колесо с источником напора (полостью ствола) SU 1445639 А1, (ВНПО МО «РАДУГА»), 23.12.1988.

Недостатками этого пульсирующего двигателя являются узкий диапазон применимости, нерегулируемое изменение частоты импульсов при изменении давления в сети и непроизводительный слив воды из сегнерова колеса.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является гидродвигатель, включающий цилиндр, крышку с седлом и реактивным соплом (выходом), поршень со штоком и клапан, растянутый от поршня посредством пружины и штока с буртом. Поршень установлен в цилиндре и образует штоковую и подпоршневую полости, сообщенные между собой дроссельным каналом SU 1771407 A3, (ВНПО МО «РАДУГА»), 23.10.1992.

Недостатками этого двигателя являются сложность конструкции и невысокая надежность его работы из-за узкого диапазона изменения рабочего давления в сети, необходимость применения в его конструкции пружины с определенными характеристиками и изменения этих параметров в результате старения (усталости) пружины, неустойчивости работы при малых частотах импульсов и невозможность плавного регулирования хода штока поршня и частоты возвратно-поступательного движения.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции гидродвигателя и повышение его надежности. Поставленная задача достигается за счет того, что в гидродвигателе, включающем цилиндр с основанием, входной и выходной патрубок, крышку, поршень со штоком, дроссельный канал, сообщающий штоковую и подпоршневую полости и взаимодействующий с поршнем клапан со штоком, согласно изобретению шток клапана выполнен полым и снабжен радиальными выходными отверстиями и ограничительной шайбой, причем клапан имеет возможность контактирования с поршнем и основанием цилиндра, а ограничительная шайба - с выходным патрубком. Кроме того, выходной патрубок снабжен втулкой с возможностью осевого перемещения, а дроссельный канал выполнен регулируемым и размещен снаружи цилиндра. Взаимодействие клапана и поршня выполнено свободно.

Сущность предлагаемого изобретения приведено на чертеже, где показан общий вид конструктивной схемы гидродвигателя.

Гидродвигатель состоит из цилиндра 1 с основанием 2, входного 3 и выходного 4 патрубков, крышки 5, поршня 6 со штоком 7 и клапана 8 с полым штоком 9 и полостью 10, радиальными выходными отверстиями 11 и ограничительной шайбы 12. Поршень 6, установленный в цилиндре 1 и ограниченный крышкой 5, образует штоковую 13 и подпоршневую 14 полости, сообщенные между собой через канал связи 15 и регулируемый дроссель 16. Выходной патрубок 4 снабжен, с возможностью осевого перемещения, втулкой 17 с фиксатором положения 18, выходной полостью 19 и основанием 20. Клапан 8 установлен соосно с поршнем 6 цилиндра 1 и втулки 17 с возможностью скользящего осевого перемещения и обеспечивает возможность периодического сообщения полостей 14 и 19 между собой.

Для нормальной работы гидродвигателя необходимо соблюдать следующие условия (без учета силы трения между деталями ввиду ее незначительной величины):

где

dпор - диаметр поршня 6

dшт - диаметр штока 7

dкл. - диаметр клапана 8

dшт.кл. - диаметр полого штока 9

Sшт - площадь штока 7

Sшт. кл. - площадь полого штока 9

Sкл. - площадь клапана 8

Sпор - площадь поршня 6,

p1 - давление в полости 13 при движении поршня 6 с левого на правое положение,

p2 - давление в полости 14 при движении поршня 6 с левого на правое положение,

р3 - давление в полости 14 при движении поршня 6 с правого на левое положение,

F1 - усилие прижатия клапана 8 к поршню 6.

F2 - усилие, необходимое для движения поршня 6 и клапана 8 в направлении справа налево.

F3 - усилие, необходимое для движения клапана 8 с крайнего левого положения в правое.

Работает гидродвигатель следующим образом.

Вода под давлением из водоисточника через входной патрубок 3 поступает в штоковую полость 13, образованную цилиндром 1, крышкой 5 и поршнем 6 со штоком 7 и благодаря разнице площадей поршня 6 и штока 7 и перепада давления на регулируемом дросселе 16 и канале связи 15 (условие 2) поршень 6 с любого исходного положения перемещается в крайнее правое положение, прижимая клапан 8 к основанию 2 цилиндра 1. Далее, благодаря силе F1 (начало цикла гидродвигателя) клапан 8 остается прижатым к поршню 6 и благодаря силе F2 и условию (1) начинает движение влево совместно с поршнем 6 со штоком 7 до закрытия выходных радиальных отверстий 11 основанием втулки 17 и прикосновения ограничительной шайбы 12 к основанию 20. При этом клапан 8 резко останавливается, а поршень 6 продолжает движение влево и благодаря условию (5) отрывается клапан 8. Вода из подпоршневой полости 14 под давлением попадает в полость 10 полого штока 9, сведя к нулю F1 и создавая F3. Клапан 8 со штоком 9 резко перемещается в крайнее правое положение и упирается к основанию 2. При этом подпоршневая полость 14 сообщается с полостью 19 через полость 10 и выходные отверстия 11, и поршень 6 (благодаря условию 2) резко перемещается в крайнее правое положение, выжимая воду из полости 14 в полость 19 и далее потребителю, прижимается к клапану 8 (конец цикла). В дальнейшем цикл повторяется, шток 7 совершает возвратно-поступательное движение, образуя импульсы (пульсацию) давления на выходе.

Частота циклов регулируется как с помощью регулируемого дросселя 16, так и изменением хода h клапана 8 посредством втулки 17 и фиксатора 18, перемещая ее по оси выходного патрубка 4.

Таким образом, путем исключения из конструкции пружины, размещения регулируемого дросселя 16 снаружи цилиндра 1 и выполнения хода клапана регулируемым достигнуто упрощение конструкции и повышение надежности, обеспечена работоспособность в большом диапазоне изменения давления в сети и плавная регулировка частоты возвратно-поступательного движения штока 7 в большом диапазоне.

Экспериментальные образцы гидродвигателей по прототипу и предлагаемому изобретению изготовлены в производственных условиях мастерских ВНИИ «Радуга» и проведены сравнительные испытания в лабораторных условиях. Результаты испытаний приведены в таблице.

п/пНаименование показателяПредлагаемоеПрототип
изобретение
1Диаметр поршня, мм6060
2Диаметр штока поршня, мм3030
3Диаметр клапана, мм2626
4Ход поршня, ммрегулируемый,нерегулируемый, 35
10...35
5Допустимый диапазон2.5...11.54...6
изменения давления в
подводящей сети, атм
6Диапазон выходного0.06...0.50.2...0.3
расхода воды из
гидродвигателя, л/с
7Частота циклов возвратно-25...24048...72
поступательного движения
поршня, цкл/мин

Применение предлагаемого изобретения в народном хозяйстве значительно повысит надежность и эффективность гидроуправляемых систем.

1. Гидродвигатель, включающий цилиндр с основанием, входной и выходной патрубки, крышку, поршень со штоком, дроссельный канал, сообщающий штоковую и подпоршневую полости и взаимодействующий с поршнем клапан со штоком, отличающийся тем, что шток клапана выполнен полым, снабжен радиальными выходными отверстиями и ограничительной шайбой, причем клапан имеет возможность контактирования с поршнем и основанием цилиндра, а ограничительная шайба - с выходным патрубком.

2. Гидродвигатель по п.1, отличающийся тем, что выходной патрубок снабжен втулкой с возможностью осевого перемещения, а дроссельный канал выполнен регулируемым и размещен снаружи цилиндра.

3. Гидродвигатель по п.1, отличающийся тем, что взаимодействие клапана и поршня выполнено свободно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области механизмов, преобразующих силы и перемещения, и может быть использовано в качестве машины для запрессовки. .

Изобретение относится к силовым объемным гидравлическим двигателям двухстороннего действия. .

Изобретение относится к гидро- или пневмоприводам, а также к средствам измерения позиционирования рабочего органа в гидро- или пневмоприводах. .

Изобретение относится к гидро- или пневмоприводам, а также к средствам измерения позиционирования рабочего органа в гидро- или пневмоприводах. .

Изобретение относится к клапанами, более конкретно, к двухпозиционным клапанам, гидравлическим дросселям и распределительным клапанам, снабженным встроенным устройством регулирования расхода.

Изобретение относится к объемным гидравлическим приводам. .

Изобретение относится к быстроразъемным соединениям коммуникаций и может быть использовано в ракетно-космических стартовых комплексах. .

Изобретение относится к области объемных гидравлических приводов с основным и резервным управлением потоками рабочей жидкости между участками и агрегатами гидросистемы и может быть широко использовано в промышленности.

Изобретение относится к поршневым пневмоприводам и касается конструкции пневмоцилиндров. .

Изобретение относится к технологической оснастке и может быть использовано для зажима обрабатываемых деталей на металлорежущих станках, а также в качестве автономного силового привода

Изобретение относится к пневматической технике и может быть использовано для выдвижения телескопических конструкций типа мачт и колонн большой высотности без использования подъемно-транспортной техники

Изобретение относится к конструктивным элементам пневмогидравлических систем, в частности к цилиндрам для движущихся в них поршней

Изобретение относится к исполнительному элементу и разливочной машине с исполнительным элементом и может использоваться для наполнения бутылок или подобных емкостей продуктом

Изобретение относится к машиностроению, а именно к уплотнительным узлам поршневых и штоковых полостей гидро- и пневмоцилиндров

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к исполнительным устройствам, преобразующим энергию сжатых газов (воздуха) в прямолинейное движение
Наверх