Пневмопривод с тормозным устройством


 


Владельцы патента RU 2529988:

Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" (RU)

Пневмопривод предназначен для раскрытия посадочного устройства пилотируемого космического корабля. Пневмопривод содержит силовой цилиндр, первый и второй клапанные распределители, при этом первый клапанный распределитель связан с задатчиком команды начала движения, пневмовход через пневмомагистраль - с источником сжатого воздуха, а пневмовыход - с поршневой полостью силового цилиндра, причем второй клапанный распределитель связан с сигнализатором положения одностороннего штока, при этом клапанные распределители выполнены в виде двух электропневмоклапанов, сигнализатор положения одностороннего штока выполнен в виде электрического датчика, а второй электропневмоклапан электрически связан с сигнализатором положения одностороннего штока, при этом пневмовход второго электропневмоклапана через пневмомагистраль связан со вторым источником сжатого воздуха, а пневмовыход его через пневмомагистраль соединен с камерой торможения силового цилиндра. Технический результат - снижение скорости движения поршня пневмоцилиндра в конце хода. 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в тех областях, в частности в космической технике для раскрытия посадочного устройства пилотируемого космического корабля (ПТК), где необходимо осуществить торможение поршня пневмоцилиндра в конце его движения для избежания удара, который нежелателен или недопустим.

Известна схема пневмопривода с внутренним тормозным устройством - аналог, описанная в патенте RU 2447329 С2, 23.06.2010, МПК: F15B 15/22, F16K 31/122.

Пневмопривод содержит корпус, на котором установлен входной штуцер и дроссель для соединения поршневой полости силового цилиндра с источником сжатого воздуха. Силовой цилиндр, размещенный внутри корпуса, слева закрыт крышкой с упором, обращенным к поршню, а справа крышкой, на которой выполнен выступ, охватывающий поршень, при этом торец выступа размещен на расстоянии, равном ходу штока хшт относительно правого торца поршня. Внутри цилиндра установлен поршень со штоком, в центре которого со стороны торца штока выполнено глухое отверстие, при этом в конце этого отверстия на расстоянии l от плоскости А просверлено сквозное отверстие, перпендикулярное оси глухого отверстия, для сообщения с правой полостью цилиндра, которая через регулируемый дроссель и выпускное отверстие сообщается с атмосферой. Шток с глухим и сквозным отверстиями, внутренняя поверхность выступа крышки и регулируемый дроссель с выпускным отверстием образуют тормозное устройство. При перемещении поршня на расстояние l>Хшт относительно исходной плоскости происходит перекрытие сквозного отверстия и включение торможения поршня.

Недостатком аналога является низкая эффективность торможения для пневмопривода, работающего при высоком давлении воздуха (порядка 120 кгс/см2) и имеющего малый объем камеры торможения силового цилиндра, которым является пневмопривод в посадочном устройстве ПТК. В результате низкого уровня противодавления в камере торможения развиваемое усилие будет недостаточным для сопротивления удару.

Известен также пневмопривод с внешним тормозным устройством - ближайший аналог (прототип), описанный в [Т.М.Башта. Гидропривод и гидропневмоавтоматика. М., Машиностроение, 1972, стр.293].

Пневмопривод с тормозным устройством снабжен силовым цилиндром, камерой торможения, поршнем с односторонним штоком, поршневой полостью силового цилиндра, связанной с пневмовыходом первого четырехходового клапанного распределителя, соединенного с задатчиком команды начала движения, при этом пневмовход первого клапанного распределителя через пневмомагистраль связан с источником сжатого воздуха. Камера торможения силового цилиндра соединена с пневмовходом второго трехходового клапанного распределителя, пневмовыход которого связан с атмосферой, при этом второй клапанный распределитель связан с сигнализатором положения одностороннего штока в виде кулачка.

При перемещении поршня вправо сжатый воздух отводится через первый и второй клапанные распределители в атмосферу. В определенном (заданном) месте хода односторонний шток поршня при помощи кулачка переключает (утапливает) второй клапанный распределитель, в результате воздух будет выходить лишь через регулируемый дроссель, ввиду чего обеспечивается снижение скорости поршня до требуемой величины.

Указанная схема применяется для промышленных пневмоприводов, где давление воздуха составляет порядка 10 кгс/см2, а объемы тормозных камер пневмопривода достаточно велики, что при небольших нагрузках на штоке (удержание инструмента) обеспечивает эффективное торможение. Для пневмопривода, используемого в посадочном устройстве ПТК, где передвигаемые массы посадочных опор достаточно велики, такая схема торможения не будет эффективной из-за низкого уровня противодавления в камере торможения и развиваемого усилия сопротивления удару.

Задачей пневмопривода с тормозным устройством является обеспечение перемещения штока от упора исходного положения до упора конечного положения, при этом на конечном участке пути скорость перемещения поршня должна быть минимальной для уменьшения энергии удара поршня об упор конечного положения. Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение возможности снижения скорости по ходу поршня пневмопривода и демпфирования удара при подходе к упору.

Технический результат достигается за счет того, что в пневмоприводе с тормозным устройством, содержащем силовой цилиндр, первый и второй клапанные распределители, при этом первый клапанный распределитель связан с задатчиком команды начала движения, пневмовход через пневмомагистраль - с источником сжатого воздуха, а пневмовыход - с поршневой полостью силового цилиндра, причем второй клапанный распределитель связан с сигнализатором положения одностороннего штока, в отличие от известного, клапанные распределители выполнены в виде двух электропневмоклапанов, сигнализатор положения одностороннего штока выполнен в виде электрического датчика, а второй электропневмоклапан электрически связан с сигнализатором положения одностороннего штока, при этом пневмовход второго электропневмоклапана через пневмомагистраль связан со вторым источником сжатого воздуха, а пневмовыход его через пневмомагистраль соединен с камерой торможения силового цилиндра.

Таким образом, благодаря данному техническому решению осуществляется возможность снижения скорости движения поршня пневмоцилиндра по ходу штока и обеспечивается демпфирование удара при подходе к упору.

Отличие тормозного устройства заявляемого пневмопривода от тормозного устройства прототипа состоит в том, что в нем тормозное устройство образуется за счет поступления сжатого воздуха от второго источника сжатого воздуха в камеру торможения силового цилиндра, которое осуществляется при подаче команды на второй электропневмоклапан, связанный пневмомагистралью с камерой торможения. Включение второго электропневмоклапана осуществляется в конце движения штока по сигналу от сигнализатора положения одностороннего штока. К этому моменту посадочная опора находится в раскрытом и взведенном положении, и благодаря замкам в конструкции опоры, образующим жесткую связь, движение штока пневмопривода в обратном направлении не может произойти. В связи с этим объем сжатого воздуха в камере торможения силового цилиндра практически не изменяется, что позволяет использовать баллон малой емкости в качестве источника сжатого воздуха. Снижение скорости штока пневмопривода осуществляется за счет противодействия его движению со стороны камеры торможения силового цилиндра, что приводит к демпфированию удара. Использование для целей торможения сжатого воздуха от единого источника сжатого воздуха (баллона) невозможно, так как в этом случае давление воздуха в обеих полостях силового цилиндра будет одинаковым и перепад на его поршне будет равен нулю.

Осуществление заявленного технического решения поясняется с помощью чертежа пневмопривода. На чертеже цифрами обозначены:

1 - силовой цилиндр;

2 - поршень;

3 - односторонний шток;

4 - задатчик команды начала движения;

5 - первый электропневмоклапан;

6 - второй электропневмоклапан;

7 - первый источник сжатого воздуха;

8 - второй источник сжатого воздуха;

9 - сигнализатор положения одностороннего штока.

Внутри силового цилиндра 1 расположен поршень 2 с односторонним штоком 3. Поршневая (рабочая) полость силового цилиндра связана с пневмовыходом первого электропневмоклапана 5, при этом его пневмовход связан с первым источником сжатого воздуха 7 в виде баллона. Первый электропневмоклапан 5 связан с электрическим задатчиком начала движения 4 (в прототипе - эта связь механическая).

Камера торможения силового цилиндра 1 связана с пневмовыходом второго электропневмоклапана 6, а его пневмовход связан со вторым источником сжатого воздуха 8 в виде баллона. Второй электропневмоклапан 6 электрически связан сигнализатором положения одностороннего штока 9 (в прототипе - эта связь механическая), который соединен с односторонним штоком 3. Второй источник сжатого воздуха 8, второй электропневмоклапан 6 и камера торможения силового цилиндра 1 образуют тормозное устройство.

Рассмотрим работу пневмопривода с тормозным устройством. При подаче команды на электропневмоклапан 5 от задатчика команды начала движения 4 происходит поступление сжатого воздуха давлением порядка 120 кгс/см2 из первого баллона 7 через первый электропневмоклапан 5 в поршневую полость силового цилиндра 1. Поршень 2 с односторонним штоком 3 под действием перепада давления начинает перемещаться вправо, при этом вытесняемый поршнем воздух остается в камере торможения силового цилиндра. В связи с малым объемом камеры (около 30 см3) давление в ней повысится незначительно и его будет недостаточно для создания эффекта торможения в конце хода штока. Это проверено экспериментально.

При перемещении поршня 2 к упору конечного положения сигнализатор положения одностороннего штока 9 вырабатывает электрический сигнал, по которому на второй электропневмоклапан 6 подается команда на его открытие. В результате сжатый воздух под большим давлением из второго источника сжатого воздуха 8 поступает тормозную камеру силового цилиндра 1, что приводит к созданию противодействующего усилия с эффектом торможения, что вызывает демпфирование удара.

Таким образом, заявляемый пневмопривод обеспечивает снижение скорости движения поршня пневмопривода по ходу штока и демпфирование удара.

Особенностью схемы раскрытия и торможения посадочной опоры является ограниченный объем источников сжатого воздуха (баллоны объемом 1 л), что обусловлено малым объемом отсека ПТК, отведенным для обеспечения питанием пневмоприводов.

Пневмопривод с тормозным устройством, содержащий силовой цилиндр, первый и второй клапанные распределители, при этом первый клапанный распределитель связан с задатчиком команды начала движения, пневмовход через пневмомагистраль - с источником сжатого воздуха, а пневмовыход - с поршневой полостью силового цилиндра, причем второй клапанный распределитель связан с сигнализатором положения одностороннего штока, отличающийся тем, что в нем клапанные распределители выполнены в виде двух электропневмоклапанов, сигнализатор положения одностороннего штока выполнен в виде электрического датчика, а второй электропневмоклапан электрически связан с сигнализатором положения одностороннего штока, при этом пневмовход второго электропневмоклапана через пневмомагистраль связан со вторым источником сжатого воздуха, а пневмовыход его через пневмомагистраль соединен с камерой торможения силового цилиндра.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в тех областях, в частности в космической технике для раскрытия посадочного устройства пилотируемого транспортного космического корабля, где необходимо осуществить торможение поршня пневмоцилиндра в конце его движения для избежания удара, который нежелателен или недопустим.

Изобретение относится к блоку поршень-цилиндр для пресса с поршнем, по меньшей мере, частично расположенным в цилиндре и делящим полость цилиндра вдоль оси цилиндра на две части; с установленным, по меньшей мере, в одной первой части полости компенсационным устройством для противодействия повышению давления содержащейся в первой части полости среды, вызванному движением поршня вдоль оси цилиндра, направленным в сторону первой части полости; с компенсационным пространством, а также с ограничивающим компенсационное пространство от подпространства части полости, содержащего среду, ограничительным устройством, причем, по меньшей мере, одна подобласть ограничительного устройства компенсационного пространства выполнена таким образом, что при повышении давления среды подпространство может увеличиваться в объеме, а компенсационное пространство может сокращаться в объеме, причем пространственное разграничение между подпространством и компенсационным пространством сохраняется, для чего компенсационное устройство в подобласти ограничительного устройства содержит компенсационный поршень, установленный с возможностью перемещения относительно цилиндра.

Изобретение относится к области гидроавтоматики и может быть использовано для управления мощными устанавливающими устройствами объектов, в частности, в конструкциях лесозаготовительных машин, наземного оборудования летательных аппаратов и различных подъемно-транспортных машин, после движения которых возникают значительные динамические воздействия на гидропривод устанавливающего устройства.

Изобретение относится к исполнительным механизмам, использующим высокое давление продуктов сгорания пирозаряда и имеющим ограничение по максимальной величине виброудара при срабатывании.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам защиты разъемов коммуникаций, установленных на механизмах стыковки и отвода коммуникаций, от воздействия внешней среды, и может быть использовано в стартовых ракетно-космических комплексах.

Описаны переключающая станция, узел и способ для обеспечения обхода установочного устройства в активном контуре управления. Узел исполнительно-приводного механизма согласно одному варианту реализации содержит пневматический исполнительно-приводной механизм и переключающую станцию. Переключающая станция содержит корпус, образующий пути потока, которые обеспечивают возможность протекания текучей среды между источником питающего давления, клапанным установочным устройством и пневматическим исполнительно-приводным механизмом, а также между источником питающего давления и пневматическим исполнительно-приводным механизмом в обход клапанного установочного устройства без рассоединения технологического контура, содержащего указанное клапанное установочное устройство. Переключающая станция также содержит устройства для регулирования расхода текучей среды для управления протеканием текучей среды через пути потока. Технический результат - повышение точности управления. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Цилиндр предназначен для перемещения рабочего органа машины из одного положения в другое. Цилиндр, в котором поршневой шток (3) снабжен по меньшей мере двумя буферными втулками (4, 11), выполненными с возможностью скользящего перемещения в осевом направлении вдоль поршневого штока (3). Между втулками (4, 11) и поршнем (6) сформированы осевые дроссельные каналы (301а, 301b) для масла. Первая втулка (4) снабжена уплотняющей торцевой поверхностью (401), и концевая крышка (1) штоковой полости снабжена уплотняющей торцевой поверхностью (101). Уплотняющая поверхность (401) первой втулки входит в контакт с уплотняющей поверхностью (101) концевой крышки штоковой полости и таким образом формирует уплотнение. Гидравлическое масло в штоковой полости выпускается через один осевой дроссельный канал (301а) в канал В. Вторая втулка (11) снабжена уплотняющей торцевой поверхностью (111), и концевая крышка (12) бесштоковой полости снабжена уплотняющей торцевой поверхностью (121). Уплотняющая поверхность (111) второй буферной втулки входит в контакт с уплотняющей поверхностью (121) концевой крышки бесштоковой полости и таким образом формирует уплотнение. Гидравлическое масло в бесштоковой полости выпускается через другой канал (301b) в другой канал А. Гидравлический масляный цилиндр обеспечивает надежную работу и сохраняет амортизирующие функции при большой нагрузке, интенсивном режиме эксплуатации и таким образом имеет длительный срок службы. Кроме того, требования к точности изготовления указанного масляного гидравлического цилиндра являются низкими, благодаря чему облегчено его изготовление. В настоящей заявке также описана гидравлическая буферная система, экскаватор и автобетононасос, в которых использован описанный выше гидравлический масляный цилиндр. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 21 ил.

Изобретение относится к силовому цилиндру одноразового действия с гидравлическим демпфером и может найти применение в тех областях техники, где требуется после длительного хранения изделий в состоянии постоянной готовности (дежурства) обеспечить срабатывания механизмов, приводимых указанным силовым цилиндром, например в ракетной технике. Силовой цилиндр с демпфером содержит корпус цилиндра с толкателем и шток с демпфирующей полостью, установленный в корпусе цилиндра. Корпус цилиндра содержит толкатель. На торце штока жестко закреплена мембрана с образованием в нем ампульного объема, заполненного жидкостью, вскрываемого путем прорыва мембраны толкателем при движении штока во время рабочего хода. 1 ил.

Группа изобретений относится к области машиностроения. Телескопический гидроцилиндр включает корпус с отверстием для подвода и отвода рабочей среды, установленные в корпусе один внутри другого полые штоки с поршнями, образующие камеру прямого хода и штоковые полости, поршень и демпферы. При этом штоки имеют по меньшей мере два отверстия для подвода и отвода рабочей среды, расположенные одно над другим на продольной оси, на свободных концах штоков и в верхней части корпуса установлены стопорные кольца, в нижней части каждого штока выполнены бурты. Под уплотнительными элементами стопорных колец закреплены демпферы в виде кольцевых элементов с выступами, выполненные в виде коронообразного кольцевого элемента, что обеспечивает поддержание дренажных отверстий в открытом состоянии и необходимо для работы автоматики системы выдвижения и складывания. Общий технический результат заключается в повышении надежности телескопического гидроцилиндра, упрощении конструкции, а также в исключении возникновения удара в конце хода каждого поршня. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Цилиндр содержит буферную втулку, расположенную в буферной области поршневого штока и выполненную с возможностью перемещения скольжением в осевом направлении вдоль указанного поршневой штока. В полости цилиндра между отверстием для масла в штоковой полости и конечным положением торцевой поверхности поршня, расположенной в штоковой полости, во время перемещения поршня в направлении из цилиндра расположена уплотняющая штоковую полость торцевая поверхность, которая выполнена с возможностью блокирования буферной втулки и входа в контакт с первой торцевой поверхностью буферной втулки для формирования уплотняющей поверхности. По меньшей мере один дроссельный канал для масла расположен между буферной втулкой и поршневым штоком. В течение перемещения поршня в направлении из цилиндра от момента времени, в который первая торцевая поверхность буферной втулки входит в контакт с уплотняющей штоковую полость торцевой поверхностью и формирует с указанной поверхностью уплотняющую поверхность, до момента времени, в который поршень достигает конечного положения при своем перемещении в направлении из цилиндра, гидравлическое масло, находящееся с ближайшей к поршню стороны уплотняющей поверхности, может быть выпущено в отверстие для масла в штоковой полости через дроссельный канал для масла. Гидравлический масляный цилиндр может быть использован в гидравлической буферной системе, экскаваторе и автобетононасосе. Технический результат заключается в облегчении изготовления буферной конструкции и хорошем буферном эффекте. 6 н. и 20 з.п. ф-лы, 13 ил.

Цилиндр содержит буферную втулку, поверхность, уплотняющую бесштоковую полость, и по меньшей мере один дроссельный канал для масла. Буферная втулка размещена на дополнительной секции поршневого штока в бесштоковой полости и выполнена с возможностью перемещения в осевом направлении вдоль дополнительной секции поршневого штока. Поверхность, уплотняющая бесштоковую полость, расположена в полости масляного цилиндра между отверстием для масла в бесштоковой полости и концевой поверхностью поршня, расположенной в бесштоковой полости, во время процесса втягивания поршневого штока и обеспечивает блокирование буферной втулки и упирание в первую торцевую поверхность буферной втулки для формирования таким образом уплотняющей поверхности. Гидравлическое масло, находящееся со стороны уплотняющей поверхности, ближайшей к поршню, может протекать к отверстию для масла в бесштоковой полости, через дроссельный канал для масла, когда поршень перемещается из положения, в котором первая поверхность буферной втулки уперта в уплотняющую бесштоковую полость поверхность и таким образом сформирована уплотняющая поверхность, в положение, в котором поршень втягивается до завершения процесса втягивания поршневого штока. Технический результат заключается в простоте механической обработки буферной конструкции и высокой эффективности. Также предложены гидравлическая буферная система, экскаватор и автобетононасос, содержащие описанный выше гидравлический масляный цилиндр. 5 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх