Гидроцилиндр с подвижной частью поршня

Изобретение относится к машиностроению, а именно к гидроприводу машин, работающих в полевых условиях, в частности к гидроцилиндрам. Гидроцилиндр содержит корпус, штоковую и бесштоковую полости, которые образуются посредством соединенных поршня и штока. Двойной поршень разбит на подвижную и неподвижную части и имеет проходные отверстия в каждой части. В шток гидроцилиндра встроен дистанционный электромагнитный поворотный механизм, воздействующий на подвижную часть поршня. В открытом положении проходные отверстия подвижной части поршня совпадают с проходными отверстиями неподвижной части поршня путем срабатывания поворотного механизма. В закрытом положении подвижная часть поворачивается на такой угол, чтобы перекрыть проходные отверстия неподвижной части, одновременно с этим проходные отверстия подвижной части перекрываются неподвижной частью двойного поршня. Технический результат - сокращение времени тепловой подготовки гидропривода. 3 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к гидроприводу машин, работающих в полевых условиях, в частности к гидроцилиндрам.

Опыт эксплуатации машин в условиях низких отрицательных температур, а также анализ статистических данных показывает, что около 70% всех отказов приходится на узлы и детали гидропривода [Мерданов Ш.М. и др. Исследование и разработка системы тепловой подготовки гидропривода строительно-дорожных машин // «Строительные и дорожные машины», 2013, №1], что объясняется возрастанием вязкости рабочей жидкости за время стоянки машин. Работа гидропривода машин, работающих в полевых условиях, обеспечивается при разогреве рабочей жидкости, а следовательно, при снижении вязкости.

Разогрев рабочей жидкости осуществляется как от внешних источников тепла, так и прямым дросселированием [Каверзин С.В. Работоспособность гидравлического привода самоходных машин при низких температурах. Красноярск: Издательство Красноярского университета, 1986]. Дросселирование заключается в перекачивании рабочей жидкости из гидробака по напорному трубопроводу через насос, дроссель или другое гидравлическое сопротивление обратно в гидробак. При этом способе разогрева тепло от трения подвижных частей вышеуказанных элементов гидропривода передается рабочей жидкости - маслу. Однако при таком способе разогрева рабочей жидкости происходит повышенный износ подвижных частей насоса, дросселя, а также трубопроводов. В начале работы гидропривод работает под большими нагрузками. Кроме того, разогретая рабочая жидкость из гидробака при направлении ее к элементам гидропривода, не участвующим в дросселировании, быстро остывает, что снижает эффективность разогрева.

Для обеспечения безотказной работы машины также оснащаются системами тепловой подготовки гидропривода.

В работе [Карнаухов Н.Н. Приспособление строительных машин к условиям Российского Севера и Сибири. - М.: Недра, 1994, с.352] рассматривается система утилизации тепла отработавших газов двигателя внутреннего сгорания машины. В гидробак этой системы встроен теплообменник. Горячие газы, проходя через него, нагревают его стенки, которые в свою очередь передают тепло рабочей жидкости, находящейся в гидробаке.

Недостатком такой системы является отсутствие прогрева гидродвигателя (гидроцилиндра).

Системы тепловой подготовки [Мерданов Ш.М. и др. Исследование и разработка системы тепловой подготовки гидропривода строительно-дорожных машин // «Строительные и дорожные машины», 2013, №1] разогревают рабочую жидкость или корпуса гидроаппаратуры. Функционирование указанных систем связано со значительным расходом энергии (как от внутренних, так и внешних источников тепла), количество которой для мобильных машин, работающих в полевых условиях, ограниченно. Особенно в условиях автономного функционирования машин в районах Крайнего Севера или приравненных к ним районах, вдали от баз механизации, где отсутствуют постоянные источники тепловой, электрической энергии и теплые помещения.

Известна система предпусковой тепловой подготовки ДВС и гидропривода машин [Патент РФ №2258153, МПК F02N 17/06, опубл. 2005], состоящая из контура тепловой подготовки двигателя и контура тепловой подготовки гидропривода. Контур тепловой подготовки гидропривода включает в себя гидробак с теплообменником для разогрева масла, тепловой аккумулятор, насос-гидрораспределитель, гидроцилиндр, причем штоковая и бесштоковая полости гидроцилиндра соединены дополнительной гидролинией с вентилем. Указанная особенность позволяет повысить скорость тепловой подготовки как двигателя машины, так и гидропривода после длительной стоянки в условиях низких температур окружающего воздуха. Технический результат реализуется путем прямого перетекания разогретой в гидробаке рабочей жидкости (от теплообменника и теплового аккумулятора) по дополнительной гидролинии, соединяющей штоковую и бесштоковую полости гидроцилиндра. Открытый вентиль дополнительной гидролинии позволяет разогретому маслу свободно перетекать по полостям гидроцилиндра, что сокращает время на разогрев элементов гидропривода.

Недостатком указанной конструкции является наличие дополнительной, вынесенной на поверхность гидроцилиндра гидролинии с вентилем. Указанная линия является как дополнительным гидравлическим сопротивлением, так и потребителем (рассеивателем) тепла разогретого масла.

Известен гидроцилиндр [Патент РФ №2351810, МПК F15B 21/04, опубл. 2009], содержащий корпус, штоковую и бесштоковую полости, которые образуются посредством соединенных поршня и штока. Поршень содержит проходной канал произвольного сечения. В шток гидроцилиндра встроен дистанционно управляемый клапан, воздействующий на втулку. Втулка также содержит проходной канал произвольного сечения. Причем канал поршня совмещается с каналом втулки при срабатывании клапана.

При разогреве гидропривода включается дистанционно управляемый клапан, перемещая втулку таким образом, чтобы ее проходной канал совпал с проходным каналом поршня. Разогретая рабочая жидкость из гидробака подается в одну из полостей гидроцилиндра, проходит через проходной канал в другую полость. При этом перемещение соединенного с поршнем штока становится невозможным. Тем самым обеспечивается продолжение процесса разогрева гидропривода.

После завершения цикла разогрева гидропривода дистанционно управляемый клапан перемещает втулку, закрывая проходной канал. При закрытом канале рабочая жидкость действует непосредственно на поршень, перемещая его в корпусе гидроцилиндра. Работа разогретого гидропривода начинается.

Недостатком указанной конструкции является низкая надежность клапана, установленного в штоке гидроцилиндра, который в условиях повышенной вязкости рабочей жидкости и высоких давлениях не обеспечит работоспособность конструкции.

Задачей, на решение который направлено заявляемое техническое решение, является повышение надежности и сокращение затрат ресурсов на разогрев гидропривода машин, работающих в полевых условиях при низких отрицательных температурах, путем совершенствования конструкции гидроцилиндра.

Технический результат предлагаемой конструкции гидроцилиндра заключается в снижении потерь тепловой энергии разогретого от внутренних и внешних источников тепла рабочей жидкости гидропривода.

Указанный технический результат достигается тем, что гидроцилиндр имеет двойной поршень, состоящий из подвижной 6 и неподвижной 7 частей и шток 5 с любым общеизвестным электроприводным механизмом поворота, например со встроенным электромагнитным поворотным механизмом 4, управляемым дистанционно, выполнен с возможностью ручного управления (время прогрева зависит от температуры окружающей среды и от времени, прошедшего с последнего рабочего цикла гидроцилиндра) или автоматического (с использованием термопар, расположенных в корпусе гидроцилиндра) и проходными отверстиями в подвижной 6 и неподвижной 7 частях, которые в открытом положении (совпадение проходных отверстий подвижной 6 и неподвижной 7 частей) при разогреве гидропривода совмещают штоковую 2 и бесштоковую 3 полости, в каждой полости имеются отверстия для забора гидравлической жидкости из гидробака (на фиг. не обозначен).

Сокращение затрат ресурсов на разогрев реализуется перемещением разогретой рабочей жидкости из одной полости гидроцилиндра в другую и далее по элементам гидропривода без потерь в дополнительных соединениях или сопряжениях, и сохранение поверхностного внутреннего слоя гидроцилиндра от перемещения в нем поршня, в холодной гидравлической жидкости.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид гидроцилиндра в разрезе; на фиг.2 разрез А-А, фиг.1, при закрытом положении (проходные отверстия подвижной 6 и неподвижной 7 частей не совпадают, штоковая 2 и бесштоковая 3 полости разъединены); на фиг.3 разрез А-А, фиг.1 при открытом положении (проходные отверстия подвижной 6 и неподвижной 7 частейи совпадают, образуя каналы, соединяющие штоковую 2 и бесштоковую 3 полости).

Предлагаемый гидроцилиндр (фиг.1) содержит корпус 1, штоковую 2 и бесштоковую 3 полости, которые разделены двойным поршнем, соединенным со штоком 5. Двойной поршень состоит из подвижной 6 и неподвижной 7 частей, каждая из которых имеет проходные отверстия круглого сечения. В шток 5 гидроцилиндра встроен дистанционно управляемый электромагнитный поворотый механизм 4, воздействующий на подвижную 6 часть двойного поршня. Причем проходные отверстия в подвижной 6 части поршня совмещаются с аналогичными отверстиями в неподвижной 7 части двойного поршня при срабатывании электромагнитного поворотного механизма 4.

Гидроцилиндр работает следующим образом.

При разогреве гидропривода включается дистанционно управляемый электромагнитный поворотный механизм 4. При этом поворачивается (на фиг.2 направление движения показано стрелкой) подвижная 6 часть двойного поршня таким образом, чтобы ее проходные отверстия совпали с проходными отверстиями неподвижной 7 части двойного поршня. Разогретая рабочая жидкость из гидробака (на фиг.1 не показан) подается в одну из полостей гидроцилиндра, например, в штоковую 2. Взаимодействуя с холодной жидкостью, разогретая рабочая жидкость вытесняет ее из гидроцилиндра через отверстие для подачи гидравлической жидкости в бесштоковой полости 3, проходя через каналы, образованные совпадением проходных отверстий подвижной 6 и неподвижной 7 частей в двойном поршне. При этом перемещение соединенного с двойным поршнем штока 5 становится невозможным. Движение разогретой рабочей жидкости из одной полости в другую обеспечивает теплообмен с корпусом 1, штоком 5, двойным поршнем, электромагнитным поворотным механизмом 4 и далее, по выходу из гидроцилиндра, по элементам гидропривода. Тем самым обеспечивается продолжение процесса разогрева гидропривода.

После завершения цикла разогрева гидросистемы электромагнитный поворотный механизм 4 поворачивает подвижную 6 часть двойного поршня, тем самым закрывая проходные отверстия путем перекрытия проходных отверстий неподвижной 7 части подвижной 6 частью, и наоборот. При закрытом положении рабочая жидкость действует непосредственно на двойной поршень, перемещая его в корпусе 1 гидроцилиндра. Этим задается рабочий режим гидроцилиндра.

Применение указанной конструкции гидроцилиндра позволяет повысить надежность гидроцилиндра и ускорить процесс тепловой подготовки гидропривода (как при дросселировании, так и от внутренних и внешних источников энергии), поскольку большее число элементов участвует в теплообмене.

Теплообмен между рабочей жидкостью и элементами гидропривода позволяет обеспечить повышение ресурса машины, работающей при низких отрицательных температурах.

Гидроцилиндр, содержащий корпус, выполненный с образованием штоковой и бесштоковой полостей, разделенных поршнем со штоком, отличающийся тем, что поршень состоит из подвижной и неподвижной частей с проходными отверстиями, в штоке поршня установлен механизм поворота, притом указанные проходные отверстия выполнены таким образом, что при срабатывании механизма поворота образуются каналы, при совпадении проходных отверстий подвижной и неподвижной частей, соединяющие штоковую и бесштоковую полости гидроцилиндра для прохода рабочей жидкости из одной полости в другую.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидравлическим исполнительным механизмам, а именно к конструктивным элементам, предназначенным для воздействия на свойства текучей среды, в частности путем фильтрации.

Система предназначена для тепловой подготовки объемного гидропривода строительной машины. Система содержит гидроцилиндр и нагревательный элемент в виде ленточного кабеля, расположенный на гидроцилиндре.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к эксплуатации строительной и дорожной техники, оснащенной объемным гидроприводом. Система содержит нагревательный элемент, выполненный в виде матерчатого полотна с нитями углеродоволокна, закрепленного на гидроцилиндре при помощи ленточного крепежа и работающего от сети 24 В, слой, предотвращающий отвод тепла в окружающую среду, и слой влагогрязезащиты, также закрепленных на гидроцилиндре при помощи внешних застежек.

Система предназначена для жидкостного охлаждения антенной фазированной решетки мобильной радиолокационной станции. В системе каждый ее охлаждающий модуль выдвигается из контейнера методом подъема поворотом на горизонтальных соосных осях посредством многозвенного рычажно-кулачкового механизма, приводимого в движение электромеханизмом, шток которого совершает возвратно-поступательное перемещение, с обеспечением поочередного движения его звеньев, что позволяет в конечных точках поворота фиксировать этот блок после завершения движения и сначала расфиксировать блок, после чего перемещать его в противоположное крайнее положение с последующей фиксацией в нем.

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.

Изобретение относится к приводной технике и может быть использовано при создании термосорбционных приводов. Линейный привод выполнен в виде цилиндра, внутри которого установлен поршень со штоком, совмещенный с блоком генераторов-сорберов, объединенных термоэлектрическим модулем, кабели электропитания которого герметично выведены наружу цилиндра через шток.

Изобретение относится к термогидравлическому способу повышения давления и его применению, в области регулирования потребления энергии, в машиностроении и химической промышленности.

Изобретение относится к гидравлической технике, в частности к устройствам для очистки масла гидросистем гидропривода. .

Изобретение относится к управляющему блоку, содержащему множество элементов (2, 4, 6, 8, 10, 12), в каждом из которых выполнено клапанное устройство (14, 18, 21, 22, 54) для управления соответствующим гидравлическим потребителем (А1, В1; A3, В3; А9, В9).

Изобретения относятся к технологии гидравлических испытаний электрогидромеханических систем и могут быть использованы для дегазации рабочей жидкости в технических устройствах, использующих в своих конструктивных решениях проточные гидробаки открытого типа. Способ предусматривает дегазацию рабочей жидкости на сетке в проточном гидробаке, придание сетке низкочастотной поперечной вибрации, а на входе сетки методом барботажа создают газожидкостной слой с высокочастотным пульсирующим давлением низкой интенсивности. Проточный гидробак открытого типа (1) содержит крышку (2), разделительные перегородки (3,4), сетку (5), патрубки слива (6) и забора (15) рабочей жидкости, сливную (7), промежуточную (18), заборную (14) полости и предусматривает установку сетки (5) на упругих опорах (8). Внизу сетки (5) со стороны выхода потока в полость (18) установлен пневматический динамический вибратор (9) с модулированной фазой колебания газа, выходное сопло (10) которого установлено на сетке (5). Изобретения обеспечивают повышение эффективности дегазации жидкости, интенсификацию процесса дегазации, что позволяет улучшить и расширить показатели качества электрогидромеханических систем и их агрегатов. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Корпус предназначен для гидравлического агрегата высокого давления. Корпус (100) содержит замкнутую со всех сторон стенку (101) корпуса, в которой расположены по меньшей мере одно входное отверстие (110) и по меньшей мере один вентилятор (121) с независимым от гидравлического агрегата (400) приводом. Технический результат - увеличение срока службы агрегата. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к резервуару для жидкости, который содержит средство удаления вовлеченного воздуха. Средство удаления вовлеченного воздуха способствует объединению мелких пузырьков воздуха, вовлеченных в жидкость, в более крупные пузырьки, так что пузырьки воздуха приобретают достаточную подъемную силу и могут вырваться из потока жидкости. Средство удаления вовлеченного воздуха может быть выполнено в виде множества пилообразных прорезей, которые связывают между собой различные камеры в пределах резервуара жидкости. Резервуар для жидкости может быть сформирован и так, чтобы направлять поток жидкости к боковым стенкам резервуара по мере того, как жидкость поступает из одной камеры в другую, что способствует отведению тепла от резервуара и исключает застаивание жидкости в резервуаре, которая будет выполнять роль теплоизолятора. Технический результат - повышение надежности работы гидрооборудования. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 6 ил.

Система относится к области машиностроения, а именно к эксплуатации строительной и дорожной техники, оснащенной объемным гидроприводом в зимний период. Система представляет собой гидроцилиндр с полым штоком, наполненным теплоаккумулирующим материалом, при этом гидроцилиндр покрыт слоями теплоизоляции и влаго-грязезащиты. Аккумулирование тепла во время работы и его отдача во время простоя позволяют поддерживать температуру рабочей жидкости гидроцилиндра в пределах оптимальной для запуска. 2 ил.

Амортизирующее устройство (1) включает пару приводов (A1, А2), расположенных между тележкой (W) и кузовом (В) транспортного средства, и контроллер (C). Привод содержит цилиндр (2), поршень (3), шток (4), штоковую камеру (5) и поршневую камеру (6), бак (7), первый двухпозиционный клапан (9), который расположен в первом канале (8), проходящем между штоковой камерой и поршневой камерой, второй двухпозиционный клапан (11), который расположен во втором канале (10), проходящем между поршневой камерой и баком, насос (12) для подачи текучей среды к штоковой камере, разгрузочный канал (21), соединяющий штоковую камеру с баком, и регулируемый предохранительный клапан (22), который расположен в разгрузочном канале и выполнен с возможностью изменять давление открытия клапана. Прогрев привода осуществляется путем открытия первого и второго двухпозиционного клапана с установкой при этом давления открытия регулируемого предохранительного клапана минимальным. После начала работы амортизирующего устройства и до начала перехода к нормальному режиму управления для гашения вибраций кузова транспортного средства приводится в действие насос. Обеспечивается предотвращение создание приводами любого осевого усилия в течение операции прогрева. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Блок предназначен для обеспечения подачи масла по меньшей мере одному потребителю в виде гидравлического бурильного станка или гидравлической ударной дробилки. Блок содержит двигатель, гидравлический насос, приводимый в действие двигателем, масляный бак, впуск масла, выпуск масла, теплообменник и первую трубную систему для масла, причем первая трубная система соединяет впуск масла, теплообменник, выполненный с жидкостным охлаждением масла, масляный бак, гидравлический насос и выпуск масла. Кроме того, блок содержит впуск охлаждающей жидкости для соединения с источником охлаждающей жидкости, первый выпуск охлаждающей жидкости и вторую трубную систему для охлаждающей жидкости, причем вторая трубная система соединяет впуск охлаждающей жидкости, первый выпуск охлаждающей жидкости и теплообменник. Технический результат - уменьшение габаритов блока. 23 з.п. ф-лы, 11 ил.

Устройство предназначено для управления запорными механизмами арматуры, предназначенной для добычи и транспорта ископаемого топлива. Управляющее устройство запорного механизма арматуры содержит гидравлические и/или электрические компоненты, по меньшей мере частично заключенные в теплоизолированный контейнер, при этом по меньшей мере часть заключенных в теплоизолированный контейнер компонентов погружена в гидробак управляющего устройства, причем находящаяся в гидробаке гидрожидкость служит в качестве теплоаккумулирующего объема. Технический результат - повышение надежности работы арматуры. 15 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх