Гидравлический привод со вставным усилителем давления
Раскрыт гидравлический привод (1), содержащий корпус (2) цилиндра, поршень (5) с поршневым штоком (6), расположенные внутри корпуса (2) цилиндра с возможностью перемещения, и усилитель (17) давления, содержащий впускную секцию (18) с напорным впускным отверстием (20), рабочую секцию (19) с выпускным отверстием (22) высокого давления, камеру (32) низкого давления и камеру (38а) высокого давления. Целью настоящего изобретения является предоставление гидравлического привода (1) с модульным усилителем (17) давления. С этой целью гидравлический привод (1) содержит вставной усилитель (10) давления, содержащий муфту (10а), по меньшей мере частично расположенную внутри поршневого штока (6), и при этом усилитель (17) давления неподвижно расположен в муфте (10а). 14 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к гидравлическому приводу, содержащему корпус цилиндра, поршень с поршневым штоком, расположенные внутри корпуса цилиндра с возможностью перемещения, и усилитель давления, содержащий впускную секцию с напорным впускным отверстием, рабочую секцию с выпускным отверстием высокого давления, камеру низкого давления и камеру высокого давления.
Подобные гидравлические приводы известны и используются в различных отраслях промышленности. Например, их используют для приведения в действие механических элементов для прессования, резания и т.п. В таких применениях указанные механические элементы сталкиваются с сопротивлением, которое создается обрабатываемым изделием, подлежащим прессованию или резанию. В процессе работы это сопротивление может значительно изменяться. Поэтому важно, чтобы гидравлический привод мог обеспечивать достаточное рабочее давление на всех этапах процесса работы. Поскольку требуемое давление зависит от сопротивления, создаваемого обрабатываемым изделием, также изменяется потребное давление, обеспечение которого требуется от гидравлического привода.
Во избежание нехватки давления в ходе процесса работы известно использование усилителей давления в сочетании с гидравлическим приводом. Указанные усилители давления содержат впускную секцию с впускным отверстием. Рабочая жидкость, используемая для работы гидравлического привода, поступает во впускную секцию через впускное отверстие. Рабочая жидкость проходит через камеру низкого давления. Давление рабочей жидкости впоследствии повышается. Затем она проходит через камеру высокого давления и выходит из усилителя давления через выпускное отверстие высокого давления рабочей секции. Таким образом может быть выполнено усиление давления рабочей жидкости внутри гидравлического привода. Может быть обеспечено повышенное потребное давление гидравлического привода.
Однако также очевидной является необходимость добавления в гидравлический привод дополнительных элементов, таких как усилитель давления со своим напорным впускным отверстием, впускной секцией, рабочей секцией и выпускным отверстием высокого давления. Требуется обеспечить гидравлическое сообщение между гидравлическим приводом и усилителем давления. Обычно для этого необходимы конструктивные модификации технического проекта гидравлического привода или дополнительные детали. Модифицированный таким образом технический проект делает конструирование и сборку громоздкими и дорогостоящими. Гидравлический привод и усилитель давления необходимо собирать одновременно. Различные детали гидравлического привода и усилителя давления необходимо подвергать механической обработке для их соответствия друг другу.
Таким образом, целью настоящего изобретения является предоставление гидравлического привода с модульным усилителем давления.
Эта цель достигается тем, что указанный гидравлический привод содержит
вставной усилитель давления, содержащий муфту, по меньшей мере частично
расположенную внутри поршневого штока, и при этом усилитель давления неподвижно расположен внутри муфты.
Таким образом, посредством вставного усилителя давления становится возможной модульная конструкция усилителя давления. Вставной усилитель давления может быть полностью собран независимо от гидравлического привода. Впускная секция и рабочая секция усилителя давления расположены внутри муфты; вставной усилитель давления, таким образом, можно легко собрать, а затем вставить целиком в поршневой шток. Остается лишь обеспечить гидравлическое сообщение между усилителем давления и корпусом цилиндра. Для этого муфта по меньшей мере частично располагается внутри поршневого штока. Таким образом, рабочая жидкость, выходящая из выпускного отверстия высокого давления усилителя давления, может способствовать повышению давления, обеспечиваемого поршнем гидравлического привода. Кроме того, по меньшей мере частичное расположение муфты внутри поршневого штока также исключает потребность в дополнительных конструктивных признаках, связанных с гидравлическим приводом. Могут быть сохранены без изменений общие признаки гидравлического привода, такие как поршневой шток. Дополнительные детали не требуются.
В одном варианте осуществления муфта расположена концентрически относительно поршневого штока и фиксирует положение впускной секции относительно положения рабочей секции. Вставной усилитель давления состоит из двух секций: впускной секции и рабочей секции. Это связано со сборкой его внутренних деталей, таких как камера низкого давления и камера высокого давления. Для достижения надлежащего функционирования усилителя давления необходимо удерживать эти две секции вместе при помощи внешнего усилия. С этой целью муфта используется с целью фиксации положения впускной секции относительно положения рабочей секции. Таким образом, муфта может фиксировать впускную секцию и выпускную секцию друг относительно друга с использованием посадки с натягом. Однако также возможно геометрическое замыкание. Затем обе секции могут быть одновременно вставлены в поршневой шток. Становится возможной модульная сборка. Муфта расположена внутри поршневого штока концентрически. Таким образом, удается избежать неустойчивостей в движущемся поршневом штоке. Облегчается сборка вставного усилителя давления внутри поршневого штока.
В другом варианте осуществления напорное впускное отверстие и выпускное отверстие высокого давления расположены коаксиально на противоположных осевых концах муфты. Такая компоновка облегчает подачу рабочей жидкости во вставной усилитель давления. Например, можно расположить напорное впускное отверстие вблизи от проушины поршня. Таким образом, каналы, через которые рабочая жидкость подается через напорное впускное отверстие во вставной усилитель давления, могут быть расположены внутри поршневого штока и проушины поршня. В качестве альтернативы, напорное впускное отверстие также может быть расположено внутри самого корпуса цилиндра. Тогда корпус цилиндра может содержать каналы, по которым рабочая жидкость подается через напорное впускное отверстие. Во избежание неустойчивостей напорное впускное отверстие и выпускное отверстие высокого давления расположены коаксиально. Благодаря этому также достигается эффективная передача рабочей жидкости из вставного усилителя давления в гидравлический привод.
В еще одном варианте осуществления впускная секция содержит клапан последовательного управления, находящийся в гидравлическом сообщении с напорным впускным отверстием и расположенный в осевом направлении впускной секции. Клапан последовательного управления может быть установлен путем ввинчивания в осевом направлении во впускную секцию. Нижняя часть клапана последовательного управления соединена здесь с напорным впускным отверстием посредством главного впускного канала. Обычно клапан последовательного управления закрыт. Таким образом, он обеспечивает возможность втекания всего потока рабочей жидкости в главный впускной канал. Расположение клапана последовательного управления в осевом направлении обеспечивает возможность простой и компактной сборки.
В еще одном варианте осуществления обеспечено приведение клапана последовательного управления в действие давлением, когда давление в напорном впускном отверстии превышает предварительно заданное значение, при этом обеспечено открытие канала управления от напорного впускного отверстия к камере низкого давления. Нижняя часть клапана последовательного управления соединена с напорным впускным отверстием посредством главного впускного канала. Он соединен посредством первого канала управления с первым стержнем клапана управления. Первый стержень клапана управления образует часть гидравлического соединения между клапаном последовательного управления и камерой низкого давления через канал управления. Обычно клапан последовательного управления закрыт.В этом состоянии он препятствует гидравлическому сообщению, относящемуся к первому стрежню клапана управления и камере низкого давления. При достижении давлением рабочей жидкости во впускной секции предварительно заданного значения клапан последовательного управления открывается. Таким образом, открывается канал управления от напорного впускного отверстия к камере низкого давления. Из-за повышенного потребного давления давление рабочей жидкости последовательно усиливается. Установка клапана последовательного управления на предварительно заданное значение может являться регулируемой. Установка клапана последовательного управления также может быть зафиксирована на некотором предварительно заданном значении.
В еще одном варианте осуществления рабочая секция содержит уравновешивающий клапан, обеспечивающий гидравлическое сообщение между напорным впускным отверстием и выпускным отверстием высокого давления и расположенный в осевом направлении рабочей секции. Уравновешивающий клапан содержит множество деталей, которые встроены в рабочую секцию в ее осевом направлении. После установки впускной секции и рабочей секции друг относительно друга больше нельзя задать уровень давления уравновешивающего клапана. Поэтому надлежащая настройка достигается пружинами нескольких типов. Эти пружины образуют часть множества деталей уравновешивающего клапана. Уравновешивающий клапан может обеспечивать течение всего потока рабочей жидкости от напорного впускного отверстия к выпускному отверстию высокого давления. Кроме того, он может обеспечивать функцию удержания нагрузки в выпускном отверстии высокого давления, обеспечивая таким образом повышенное потребное давление в гидравлическом приводе. Наконец, уравновешивающий клапан также может обеспечивать функцию управляемого снижения давления от выпускного отверстия высокого давления к напорному впускному отверстию, что, таким образом, позволяет избежать резких перепадов давления. Уравновешивающий клапан содержит три соединительных отверстия: впускное отверстие уравновешивающего клапана, связанное с главным впускным каналом, выпускное отверстие уравновешивающего клапана, связанное со вторым каналом высокого давления, и отверстие управления уравновешивающего клапана, связанное с линией управления. Линия управления соединяет уравновешивающий клапан с главным противоточным каналом. В направлении от напорного впускного отверстия к выпускному отверстию высокого давления уравновешивающий клапан обеспечивает течение всего потока рабочей жидкости через главный впускной канал. Это можно осуществить посредством обратного клапана, встроенного в уравновешивающий клапан. Уравновешивающий клапан препятствует течению рабочей жидкости в направлении противотока от выпускного отверстия высокого давления к напорному впускному отверстию. Однако при превышении давлением, приложенным к линии управления, некоторого предварительно заданного значения уравновешивающий клапан открывает путь потока от выпускного отверстия высокого давления в главный противоточный канал.
В еще одном варианте осуществления уравновешивающий клапан установлен на первой осевой торцевой поверхности впускной секции, при этом первая осевая торцевая поверхность впускной секции упирается в первую осевую торцевую поверхность рабочей секции. Уравновешивающий клапан содержит множество деталей, таких как, например, пружины нескольких типов. Эти детали компактным образом установлены в осевом направлении рабочей секции. Здесь имеется перегородка, которая состоит из опорной поверхности между первой осевой торцевой поверхностью впускной секции и первой осевой торцевой поверхностью рабочей секции. Все детали уравновешивающего клапана установлены на первой осевой торцевой поверхности впускной секции, т.е. начиная от перегородки. Таким образом, правильные расположения всех деталей уравновешивающего клапана могут быть обеспечены за счет накрывания первой осевой торцевой поверхности рабочей секции первой осевой торцевой поверхностью впускной секции. В установке уравновешивающего клапана путем ввинчивания нет необходимости. Резьба в рабочей секции не требуется. Сборка и изготовление вставного усилителя давления становятся простыми и дешевыми.
В еще одном варианте осуществления камера низкого давления содержит поршень низкого давления и втулку поршня низкого давления, при этом поршень низкого давления выполнен с возможностью перемещения относительно втулки поршня низкого давления. Наличие втулки поршня низкого давления представляет собой простой и экономный способ продления срока службы поршня низкого давления. Он обеспечивается путем снижения трения между поршнем низкого давления и периферийными стенками камеры низкого давления впускной секции. Втулка поршня низкого давления, например, может быть сформована во впускную секцию или может быть установлена при помощи прессовой посадки (в зависимости от материала, использованного для втулки). Она может состоять из одной части. Она также может состоять из различных частей. Тогда эти различные части формуются во впускной секции одна за другой. Следует избегать зазоров между различными частями. Может быть обеспечено управление правильным расположением различных частей в ходе процесса формования при помощи оправки. После процесса формования поршень низкого давления необходимо механически обработать до определенного внутреннего диаметра.
В еще одном варианте осуществления камера высокого давления содержит поршень высокого давления и втулку поршня высокого давления, при этом поршень высокого давления выполнен с возможностью перемещения относительно втулки поршня высокого давления. Втулка поршня высокого давления представляет собой простой и экономный способ продления срока службы поршня высокого давления. Он обеспечивается путем снижения трения между поршнем высокого давления и периферийными стенками камеры высокого давления рабочей секции. Втулка поршня высокого давления содержит две детали разной длины: первый элемент втулки поршня высокого давления и второй элемент втулки поршня высокого давления. Может быть обеспечено управление правильным расположением различных втулок в ходе процесса формования при помощи оправки. После процесса формования поршень высокого давления необходимо механически обработать до определенного внутреннего диаметра. Втулка также может быть установлена при помощи прессовой посадки (в зависимости от материала, использованного для изготовления втулки).
В еще одном варианте осуществления втулка поршня высокого давления содержит проем, открывающий второй канал управления, который обеспечивает гидравлическое сообщение между камерой высокого давления и клапаном управления. Втулка поршня высокого давления может содержать первый элемент втулки поршня высокого давления и второй элемент втулки поршня высокого давления. Между этими втулками предусмотрен проем. Проем открывает второй канал управления, как только поршень высокого давления достигает осевого конечного положения на дальнем конце впускной секции внутри камеры высокого давления. Посредством втулки можно продлить срок службы вставного усилителя давления, в то же время, обеспечив его надлежащее функционирование. Втулку поршня высокого давления можно реализовать без необходимости в модификации конструктивных признаков вставного усилителя давления.
В еще одном варианте осуществления вставной усилитель давления прикреплен к поршневому штоку таким образом, что поршневой шток и вставной усилитель давления могут перемещаться друг относительно друга. С этой целью вставной усилитель давления может быть установлен полностью внутри поршневого штока. Он может быть установлен концентрически относительно поршневого штока. Это упрощает сборку гидравлического привода. Вставной усилитель давления может быть собран отдельно от гидравлического привода. Затем он может быть встроен в поршневой шток перед выполнением сборки гидравлического привода. Становится осуществимой модульная сборка гидравлического привода и вставного усилителя давления.
В еще одном варианте осуществления вставной усилитель давления содержит внутренний переходник, обеспечивающий гидравлическое сообщение между напорным впускным отверстием и впускным отверстием поршня. Напорное впускное отверстие может быть расположено в проушине поршня. Впускное отверстие поршня может представлять собой высверленное отверстие в проушине поршня. Впускное отверстие поршня может быть расположено концентрически относительно поршневого штока. Внутренний переходник соединяет впускное отверстие поршня с напорным впускным отверстием и, таким образом, со вставным усилителем давления. Внутренний переходник может представлять собой трубку. Внутренний переходник представляет собой простой способ обеспечения гидравлического сообщения между гидравлическим приводом и вставным усилителем давления. Длина внутреннего переходника может изменяться в зависимости от длины хода поршневого штока. Поэтому все детали, необходимые для обеспечения данного гидравлического соединения, могут быть собраны внутри поршневого штока.
В еще одном варианте осуществления внутренний переходник содержит радиальное уплотнение, концентрически фиксирующее внутренний переходник относительно поршневого штока. Оно делает сборку простой и эффективной.
Радиальное уплотнение может представлять собой уплотнительное кольцо. Так как впускное отверстие поршня и вставной усилитель давления могут быть расположены концентрически относительно поршневого штока, концентрическая фиксация внутреннего переходника относительно поршневого штока является преимущественной. Может быть обеспечена компактность сборки. Между вставным усилителем давления и гидравлическим приводом обеспечивается гидравлическое сообщение.
В еще одном варианте осуществления вставной усилитель давления прикреплен к корпусу цилиндра таким образом, что поршень может перемещаться относительно вставного усилителя давления. Вставной усилитель давления установлен в корпусе цилиндра концентрически относительно поршневого штока. Вставной усилитель давления по меньшей мере частично расположен внутри поршневого штока. Однако в данном варианте осуществления вставной усилитель давления не следует за перемещением поршня, а остается неподвижным относительно корпуса цилиндра. Так как вставной усилитель давления по-прежнему по меньшей мере частично располагается внутри поршневого штока, перекрытие между вставным усилителем давления и поршневым штоком изменяется во время хода поршня.
В последнем варианте осуществления напорное впускное отверстие расположено внутри корпуса цилиндра и обеспечивает гидравлическое сообщение между напорным впускным отверстием и впускным отверстием корпуса. Впускное отверстие корпуса может быть расположено в корпусе цилиндра в виде высверленного отверстия. Напорное впускное отверстие может быть расположено коаксиально относительно поршневого штока. Оно соединяет вставной усилитель давления с источником рабочей жидкости гидравлического привода через впускное отверстие корпуса. Выпускное отверстие высокого давления вставного усилителя давления расположено на противоположном в осевом направлении конце вставного усилителя давления относительно напорного впускного отверстия. Таким образом, во время большей части хода поршня выпускное отверстие высокого давления будет располагаться внутри поршневого штока.
Настоящее изобретение будет описано в нижеследующих абзацах со ссылкой на различные варианты осуществления в связи с фигурами. На них:
фиг. 1 представляет собой гидравлический привод со вставным усилителем давления согласно первому варианту осуществления изобретения;
фиг. 2 представляет собой гидравлический привод со вставным усилителем давления согласно второму варианту осуществления изобретения;
фиг. 3 представляет собой первый вариант осуществления вставного усилителя давления;
фиг. 4 представляет собой второй вариант осуществления вставного усилителя давления;
фиг. 5 представляет собой третий вариант осуществления вставного усилителя давления;
фиг. 6 представляет собой четвертый вариант осуществления вставного усилителя давления.
Гидравлический привод 1 содержит корпус 2 цилиндра. Корпус 2 цилиндра содержит на своем первом осевом конце проушину 3 цилиндра. Также он содержит головку 4 цилиндра, герметично изолирующую внутренний объем корпуса 2 цилиндра. Гидравлический привод 1 содержит поршень 5 с поршневым штоком 6, расположенные с возможностью перемещения внутри корпуса 2 цилиндра. Поршневой шток 6 входит в контакт с головкой 4 цилиндра. Поршневой шток 6 содержит головку 7 поршня на своем первом осевом конце и проушину 7а поршня на своем втором осевом конце. Рабочая камера 8 гидравлического привода 1 расположена на стороне головки 7 поршня, противоположной проушине 7а поршня. Головка 7 поршня содержит боковое отверстие 9 поршня. Боковое отверстие 9 поршня расположено коаксиально относительно поршневого штока 6. Оно обеспечивает первое гидравлическое сообщение между рабочей камерой 8 гидравлического привода 1 и вставным усилителем 10 давления. Вставной усилитель 10 давления расположен внутри поршневого штока 6. Он содержит муфту 10а. Муфта 10а и вставной усилитель 10 расположены коаксиально относительно поршневого штока 6. Поршневой шток 6 дополнительно содержит боковое отверстие 11 поршневого штока, обеспечивающее второе гидравлическое сообщение между вставным усилителем 10 давления и внутренним объемом корпуса 2 цилиндра.
На осевом конце вставного усилителя 10 давления вблизи проушины 7а поршня расположен внутренний переходник 12. Внутренний переходник 12 прикреплен в определенном положении внутри поршневого штока 6 посредством радиального уплотнения 13. Радиальное уплотнение 13 фиксирует внутренний переходник 12 коаксиально относительно поршневого штока 6. Внутренний переходник 12 обеспечивает гидравлическое сообщение между вставным усилителем 10 давления и впускным отверстием 14 поршня. Впускное отверстие 14 поршня расположено в проушине 7а поршня. Выпускное отверстие 15 поршня, соответствующее впускному отверстию 14 поршня, также расположено в проушине 7а поршня.
В варианте осуществления, представленном на фиг.1, вставной усилитель 10 давления установлен концентрически внутри высверленного поршневого штока 6. Вставной усилитель 10 давления расположен ближе к головке 7 поршня, чем к проушине 7а поршня. Впускное отверстие 14 поршня и выпускное отверстие 15 поршня расположены в проушине 7а поршня в виде высверленных отверстий. Они доставляют рабочую жидкость под определенным, предварительно заданным давлением. Рабочая жидкость под давлением доставляется, например, внешним насосом (не показан). Впускное отверстие 14 поршня расположено коаксиально относительно поршневого штока 6. Оно соединено с внутренним переходником 12. Внутренний переходник 12 соединен со вставным усилителем 10 давления.
Внутренний переходник 12 может представлять собой трубку. Он расположен коаксиально относительно поршневого штока 6 внутри высверленного поршневого штока 6. Внутренний переходник 12 может изменяться в соответствии с длиной хода поршня 6. Внутренний переходник 12 может быть прикреплен в определенном положении посредством радиального уплотнения 13. Радиальное уплотнение 13 может представлять собой уплотнительное кольцо. Радиальное уплотнение 13 удерживает внутренний переходник 12 в определенном положении коаксиально относительно поршневого штока 6. Сборка становится простой и эффективной. Поршневой шток 6 имеет диаметр, который больше диаметра внутреннего переходника 12. Таким образом, кольцевой канал поршня открывает гидравлическое сообщение между вставным усилителем 10 давления и выпускным отверстием 15 поршня. Этот кольцевой канал поршня используется для обеспечения противотока рабочей жидкости из вставного усилителя 10 давления в выпускное отверстие 15 поршня.
Затем рабочая жидкость под давлением доставляется во впускное отверстие 14 поршня и внутренний переходник 12 в сторону вставного усилителя 10 давления. Давление рабочей жидкости, доставляемой таким образом во вставной усилитель 10 давления, повышается посредством вставного усилителя 10 давления. Рабочая жидкость высокого давления выходит из вставного усилителя 10 давления через боковое отверстие 9 поршня в рабочую камеру 8 гидравлического привода 1. Таким образом, в гидравлический привод 1 может быть подана рабочая жидкость под повышенным давлением.
В варианте осуществления, представленном на фиг.2, вставной усилитель давления расположен иначе. Вставной усилитель 10 давления в данном случае установлен концентрически в нижней части корпуса 2 цилиндра. Нижняя часть корпуса 2 цилиндра представляет собой осевую торцевую поверхность внутреннего объема корпуса 2 цилиндра, противоположную головке 4 цилиндра. Впускное отверстие 14а корпуса и выпускное отверстие 15а корпуса в данном случае расположены в корпусе 2 цилиндра. Через впускное отверстие 14а корпуса рабочая жидкость под давлением доставляется, например посредством внешнего насоса (не показан), во вставной усилитель 10 давления. Таким образом, оно используется для той же цели, что и впускное отверстие 14 поршня. Впускное отверстие 14а корпуса расположено коаксиально относительно поршневого штока 6. Оно соединяется со вставным усилителем 10 давления. В данном варианте осуществления не возникает потребности во внутреннем переходнике 12. Противоток рабочей жидкости из вставного усилителя 10 давления обеспечивается посредством выпускного отверстия 15а корпуса. Таким образом, оно используется для той же цели, что и выпускное отверстие 15 поршня.
Так как вставной усилитель 10 давления согласно варианту осуществления, представленному на фиг. 2, установлен в корпусе 2 цилиндра неподвижно, появляются некоторые отличия от варианта осуществления, представленного на фиг. 1. Вставной усилитель 10 давления больше не располагается неподвижно относительно поршневого штока 6. Однако он располагается неподвижно относительно корпуса 2 цилиндра. Это означает, что поршневой шток 6 перекрывается со вставным усилителем 10 давления в переменной мере, в зависимости от длины хода поршневого штока 6. После поступления рабочей жидкости под давлением во вставной усилитель 10 давления через корпус 2 цилиндра рабочая жидкость под усиленным давлением выходит из вставного усилителя 10 давления через боковое отверстие 9 поршня во внутреннюю часть поршневого штока 6.
Кроме того, вариант осуществления, представленный на фиг. 2, не основывается на расположении бокового отверстия 11 поршневого штока в радиальном направлении поршневого штока 6. Вместо этого, боковое отверстие 11 поршневого штока располагается в корпусе 2 цилиндра. Оно обеспечивает гидравлическое сообщение с внешним патрубком 16 цилиндра. Указанный внешний патрубок 16 цилиндра находится в гидравлическом сообщении с выпускным отверстием 15а корпуса.
В остальном принцип работы гидравлического привода 1 согласно вариантам осуществления, представленным на фиг. 1, 2, идентичен и известен из уровня техники.
В варианте осуществления, представленном на фиг.3, показан усилитель 17 давления. Усилитель 17 давления содержит впускную секцию 18 и рабочую секцию 19. Деление усилителя 17 давления на впускную секцию 18 и рабочую секцию 19 связано со сборкой его внутренних деталей. Для обеспечения надлежащего функционирования усилителя 17 давления впускная секция 18 и рабочая секция 19 удерживаются вместе при помощи внешнего усилия. Внешнее усилие обеспечивается муфтами 10а вставного усилителя 10 давления.
Впускная секция 18 содержит напорное впускное отверстие 20. Напорное впускное отверстие 20 соединено с внутренним переходником 12 согласно варианту осуществления, представленному на фиг.1, или, согласно варианту осуществления, представленному на фиг. 2. с впускным отверстием 14а корпуса. Таким образом, рабочая жидкость под давлением доставляется в усилитель 17 давления. Рабочая жидкость под давлением втекает в главный впускной канал 21. Главный впускной канал 21 соединяет напорное впускное отверстие 20 с выпускным отверстием 22 высокого давления. Выпускное отверстие 22 высокого давления соединено с боковым отверстием 9 поршня гидравлического привода 1. Таким образом, рабочая жидкость под усиленным давлением может быть доставлена в гидравлический привод 1. Выпускное отверстие 22 высокого давления расположено в рабочей секции 19 усилителя 17 давления.
Рабочая секция 18 также содержит противоточное впускное отверстие 23. Противоточное впускное отверстие 23 соединено с главным противоточным каналом 24, ведущим к противоточному выпускному отверстию 25. Противоточное выпускное отверстие 23 соединено с боковым отверстием 11 поршневого штока гидравлического привода 1. Противоточное выпускное отверстие 24 соединено, соответственно, с выпускным отверстием 14 поршня или выпускным отверстием 14а корпуса.
Принцип работы усилителя 17 давления является следующим.
При отсутствии потребности в рабочей жидкости под усиленным давлением рабочая жидкость поступает через напорное впускное отверстие 20 и проходит через главный впускной канал 21. В главном впускном канале 21 внутри рабочей секции 19 расположен уравновешивающий клапан 26. При отсутствии потребности в рабочей жидкости под усиленным давлением обратный клапан в уравновешивающем клапане 26 допускает течение всего потока рабочей жидкости через главный впускной канал 21 в выпускное отверстие 22 высокого давления. Усиления давления не происходит.
В то же время противоток рабочей жидкости направляется непосредственно из противоточного впускного отверстия 23 в противоточное выпускное отверстие 25 через главный противоточный канал 24.
После приложения повышенной внешней нагрузки к гидравлическому приводу 1 давление рабочей жидкости в напорном впускном отверстии 20 также повышается. Когда давление рабочей жидкости превышает некоторое предварительно заданное значение, клапан 27 последовательного управления открывает первый канал 28 управления. Таким образом, клапан 27 последовательного управления является закрытым до тех пор, пока давление рабочей жидкости не превысит предварительно заданное значение. Однако при открытии клапана 27 последовательного управления рабочая жидкость проходит через первый канал 28 управления и оказывает давление на первый стержень 29 клапана 30 управления. Давление, приложенное к первому стержню 29 клапана управления, переводит клапан 30 управления в положение, в котором рабочая жидкость может проходить через него и поступать в канал 31 поршня низкого давления.
Канал 31 поршня низкого давления ведет в камеру 32 низкого давления. В указанной камере 32 низкого давления с возможностью скольжения расположен поршень 33 низкого давления. Поршень 33 низкого давления содержит поверхность 34 поршня низкого давления. Рабочая жидкость действует на указанную поверхность 34 поршня низкого давления, и поршень 33 низкого давления начинает перемещение в направлении, противоположном каналу 31 поршня низкого давления, и в сторону к рабочей камере 35 низкого давления. Поршень 33 низкого давления соединен посредством штока 36 поршня низкого давления/высокого давления с поршнем 37 высокого давления внутри камеры 38а высокого давления.
Поршень 37 высокого давления содержит поверхность 38 поршня высокого давления. Указанная поверхность 38 поршня высокого давления имеет меньшую площадь, чем поверхность 34 поршня низкого давления. Таким образом, давление, действующее на поверхность 34 поршня низкого давления, усиливается за счет соотношения площадей двух поверхностей, когда поршень 37 высокого давления действует на рабочую жидкость внутри рабочей камеры 39 высокого давления. Рабочая жидкость под усиленным давлением, выходящая из рабочей камеры 39 высокого давления, проходит через отверстие первого обратного клапана 40 в направлении выпускного отверстия 22 высокого давления посредством первого канала 41 высокого давления. Первый канал 41 высокого давления ведет во второй канал 42 высокого давления главного впускного канала 21.
Таким образом, когда поршень 33 низкого давления (и, соответственно, поршень 37 высокого давления) достигает своего конечного положения, проем 43 открывает гидравлическое сообщение со вторым каналом 4 управления. Второй канал 44 управления соединяется со вторым стержнем 45 клапана 30 управления. Так как площадь поверхности второго стержня 45 клапана управления больше площади поверхности первого стержня 29 клапана управления, клапан 30 управления переводится в свое предыдущее положение. Затем первый обратный клапан 40 перекрывается. Так как в этот момент оба из клапана 27 последовательного управления и первого обратного клапана 40 закрыты, давление прикладывается ко второму обратному клапану 46. Второй обратный клапан 46 открывает гидравлическое сообщение между главным впускным каналом 21 и рабочей камерой 39 высокого давления. Давление, прикладываемое к рабочей камере 39 высокого давления, вызывает вынужденное перемещение поршня 37 высокого давления к камере 32 низкого давления. Кольцевой канал 47 соединяет рабочую камеру 35 низкого давления с клапаном 30 управления. Таким образом, клапан 27 последовательного управления в конечном итоге возвращается в свое первоначальное положение, и цикл повторяется.
В варианте осуществления, представленном на фиг.4, показано, каким образом клапан 27 последовательного управления может быть установлен путем ввинчивания в осевом направлении впускной секции 18. Нижняя часть клапана 27 последовательного управления затем соединяется с напорным впускным отверстием 20 посредством главного впускного канала 21. Боковое отверстие клапана 27 последовательного управления соединяется через первый канал 28 управления с первым стержнем 29 клапана управления. Настройка клапана 27 последовательного управления также может быть зафиксирована на некотором предварительно определенном значении.
Как можно также предположить на основании фиг.4, усилитель давления состоит из двух отдельных секций: впускной секции 18 и рабочей секции 19. Впускная секция 18 содержит первую осевую торцевую поверхность 48 и вторую осевую торцевую поверхность 49. Рабочая секция 19 содержит первую осевую торцевую поверхность 50 и вторую осевую торцевую поверхность 51. В данном случае первая осевая торцевая поверхность 48 впускной секции 18 и первая осевая торцевая поверхность 50 рабочей секции 19 упираются друг в друга. Таким образом, для достижения надлежащего функционирования усилителя 17 давления впускная секция 18 и рабочая секция 19 удерживаются вместе при помощи внешнего усилия, прилагаемого муфтой 10а.
В варианте осуществления, представленном на фиг.5, приведен пример расположения уравновешивающего клапана 26 внутри рабочей секции 19. Уравновешивающий клапан 26 состоит из множества деталей, расположенных в осевом направлении рабочей секции 19. Все эти детали установлены, начиная от первой осевой торцевой поверхности 48 впускной секции 18. Правильное расположение всех деталей обеспечивается путем накрывания впускной секции 18. Таким образом, отсутствует потребность в резьбе внутри рабочей секции 19. После установки впускной секции 18 и рабочей секции 19 нельзя задать уровень давления уравновешивающего клапана 26. Поэтому данная настройка осуществляется при помощи пружин нескольких типов.
Уравновешивающий клапан 26 может обеспечивать втекание всего потока рабочей жидкости из напорного впускного отверстия 20 в выпускное отверстие 22 высокого давления. Он может обеспечивать функцию удержания нагрузки на выпускном отверстии 22 высокого давления. Также он может обеспечивать функцию управляемого снижения давления от выпускного отверстия 22 высокого давления к напорному впускному отверстию 20.
Уравновешивающий клапан 26 содержит три соединительных отверстия: впускное отверстие уравновешивающего клапана, связанное с главным впускным каналом 21; выпускное отверстие уравновешивающего клапана, связанное со вторым каналом 42 высокого давления; и отверстие управления уравновешивающего клапана, связанное с линией 52 управления. Линия 52 управления соединяет уравновешивающий клапан 26 с главным противоточным каналом 24. В направлении от напорного впускного отверстия 20 к выпускному отверстию 22 высокого давления уравновешивающий клапан 26 обеспечивает функцию течения всего потока рабочей жидкости через встроенный обратный клапан. В противоположном направлении уравновешивающий клапан 26 поддерживается в закрытом состоянии вплоть до приложения достаточного давления к линии 52 управления. Уравновешивающий клапан 26 также соединен с обходным каналом 53.
В варианте осуществления, представленном на фиг.6, усилитель 17 давления показан с втулкой 54 поршня низкого давления и втулкой 55 поршня высокого давления. Данные встроенные втулки представляют собой подходящий способ продления срока службы как поршня 33 низкого давления, так и поршня 37 высокого давления. Втулка 54 поршня низкого давления снижает трение между поршнем 33 низкого давления и стенками камеры 32 низкого давления. Втулка 55 поршня высокого давления снижает трение между поршнем 37 высокого давления и стенками камеры 38а высокого давления.
Втулка 54 поршня низкого давления формована во впускной секции 18. Обеспечено управление ее правильным расположением в ходе процесса формования при помощи оправки. Используют механическую обработку втулки 54 поршня низкого давления для получения определенного диаметра после формования.
Втулка 55 поршня высокого давления содержит первый элемент 56 втулки поршня высокого давления и второй элемент 57 втулки поршня высокого давления. Процесс сборки является таким же, как для втулки 54 поршня низкого давления. Однако первый элемент 56 втулки поршня высокого давления и второй элемент 57 втулки поршня высокого давления расположены так, что между ними имеется проем 43. Первый элемент 56 втулки поршня высокого давления может быть короче второго элемента 57 втулки поршня высокого давления.
1. Гидравлический привод (1), содержащий корпус (2) цилиндра, поршень (5) с поршневым штоком (6), расположенные внутри корпуса (2) цилиндра с возможностью перемещения, и усилитель (17) давления, содержащий впускную секцию (18) с напорным впускным отверстием (20), рабочую секцию (19) с выпускным отверстием (22) высокого давления, камеру (32) низкого давления и камеру (38а) высокого давления, отличающийся тем, что гидравлический привод (1) содержит муфту (10а), по меньшей мере частично расположенную внутри поршневого штока (6), усилитель (17) давления неподвижно расположен внутри муфты (10а), а усилитель давления (17) и муфта (10а) образуют вставной усилитель (10) давления.
2. Гидравлический привод по п. 1, отличающийся тем, что муфта (10а) расположена концентрически относительно поршневого штока (6) и фиксирует положение впускной секции (18) относительно положения рабочей секции (19).
3. Гидравлический привод по п. 1 или 2, отличающийся тем, что напорное впускное отверстие (20) и выпускное отверстие (22) высокого давления коаксиально расположены на противоположных осевых концах муфты (10а).
4. Гидравлический привод по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что впускная секция (18) содержит клапан (27) последовательного управления, находящийся в гидравлическом сообщении с напорным впускным отверстием (20) и расположенный в осевом направлении впускной секции (18).
5. Гидравлический привод по п. 4, отличающийся тем, что обеспечено приведение клапана (27) последовательного управления в действие давлением, когда давление в напорном впускном отверстии (20) превышает предварительно заданное значение, при этом обеспечено открытие первого канала (28) управления от напорного впускного отверстия (20) к камере (32) низкого давления.
6. Гидравлический привод по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что рабочая секция (19) содержит уравновешивающий клапан (26), обеспечивающий гидравлическое сообщение между напорным впускным отверстием (20) и выпускным отверстием (22) высокого давления и расположенный в осевом направлении рабочей секции (19).
7. Гидравлический привод по п. 6, отличающийся тем, что уравновешивающий клапан (26) установлен на первой осевой торцевой поверхности (48) впускной секции (18), при этом первая осевая торцевая поверхность (48) впускной секции (18) упирается в первую осевую торцевую поверхность (50) рабочей секции (19).
8. Гидравлический привод по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что камера (32) низкого давления содержит поршень (33) низкого давления и втулку (54) поршня низкого давления, при этом поршень (33) низкого давления выполнен с возможностью перемещения относительно втулки (54) поршня низкого давления.
9. Гидравлический привод по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что камера (38а) высокого давления содержит поршень (37) высокого давления и втулку (55) поршня высокого давления, при этом поршень (37) высокого давления выполнен с возможностью перемещения относительно втулки (55) поршня высокого давления.
10. Гидравлический привод по п. 9, отличающийся тем, что втулка (55) поршня высокого давления содержит проем (43), открывающий второй канал (44) управления, который обеспечивает гидравлическое сообщение между камерой (38а) высокого давления и клапаном (30) управления.
11. Гидравлический привод по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что вставной усилитель (10) давления прикреплен к поршневому штоку (6) таким образом, что поршневой шток (6) и вставной усилитель (10) давления могут перемещаться друг относительно друга.
12. Гидравлический привод по п. 11, отличающийся тем, что вставной усилитель (10) давления содержит внутренний переходник (12), обеспечивающий гидравлическое сообщение между напорным впускным отверстием (20) и впускным отверстием (14) поршня.
13. Гидравлический привод по п. 12, отличающийся тем, что внутренний переходник (12) содержит радиальное уплотнение (13), концентрически фиксирующее внутренний переходник (12) относительно поршневого штока (6).
14. Гидравлический привод по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что вставной усилитель (10) давления прикреплен к корпусу (2) цилиндра таким образом, что поршень (5) может перемещаться относительно вставного усилителя (10) давления.
15. Гидравлический привод по п. 14, отличающийся тем, что напорное впускное отверстие (20) расположено внутри корпуса (2) цилиндра с обеспечением гидравлического сообщения между напорным впускным отверстием (20) и впускным отверстием (14а) корпуса.
