Гидравлическая заслонка усовершенствованной конструкции
Изобретение относится к гидравлической заслонке усовершенствованной конструкции. Гидропневматический заклепочный инструмент содержит гидравлически управляемые средства захвата, гидравлический входной канал для подачи рабочей текучей среды, герметизирующий участок вокруг входного канала, устройство возврата средств захвата в исходное положение, преграду для однонаправленного потока рабочей текучей среды. Преграда установлена для создания ограниченного потока рабочей текучей среды при протягивании стержня заклепки. Гидравлическая преграда содержит подвижный элемент, расположенный в пути потока рабочей текучей среды смежно с входным каналом. Подвижный элемент имеет внутреннюю поверхность, которая взаимодействует с герметизирующим участком вокруг входного канала для образования герметизирующего уплотнения. Подвижный элемент имеет вход элемента, выход элемента и отверстие между входом и выходом элемента, причем через отверстие обеспечивается протекание рабочей текучей среды при нахождении подвижного элемента в герметизирующем положении. Кроме того, подвижный элемент выполнен таким образом, чтобы уменьшать скорость рабочей текучей среды между входом элемента и выходом элемента. Также раскрыт подвижный элемент для использования в упомянутом заклепочном инструменте. В результате обеспечивается предотвращение эрозии чувствительных к ней частей инструмента. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.
Настоящее изобретение относится к гидравлической заслонке усовершенствованной конструкции и, в частности, к заслонке, используемой с гидропневматическим заклепочным инструментом для заклепок с ломким (разрывным) стержнем.
На фиг.1 показан инструмент для установки заклепок согласно предыдущему уровню техники. Инструмент имеет средства захвата (не показаны), которые взаимодействуют с гидравлическим поршнем 4, чтобы захватывать и протягивать ломкий стержень заклепки известным в данной области способом. Эти средства захвата тянут стержень в направлении, показанном стрелкой А, когда рабочая текучая среда входит во входной канал 6 цилиндра 8, относящегося к поршню 4.
Как известно в данной области техники, протягивание стержня заклепки обычно приводит к тому, что стержень ломается, оставляя на своем месте установленную заклепку. В момент отламывания стержня нагрузка протягивания, требуемая от средств захвата, быстро уменьшается. Чтобы избежать быстрого возврата поршня 4 назад, обычно на пути рабочей текучей среды в инструменте обеспечивают гидравлическую преграду для уменьшения гидравлического давления в цилиндре 8, когда поршень 4 ускоряет свое движение. Таким образом, гидравлическая преграда оказывает эффект демпфирования на возвратное перемещение поршня 4, что делает данную операцию более удобной и обеспечивает инструменту больший эксплуатационный ресурс.
На фиг.2A и 2B показана в увеличенном масштабе область вокруг входного канала 6. Жирной пунктирной линией 10 обозначено общее направление потока рабочей текучей среды, входящего в инструмент во время выполнения операции протягивания.
Вслед за операцией протягивания поршень и средства захвата возвращаются известным способом под воздействием пружины и/или пневматики в переднее исходное положение, так что они готовы для установки следующей заклепки. В этом случае рабочая текучая среда вытекает из канала 6 в направлении, противоположном обозначенному стрелкой 10. Таким образом, при эксплуатации рабочая текучая среда течет через канал 6 в обоих направлениях, как показано стрелкой 12 на фиг. 1.
Поэтому обычный подвижный элемент 14 удерживается рядом с входным каналом 6 выступами 16 (которые во время направленного наружу потока рабочей текучей среды ограничивают перемещение элемента наружу от инструмента) и герметизирующим участком 18, расположенным по окружности выходного канала 6.
На фиг.2A подвижный элемент 14 показан в негерметизирующем положении, когда внутренняя поверхность 20 подвижного элемента 14 удерживается на расстоянии от герметизирующего участка 18, напротив выступов 16, с помощью потока рабочей текучей среды. В этом положении текучая среда может свободно протекать по периферии подвижного элемента 14 благодаря вырезанным участкам 22. Таким образом, когда средства захвата и поршень 4 возвращаются в исходное положение, поток рабочей текучей среды, выходящий из канала 6, практически не испытывает никакой преграды. Однако когда текучая среда течет в противоположном направлении (как показано стрелкой 10), подвижный элемент 14 испытывает такое нажатие, что его внутренняя поверхность 20 опирается по периферии входного канала 6 на герметизирующую поверхность 18. В результате поток текучей среды не может течь по периферии подвижного элемента 14, и теперь эта текучая среда может течь только через центральное отверстие 24. Отверстие 24 выполнено для того, чтобы в значительной степени уменьшить поперечную площадь потока относительно вырезанных участков 18. Таким образом, во время протягивания стержня или заклепки текучая среда может попадать в рабочий инструмент только через ограниченное отверстие 24. Такое ограничение потока обеспечивает описанный выше демпфирующий эффект.
Однако это ограничение потока также увеличивает скорость потока и таким образом создает реактивную струю текучей среды, попадающую во входной канал 6 инструмента. В примере, показанном на фиг.2A, реактивная струя (обозначенная стрелкой 10) наталкивается непосредственно на эластомерное уплотнение 26. Это является нежелательным, поскольку высокая скорость реактивной струи может сократить рабочий ресурс уплотнения 26 вследствие его подверженности эрозии.
Соответственно целью настоящего изобретения является обеспечение эффекта демпфирования во время протягивания стержня заклепки с ломким стержнем, не нанося при этом повреждений уязвимым внутренним частям заклепочного инструмента.
Согласно первому объекту настоящего изобретения создан гидропневматический заклепочный инструмент, включающий в себя гидравлически управляемые средства захвата для захвата и протягивания стержня заклепки для установки заклепки, гидравлический входной канал для подачи рабочей текучей среды для приведения в действие средств захвата, герметизирующий участок вокруг входного канала и устройство возврата средств захвата снова в исходное положение после установки заклепки, при этом подача рабочей текучей среды для средств захвата включает в себя преграду для однонаправленного потока, установленную для создания ограниченного потока рабочей текучей среды при протягивании стержня заклепки и обеспечения относительно свободного потока рабочей текучей среды во время возвращения средств захвата в исходное положение, причем гидравлическая преграда включает в себя подвижный элемент, расположенный в пути потока рабочей текучей среды смежно с входным каналом, который выполнен для совершения ограниченного возвратно-поступательного движения в направлении потока рабочей текучей среды к входному каналу и от него в герметизирующее и негерметизирующее положения, при этом подвижный элемент имеет внутреннюю поверхность, которая взаимодействует с герметизирующим участком вокруг входного канала для образования герметизирующего уплотнения, которое, по существу, предотвращает поток гидравлического масла по периферии подвижного элемента, когда указанный элемент под нажимом потока рабочей текучей среды занимает герметизирующее положение, при этом подвижный элемент имеет отверстие с относительно малой площадью поперечного сечения потока, через которое может пройти рабочая текучая среда, когда подвижный элемент находится в герметизирующем положении, при этом подвижный элемент выполнен таким образом, чтобы через отверстие распылять или отводить в сторону поток рабочей текучей среды от элементов механизма, которые, находясь в зоне входного канала, подвергаются эрозии.
Согласно другому объекту настоящего изобретения создан подвижный элемент, используемый в заклепочном инструменте согласно описанному первому объекту изобретения.
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - вид в сечении заклепочного инструмента согласно предшествующему уровню техники;
Фиг.2A - вид в увеличенном масштабе участка гидравлического входного канала инструмента с фиг.1;
Фиг.2B - сечение по линии II-II с фиг.2A;
Фиг.3A - вид, соответствующий фиг.2A и иллюстрирующий подвижный элемент согласно настоящему изобретению;
Фиг.3B - сечение по линии III-III c фиг.3A;
Фиг.4A - вид, соответствующий фиг.3A и иллюстрирующий подвижный элемент согласно настоящему изобретению;
Фиг.4B - сечение по линии IV-IV с фиг.4A;
Фиг.5A - вид, соответствующий фиг.4A и иллюстрирующий подвижный элемент согласно настоящему изобретению;
Фиг.5B - сечение по линии V-V с фиг.5A;
Фиг.6A - вид, подобный виду с фиг.2A и иллюстрирующий распылительный узел согласно настоящему изобретению;
Фиг.6B - сечение по линии VI-VI с фиг.6A;
Фиг.7A - вертикальная проекция уплотнительной скобы согласно настоящему изобретению;
Фиг.7B - сечение по линии VII-VII с фиг.7A;
Фиг.8A - вертикальная проекция альтернативного варианта уплотнительной скобы; и
Фиг.8B - несколько сечений альтернативных конфигураций по линиям VIII-VIII с фиг.8A.
На фиг.3A и 3B показан первый вариант воплощения изобретения, согласно которому подвижный элемент 14' имеет канал 24', смещенный от центра элемента 14'. При этом подвижный элемент 14' показан в негерметизирующем положении.
Чтобы позволить текучей среде течь в направлении, обозначенном стрелкой 10, выполнено отверстие 28. При этом следует отметить, что поток текучей среды во время протягивания стержня теперь следует по изогнутой траектории, поскольку отверстие 24' намеренно было смещено относительно канала 6. В результате наблюдается уменьшение скорости потока при его входе в канал 6. Что касается материала периферии входного канала 6, то им обычно является закаленный анодированный алюминий. Таким образом, в точке 30, где он сталкивается с реактивной струей 10, он способен противостоять эрозии. Кроме того, любая эрозия, возникающая в этом месте, не отражается негативно на работе инструмента.
Предпочтительно отверстие 28 выполняют на обеих сторонах элемента 14', чтобы при сборке указанный элемент можно было ориентировать в обоих направлениях. Кроме того, следует отметить то, что подвижный элемент может свободно вращаться, хотя выбор положения канала 24' является таковым, что даже после вращения он будет всегда направлять поток текучей среды к периферийному краю канала 6, а не напрямую в канал.
Соответственно вариант воплощения изобретения, показанный на фиг.3А и 3В, представляет собой удачную модификацию инструмента согласно предшествующему уровню техники и решает проблему подверженных эрозии элементов, находящихся внутри инструмента и внутри канала 6.
На фиг.4А и 4В показан еще один альтернативный вариант воплощения подвижного элемента 14'', и снова подвижный элемент 14'' показан в негерметизирующем положении.
В этом варианте воплощения боковой канал 34 ведет к подвижному элементу 14'' и затем приводит в расширенный и находящийся, по существу, в центре выходной канал 36. Этот выходной канал совмещен с входным каналом 6 инструмента, хотя он имеет большую площадь поперечного сечения, чем боковой канал 34. Таким образом, когда текучая среда проходит от бокового канала 34 к выходному каналу 36, увеличение площади поперечного сечения потока приводит к уменьшению скорости рабочей текучей среды. Соответственно во входном канале 6 благодаря уменьшению скорости потока рабочей текучей среды предотвращается возникновение эрозии тех узлов, которые к ней наиболее чувствительны, и в то же время там обеспечивается гидравлическая преграда, необходимая для обеспечения демпфирующей функции инструмента во время протягивания стержня заклепки.
На фиг.5А и 5В показан еще один альтернативный вариант подвижного элемента 14'''. В этом варианте воплощения сквозь подвижный элемент 14''' проходит отверстие 24''', выполненное под углом в направлении входа потока рабочей текучей среды во входной канал 6. Такая конструкция обеспечивает то, что поток 10''' рабочей текучей среды направляется на твердую боковую стенку области 38 входного канала 6. Область 38 обычно является стойкой к эрозии. Нанеся удар в область 38, текучая среда распыляется и ее скорость уменьшается, когда она проходит вверх к более чувствительным к эрозии элементам инструмента. Соответственно таким образом исключаются любые проблемы, связанные с явлением эрозии.
Кроме того, расположенный под углом канал 24''' в предпочтительном варианте имеет симметричное угловое расположение относительно центральной линии подвижного элемента 14''', чтобы при сборке инструмента его можно было ориентировать в любую сторону. Следует заметить, что по сравнению с фиг.3A и 3B данный вариант воплощения не требует отверстия 28, поскольку выходное отверстие подвижного элемента совмещено на его внутренней поверхности, которая прилегает к входному каналу 6, с входным каналом 6. Этот вариант воплощения также является удачной модификацией существующих инструментов.
Как показано на фиг.6A и 6B, во входной канал 6 может быть вставлен диффузор или дефлектор 40, служащий для уменьшения скорости рабочей текучей среды способом, подобным варианту воплощения с фиг.5A и 5B. Он может использоваться с подвижным элементом 14 согласно предшествующему уровню техники. Преимущественно дефлектор может быть выполнен как модернизированный (скошенный) участок стопорного кольца 42, уже имеющегося в инструменте (см. фиг.7A). Это стопорное кольцо или другая подобная деталь используется в настоящее время для удерживания на месте уплотнения 26. При наличии скоса 44 поток 10 рабочей текучей среды отклоняется и отбрасывается на уменьшенной скорости в инструмент 6, таким образом не приводя к проблемам эрозии.
На фиг.8A и 8B показаны альтернативные варианты конфигураций деталей, в которых выемки 46, 46' и 46'' служат для захвата потока 10 рабочей текучей среды и направления его назад с уменьшенной скоростью. Опять-таки эти детали представляют собой простую модернизацию уже существующих в данной области.
Таким образом, описанные выше конструкционные детали могут быть легко модернизированы для использования с уже существующими инструментами и служить для отклонения или перенаправления высокоскоростного потока рабочей текучей среды, создаваемого гидравлической преградой, используемой для обеспечения операции демпфирования во время протягивания стержня заклепки. Это отклонение, рассеивание или перенаправление потока служит для предотвращения эрозии чувствительных к ней частей, находящихся во входном канале инструмента.
1. Гидропневматический заклепочный инструмент, содержащий гидравлически управляемые средства захвата для захвата и протягивания стержня заклепки для установки заклепки, гидравлический входной канал для подачи рабочей текучей среды для приведения в действие средств захвата, герметизирующий участок вокруг входного канала и устройство возврата средств захвата в исходное положение после установки заклепки, при этом средство подачи рабочей текучей среды для средств захвата включает в себя гидравлическую преграду для однонаправленного потока рабочей текучей среды, установленную для создания ограниченного потока рабочей текучей среды при протягивании стержня заклепки и обеспечения относительно свободного потока рабочей текучей среды во время возвращения средств захвата в исходное положение, причем гидравлическая преграда содержит подвижный элемент, расположенный в пути потока рабочей текучей среды смежно с входным каналом, который выполнен для совершения ограниченного возвратно-поступательного движения в направлении потока рабочей текучей среды к входному каналу и от него в герметизирующее и негерметизирующее положения, при этом подвижный элемент имеет внутреннюю поверхность, которая взаимодействует с герметизирующим участком вокруг входного канала для образования герметизирующего уплотнения, которое, по существу, предотвращает поток рабочей текучей среды по периферии подвижного элемента, когда указанный элемент под нажимом потока рабочей текучей среды занимает герметизирующее положение, при этом подвижный элемент имеет вход элемента, выход элемента и отверстие между входом и выходом элемента, причем через отверстие обеспечивается протекание рабочей текучей среды при нахождении подвижного элемента в герметизирующем положении, при этом подвижный элемент выполнен таким образом, чтобы уменьшать скорость рабочей текучей среды между входом элемента и выходом элемента.
2. Инструмент по п.1, в котором отверстие выполнено в основном совмещенным с участком, лежащим непосредственно за периферией входного канала, при этом подвижный элемент дополнительно имеет отверстие для предотвращения герметичного соединения внутренней поверхности с герметизирующей поверхностью в области отверстия и обеспечения изогнутого пути для потока рабочей текучей среды через отверстие и мимо упомянутого дополнительного отверстия, когда указанный подвижный элемент находится в герметизирующем положении, причем отверстие смещено относительно входного канала для снижения скорости рабочей текучей среды, когда она поступает во входной канал.
3. Инструмент по п.1, в котором отверстие выполнено в основном в виде линейного канала под углом к направлению потока рабочей текучей среды, так что ограниченный поток, проходящий через отверстие к входному каналу, направляется на боковую стенку входного канала.
4. Инструмент по п.1, в котором вход элемента расположен на боковой стороне подвижного элемента, а выход элемента расположен на его внутренней поверхности, при этом отверстие образует внутренний канал, имеющий изогнутую траекторию внутри указанного элемента.
5. Инструмент по п.4, в котором вход элемента имеет меньшую площадь поперечного сечения, чем выход элемента, при этом вход в основном совмещен с входным каналом для рабочей текучей среды.
6. Инструмент по п.1, в котором элемент установлен таким образом, чтобы направлять поток рабочей текучей среды через отверстие к диффузору, расположенному во входном канале рядом с подвижным элементом.
7. Инструмент по п.6, в котором диффузор включает в себя поверхность отклонения, которая не является параллельной и ортогональной боковым стенкам входного канала, и которая отклоняет поток, прошедший через отверстие, от чувствительных к эрозии элементов инструмента, находящихся во входном канале.
8. Инструмент по п.6, в котором диффузор включает в себя выемку, чтобы захватывать и отражать поток, проходящий через отверстие, и, таким образом, уменьшать скорость потока.
9. Подвижный элемент для использования в заклепочном инструменте по любому из пп.1-8, выполненный таким образом, чтобы совершать ограниченное возвратно-поступательное движение в направлении потока рабочей текучей среды к входному каналу и от него в герметизирующее и негерметизирующее положения.
10. Элемент по п.9, содержащий диск, имеющий главную поверхность для выполнения герметичного уплотнения с герметизирующим участком входного канала заклепочного инструмента и отверстие, проходящее между обеими главными поверхностями диска, которое смещено от центра диска.
11. Элемент по п.9, содержащий диск, имеющий главную поверхность для выполнения герметичного уплотнения с герметизирующим участком входного канала заклепочного инструмента и отверстие с гидравлической преградой, проходящее между обеими главными поверхностями диска, при этом отверстие проходит через диск в направлении, которое не является параллельным оси диска.
12. Элемент по п.10 или 11, содержащий диск, имеющий первую главную поверхность для выполнения герметичного уплотнения с герметизирующим участком входного канала заклепочного инструмента и вход элемента на боковой стороне диска, сообщающийся посредством рабочей текучей среды с выходом элемента, находящимся на первой главной поверхности диска.
13. Элемент по п.12, в котором вход элемента имеет меньшую площадь поперечного сечения потока рабочей текучей среды, чем выход элемента.
