Гидроприводной силовой агрегат для установок водоструйной резки



Гидроприводной силовой агрегат для установок водоструйной резки
Гидроприводной силовой агрегат для установок водоструйной резки
Гидроприводной силовой агрегат для установок водоструйной резки
Гидроприводной силовой агрегат для установок водоструйной резки

 


Владельцы патента RU 2415309:

Открытое Акционерное Общество "ЭНИМС" (RU)

Агрегат предназначен для гидроприводных установок водоструйной резки. Агрегат содержит гидроситему с основным и вспомогательным насосами, по меньшей мере, один аккумулятор и два мультипликатора одностороннего действия, каждый из которых выполнен с камерой вытеснения технологической воды и гидроцилиндром с рабочей и возвратной полостью, соединенной с напорной линией вспомогательного насоса, при этом он снабжен системой упреждающего заполнения рабочей полости гидроцилиндра, вступающего в цикл нагнетания, жидкостью из аккумулятора, отключенного в момент заполнения от напорной линии основного насоса, которая при этом продолжает соединяться с рабочей полостью гидроцилиндра, заканчивающего цикл нагнетания. Технический результат - уменьшение пульсаций давления и исключение ресивера. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к гидроприводным установкам водоструйной резки.

Агрегат предназначен для создания сверхвысокого давления в системе подачи технологической воды установок водоструйной резки (waterjet cutting).

Известен гидроприводной силовой агрегат для установок водоструйной резки с мультипликатором двустороннего действия (Патент США №5273405, 28.12.1993).

Недостатком известного агрегата являются существенные провалы давления в системе подачи технологической воды вследствие ее сжатия (например, до 30% при давлении 600 МПа) в камере вытеснения в начале хода нагнетания. В результате, на первой трети хода гидроцилиндра отсутствует подача технологической воды. В этих условиях для снижения пульсаций сверхвысокого давления требуется обязательное использование ресивера - громоздкого и дорогого сосуда высокого давления, представляющего повышенную опасность для обслуживающего персонала.

Известен гидроприводной силовой агрегат для установок водоструйной резки, содержащий два мультипликатора одностороннего действия, каждый из которых выполнен с камерой вытеснения технологической воды и гидроцилиндром с рабочей полостью, соединенной с основным насосом через расширительный бак, насос подачи технологической воды и гидроаппаратуру управления (Патент RU 2037673 C1, F15B 3/00, 19.06.1995).

Недостатком известного устройства является сложность реализации кинематических связей безконтактных датчиков и невозможность подачи больших мгновенных расходов рабочей жидкости (например, равных 1/3 рабочей полости гидроцилиндра).

Наиболее близким к предложенному решению является гидроприводной силовой агрегат фирмы Ingersoll-Rand (см. Operation Maintenance & Repair Manual, Maitenance, p.1.3), имеющий основной и вспомогательный насосы гидропривода, аккумулятор, гидроаппаратуру управления и два мультипликатора одностороннего действия, содержащие камеры вытеснения технологической воды и гидроцилиндры с рабочими и соединенными с напорной линией вспомогательного насоса возвратными полостями. Это позволяет сократить дроссельные потери в гидроприводе при возврате гидроцилиндров в исходное положение. Вместе с тем, в известном агрегате имеют место повышенные пульсации сверхвысокого давления, поскольку аккумулятор подключен к напорной линии основного насоса, а она в начале цикла нагнетания соединяется с рабочей полостью гидроцилиндра, недостаточно нагруженного давлением технологической воды в процессе ее сжатия в камере вытеснения мультипликатора.

Задачей изобретения является уменьшение пульсаций давления и исключение ресивера.

Поставленная задача решается тем, что гидроприводной силовой агрегат для установок водоструйной резки содержит гидроситему с основным и вспомогательным насосами, по меньшей мере, один аккумулятор и два мультипликатора одностороннего действия, каждый из которых выполнен с камерой вытеснения технологической воды и гидроцилиндром с рабочей и возвратной полостью, соединенной с напорной линией вспомогательного насоса, при этом новым является то, что он снабжен системой упреждающего заполнения рабочей полости гидроцилиндра, вступающего в цикл нагнетания, жидкостью из аккумулятора, отключенного в момент заполнения от напорной линии основного насоса, которая при этом продолжает соединяться с рабочей полостью гидроцилиндра, заканчивающего цикл нагнетания.

При этом рабочие полости гидроцилиндров, по меньшей мере, один аккумулятор, напорная линия основного насоса и сливная линия в бак подключены к системе упреждающего заполнения.

Эта особенность принятого конструктивного решения позволяет существенно снизить пульсации давления и исключить ресивер.

Решению поставленной задачи способствует также ряд частных существенных признаков предложения, содержащихся в двух вариантах конструктивного исполнения.

В первом варианте система упреждающего заполнения выполнена в виде двух трехпозиционных четырехлинейных с закрытым центром управляющих распределителей, аккумулятора и дополнительного трехлинейного двухпозиционного распределителя, соединяющего аккумулятор с рабочей полостью гидроцилиндра, реализующего цикл нагнетания, в течение основной части его хода, а на последнем участке хода - с рабочей полостью другого гидроцилиндра, отключенного от гидросистемы управляющим распределителем.

Во втором варианте для упреждающего заполнения при реверсировании движения гидроцилиндров мультипликаторов применены два аккумулятора и система упреждающего заполнения выполнена в виде шестилинейного двухпозиционного с тремя промежуточными позициями распределителя с электрогидравлическим управлением, содержащего канал подключения напорной линии основного насоса, канал подключения сливной линии, каналы подключения двух отводных линий к рабочим полостям гидроцилиндров и два канала подключения аккумуляторов, причем в процессе переключения золотника распределителя из исходной позиции, в которой канал подключения напорной линии и два канала подключения аккумуляторов соединены с каналом первой отводной линии, а канал второй отводной линии соединен с каналом подключения сливной линии, в конечную, в которой канал подключения напорной линии, и два канала подключения аккумуляторов соединены с каналом второй отводной линии, а канал первой отводной линии соединен с каналом подключения сливной линии, он проходит через три промежуточные позиции, в первой из которых канал первой отводной линии соединен с каналом подключения напорной линии и каналом подключения первого аккумулятора, канал второй отводной линии соединен с каналом подключения второго аккумулятора, а канал подключения сливной линии заперт, во второй - канал первой отводной линии соединен с каналом подключения первого аккумулятора, канал второй отводной линии соединен с каналом подключения второго аккумулятора, а каналы подключения напорной линии основного насоса и сливной линии заперты, и в третьей - канал первой отводной линии соединен с каналом подключения первого аккумулятора, канал второй отводной линии соединен с каналом подключения напорной линии и каналом подключения второго аккумулятора, а канал подключения сливной линии заперт.

На фиг.1 представлена гидравлическая схема гидроприводного силового агрегата, выполненного по первому варианту.

На фиг.2 - по второму вариату.

На фиг.3 показан шестилинейный двухпозиционный с тремя промежуточными позициями распределитель.

На фиг.4 - геометрия рабочих кромок золотника распределителя с фиг.3.

Гидроприводной силовой агрегат (фиг.1) содержит два мультипликатора одностороннего действия 1 и 2, аккумулятор 3, основной 4 и вспомогательный 5 насосы, причем мультипликаторы содержат камеры вытеснения технологической воды 6 и 7 и гидроцилиндры 8 и 9 с рабочими 10 и 11 и соединенными с напорной линией вспомогательного насоса возвратными 12 и 13 полостями. На схеме также обозначены: конечные выключатели 14 и 15 контроля хода гидроцилиндра 8, 16 и 17 - гидроцилиндра 9, управляющие распределители 18 и 19 с закрытым центром, дополнительный распределитель 20, предохранительный клапан 21 насоса 5, система обратных клапанов 22…25 на входе и выходе из камер 6 и 7, а также линия 26 подвода к соплу установки водоструйной резки. Кроме того, гидроприводной силовой агрегат (фиг.1) содержит систему 27 упреждающего заполнения.

Во втором варианте гидроприводного силового агрегата (фиг 2) указанная выше система 27 упреждающего заполнения выполнена в виде шестилинейного двухпозиционного с тремя промежуточными позициями распределителя 28 с электрогидравлическим управлением от пилота 29. В распределителе 28 предусмотрена возможность регулирования времени переключения с помощью дросселей 30 и 31.

Распределитель 28 (фиг.3 и 4) содержит канал 32 подключения напорной линии основного насоса 4, канал 33 подключения сливной линии, каналы 34 и 35 подключения двух отводных линии к рабочим полостям 10 и 11 соответственно гидроцилиндров 8 и 9 и два канала 36 и 37 подключения двух аккумуляторов 3 и 38. В процессе переключения золотника распределителя 28 из исходной позиции 39, в которой канал 32 подключения напорной линии и два канала 36, 37 подключения аккумуляторов 3, 38 соединены с каналом 34 первой отводной линии, а канал 35 второй отводной линии соединен с каналом 33 подключения сливной линии, в конечную позицию 40, в которой канал 32 подключения напорной линии, и два канала 36, 37 подключения аккумуляторов 3 и 38 соединены с каналом 35 второй отводной линии, а канал 34 первой отводной линии соединен с каналом 3.3 подключения сливной линии, он проходит через три промежуточные позиции 41, 42, 43. Соответственно, в первой промежуточной позиции 41 канал 34 первой отводной линии соединен с каналом 32 подключения напорной линии и каналом 36 подключения первого аккумулятора 3, канал 35 второй отводной линии соединен.с каналом 37 подключения второго аккумулятора 38, а канал 33 подключения сливной линии заперт, во второй промежуточной позиции 42 - канал 34 первой отводной линии соединен с каналом 36 подключения первого аккумулятора 3, канал 35 второй отводной линии соединен с каналом 37 подключения второго аккумулятора 38, а каналы 32 и 33 соответственно подключения напорной линии основного насоса 4 и сливной линии заперты, и в третьей промежуточной позиции 43 - канал 34 первой отводной линии соединен с каналом 36 подключения первого аккумулятора 3, канал 35 второй отводной линии соединен с каналом 32 подключения напорной линии и каналом 37 подключения второго аккумулятора 38, а канал 33 подключения сливной линии заперт.

Работает гидроприводной силовой агрегат по первому варианту следующим образом.

В исходном состоянии гидроцилиндры 8 и 9 находятся в нижнем (на схеме) положении и технологическая вода через клапаны 22 и 24 заполняет камеры 6 и 7. При включении правого электромагнита распределителя 18 масло под давлением от насоса 4 поступает в рабочую полость 10, перемещая гидроцилиндр вверх и вытесняя технологическую воду из камеры 6 через клапан 23 в линию 26. Одновременно масло через распределитель 20 поступает на зарядку аккумулятора 3. Когда гидроцилиндр прошел бóльшую часть хода нагнетания, конечный выключатель 14 включает электромагнит распределителя 20, соединяя заряженный аккумулятор 3 с полостью 11, в результате чего гидроцилиндр 9 быстро перемещается вверх, вытесняя масло из полости 13 через клапан 21 в бак, сжимая воду в камере 7 и поднимая в ней давление до значения, близкого к максимальному (упреждающее заполнение); при этом гидроцилиндр 8 продолжает нагнетать технологическую воду через клапан 23. Далее через заданный промежуток времени включается левый электромагнит распределителя 18 и правый - распределителя 19, насос 4 соединяется с полостью 11 и аккумулятором 3, обеспечивая подачу технологической воды из камеры 7 к соплу через клапан 25, а гидроцилиндр 8 быстро возвращается в исходное положение, поскольку рабочая полость 10 соединяется с баком, а в возвратную полость поступает масло из полости 13 и дополнительно - от насоса 5, поэтому время возврата меньше, чем время хода нагнетания гидроцилиндра 9. В крайнем нижнем положении гидроцилиндра 8 конечный выключатель 15 отключает электромагнит распределителя 18 и полость 10 запирается. Когда гидроцилиндр 9 проходит бóльшую часть хода нагнетания, конечный выключатель 16 отключает электромагнит дополнительного распределителя 20, масло из аккумулятора 3 поступает в полость 10, обеспечивая ее упреждающее заполнение, а через заданный промежуток времени включается правый электромагнит распределителя 18 и левый - распределителя 19. Далее цикл многократно повторяется. Поскольку процесс предварительного сжатия технологической воды в камере вытеснения одного из цилиндров совмещен с циклом нагнетания другого гидроцилиндра, пульсации давления в линии 26 минимизируются.

Работает гидроприводной силовой агрегат по второму варианту следующим образом.

В исходном положении соединены каналы 34, 36 и 37 с каналом 32 и канал 35 с каналом 33, поэтому гидроцилиндр 9 мультипликатора 2 находится в нижнем (на схеме) положении, гидроцилиндр 8 - в верхнем, а оба аккумулятора 3 и 38 заряжены, поскольку они соединены с напорной линией насоса 4. После переключения пилота 29 напорная линия соединяется с правой торцовой полостью золотника распределителя 28, а сливная - с левой. В результате золотник распределителя 28 начинает перемещаться влево со скоростью, определяемой настройкой дросселя 30. При этом он последовательно проходит через три промежуточных позиции 41, 42, 43. В первой из них канал 37 соединяется с каналом 35, обеспечивая упреждающее заполнение рабочей полости 11 гидроцилиндра 9 мультипликатора 2; во второй позиции 42 канал 36 соединен с каналом 34, канал 37 - с каналом 35, канал 32 и канал 33 заперты и в третьей позиции 43 - канал 36 соединен с каналом 34, каналы 32 и 37 соединены с каналом 35, а канал 33 заперт. Когда золотник перемещается в крайнюю левую позицию 40, соединяются каналы 32, 36 и 37 с 35 и канал 34 с 33, поэтому гидроцилиндр 8 мультипликатора 1 быстро отводится назад, а мультипликатора 2 начинает ход нагнетания практически без провала давления, поскольку технологическая вода в его камере вытеснения уже сжата. Когда гидроцилиндр мультипликатора проходит бóльшую часть хода нагнетания, конечный выключатель 16 переключает пилот 29 и золотник распределителя 28 начинает перемещаться вправо со скоростью, определяемой настройкой дросселя 31. При этом сначала обеспечивается упреждающее заполнение рабочей полости 11 гидроцилиндра 9 мультипликатора 2, а затем - реверс движения гидроцилиндров мультипликаторов. Далее цикл многократно повторяется.

1. Гидроприводной силовой агрегат для установок водоструйной резки, содержащий гидроситему с основным и вспомогательным насосами, по меньшей мере, один аккумулятор, и два мультипликатора одностороннего действия, каждый из которых выполнен с камерой вытеснения технологической воды и гидроцилиндром с рабочей и возвратной полостью, соединенной с напорной линией вспомогательного насоса, отличающийся тем, что он снабжен системой упреждающего заполнения рабочей полости гидроцилиндра, вступающего в цикл нагнетания, жидкостью из аккумулятора, отключенного в момент заполнения от напорной линии основного насоса, которая при этом продолжает соединяться с рабочей полостью гидроцилиндра, заканчивающего цикл нагнетания.

2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что система упреждающего заполнения выполнена в виде двух трехпозиционных четырехлинейных с закрытым центром управляющих распределителей, аккумулятора и дополнительного трехлинейного двухпозиционного распределителя, соединяющего аккумулятор с рабочей полостью гидроцилиндра, реализующего цикл нагнетания, в течение основной части его хода, а на последнем участке хода - с рабочей полостью другого гидроцилиндра, отключенного от гидросистемы управляющим распределителем.

3. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что система упреждающего заполнения выполнена в виде шестилинейного двухпозиционного с тремя промежуточными позициями распределителя с электрогидравлическим управлением, содержащего канал подключения напорной линии основного насоса, канал подключения сливной линии, каналы подключения двух отводных линии к рабочим полостям гидроцилиндров и два канала подключения аккумуляторов, причем в процессе переключения золотника распределителя из исходной позиции, в которой канал подключения напорной линии и два канала подключения аккумуляторов соединены с каналом первой отводной линии, а канал второй отводной линии соединен с каналом подключения сливной линии, в конечную, в которой канал подключения напорной линии, и два канала подключения аккумуляторов соединены с каналом второй отводной линии, а канал первой отводной линии соединен с каналом подключения сливной линии, он проходит через три промежуточные позиции, в первой из которых канал первой отводной линии соединен с каналом подключения напорной линии и каналом подключения первого аккумулятора, канал второй отводной линии соединен с каналом подключения второго аккумулятора, а канал подключения сливной линии заперт, во второй - канал первой отводной линии соединен с каналом подключения первого аккумулятора, канал второй отводной линии соединен с каналом подключения второго аккумулятора, а каналы подключения напорной линии основного насоса и сливной линии заперты, и в третьей - канал первой отводной линии соединен с каналом подключения первого аккумулятора, канал второй отводной линии соединен с каналом подключения напорной линии и каналом подключения второго аккумулятора, а канал подключения сливной линии заперт.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроительной электрогидравлической автоматики. .

Изобретение относится к гидромашиностроению и предназначено для перекачивания текучих сред с широко изменяющимися физико-механическими свойствами, например газа, газожидкостных субстанций, буровых растворов, нефти.

Изобретение относится к гидромашиностроению и предназначено для перекачивания текучих сред с широко изменяющимися физико-механическими свойствами, например газа, газожидкостных субстанций, буровых растворов, нефти и т.д.

Изобретение относится к устройствам управления высокой точности, работающим в условиях повышенных вибрационных нагрузок, преимущественно для авиационной и ракетной техники.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для сборки устройств управления высокой точности, работающих в условиях повышенных вибрационных нагрузок, преимущественно для авиационной и ракетной техники.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к электрогидравлическим автоматическим системам (Electro hydraulic control systems), широко применяемым в различных отраслях техники, где используются быстродействующие электрогидравлические усилители (ЭГУ) большой мощности (расходы рабочей жидкости от 300 л/мин и рабочие давления до 35 МПа).

Изобретение относится к области машиностроения, а конкретнее к гидравлическим машинам, преобразующим силы и перемещения. .

Изобретение относится к гидроавтоматике и предназначено для управления гидравлическими исполнительными устройствами технологического оборудования. .

Изобретение относится к области гидроавтоматики, в частности к системам управления различных, преимущественно, летательных, аппаратов

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для сборки устройств управления высокой точности, работающих в условиях повышенных вибрационных нагрузок, преимущественно для авиационной и ракетной техники

Изобретение относится к области гидравлического оборудования, а именно к мультипликаторам давления, и может быть использовано в любом гидрофицированном оборудовании для передачи энергии рабочей жидкости с преобразованием ее давления, в частности, в гидроприводах прессов (ковочных, штамповочных и др.) и испытательного оборудования (например, машин для гидравлических испытаний труб)

Изобретение относится к области объемных гидравлических приводов, а именно к автоколебательным гидравлическим приводам поступательного движения, - и может быть использовано в вибрационных машинах и механизмах всевозможного назначения для преобразования энергии постоянного потока рабочей жидкости в энергию механических колебаний, в частности, в качестве привода гидромультипликаторов давления двойного действия, привода диафрагменных (мембранных) насосов для добычи битума (высоковязких нефтей) из глубоких скважин и т.п

Изобретение относится к насосам, а именно к плунжерным гидравлическим мультипликаторным насосным установкам сверхвысокого давления, которые используются в качестве силового агрегата высокопроизводительных гидрорезных комплексов, применяемых при резке, раскрое и изготовлении деталей различной конфигурации, в том числе со сложными, объемными поверхностями, а также для очистки и доводки поверхностей изделий, карьерной разработки и добычи полезных ископаемых

Изобретение относится к устройству для гидравлического приведения в действие обрабатывающих машин, подобных машинам (72-77) для обработки металлов давлением, к способу и системе управления устройством для приведения в действие указанных машин для обработки металлов давлением

Изобретение относится к области создания высоких и сверхвысоких статических давлений в больших объемах и может быть использовано для испытания различных узлов и агрегатов перспективных авиационных гидросистем высокого давления, а также для исследования свойств новых конструкционных материалов и создания устойчивых кристаллических структур. Способ создания высоких и сверхвысоких давлений включает заполнение водой компрессионной камеры и охлаждение ее ниже температуры фазового перехода, при этом охлаждение компрессионной камеры производится участками, начиная с крайнего, причем охлаждение каждого последующего участка производится после заморозки предыдущего. Устройство для создания высоких и сверхвысоких давлений состоит из корпуса, рабочей камеры и каналов для циркуляции хладагента. Корпус выполнен в виде двух или более коаксиальных цилиндров, вставленных друг в друга с зазорами, заполненными водой и закрытыми с торцов заглушками, при этом каналы для циркуляции хладагента выполнены кольцевыми и установлены на корпусе с возможностью термического контакта. Технический результат - упрощение конструкции устройства. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Усилитель предназначен для повышения давления воздуха или газа в магистрали, имеющей на входе стандартное давление менее 10 бар. Усилитель содержит корпус 1, закрепленный на монтажной плите 2, комплект из нескольких силовых камер 3, присоединенных по периметру к корпусу 1 и состоящих из цилиндров 4 и поршней 5 с роликами 6, установленными с возможностью вращения на противоположных концах поршней 5, создающих высокое давление, впускных 7 и выпускных 8 клапанов, кулачка в виде подшипника-эксцентрика 9, расположенного в одной плоскости с силовыми камерами 3, на который опираются ролики 6. К монтажной плите 2 перпендикулярно плоскости силовых камер 3 прикреплен электродвигатель 10 с редуктором 11, на валу 12 которого с помощью шпонки 13 закреплен вал 14 со смещенной осью вращения и запрессованным на нем подшипником-эксцентриком 9. Все впускные клапаны 7 соединены между собой трубопроводом 15 и имеют трубопровод 16 для подвода в силовые камеры 3 давления питания. Все выпускные клапаны 8 соединены между собой трубопроводом 17 и имеют трубопровод 18 для отвода сжатого газа высокого давления. Корпус 1 снабжен съемной крышкой 19. Технический результат - повышение производительности усилителя при обеспечении высокого выходного давления и улучшение эксплуатационных характеристик. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.
Наверх