Гидравлический мультивибратор

 

О П И С А Н И Е (ц633009

ИЗОБРЕТЕН И Я

Союз Советских

Соолалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.01.74 (21) 1990833/18-24 (51) М. Кл.з

G 06D 1/02 с присоединением заявки № 2368308/18-24

2369075/18-24 (23) Приоритет

Государственный комитет (53) УДК 621-540 (088.8) (43) Опубликовано 15.11.78. Бюллетень ¹ 42 (45) Дата опубликования описания 15.11.78 по делам изобрегений и открытий (72) Авторы изобретения

С. И. Елизаров и В. Н. Покровский (71) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ МУДЬТИВИБРАТОР

Настоящее изобретение относится к группе золотниковых приборов гидроавтоматики широкого назначения и может использоваться для построения систем гидроавтоматики и в качестве отдельного управляющего устройства, совмещенного с источником (генератором) двухфазного пульсирующего давления, Известны устройства, обеспечивающие 10 формирование гидравлических сигналов, пригодных для работы с отдельными триггерами (1). Недостатком таких устройств является узкая область применения, где средние расходы жидкости небольшие. На- 15 иболее близким техническим решением к данному является гидравлический мультивибратор, содержащий четырехпозиционный золотник с семью кольцевыми полостями, средняя из которых соединена с каналом 20 нагнетания, и две золотниковые пары, каждая из которых состоит из золотника, плунжера и пружины, расположенной между золотником и плунжером в полости, которая соединена через дроссель со сливной коль- 25 цевой полостью золотниковой пары, первая торцовая полость каждой золотниковой пары соединена с первой и через дроссель со второй вспомогательными кольцевыми полостями второй золотниковой пары, напорная полость каждой золотниковой пары подключена к каналу нагнетания (2).

По своей характеристике он пе подходит для многих технологических устройств, где необходима гпдроавтоматика с регулируемой выдержкой длительности тактов, что сужает область ее применения.

Целью изобретения является расширение области применения.

Предложенньш гидравлический мультивибратор отличается тем, что в нем выходная полость первой золотниковой пары связана со второй торцовой полостью второй золотниковой пары и через смежные первую и вторую кольцевые полости четырехпозиционного золотника с третьей кольцевой вспомогательной полостью второй золотниковой пары, а выходная полость второй золотниковой пары связана со второй торцовой и третьей кольцевой вспомогательной полостями первой золотниковой пары. Дополнительным отличием является то, что для создания четырех управляемых режимов работы выходная полость первой золотниковой пары связана со второй торцовой полостью второй золотниковой пары через первую и третью кольцевые полости четырехнозиционпого золотника, а выходная полость второй золотниковой пары связана со второй торцовой и третьей кольце633009

3 вой вспомогательной полостями первой золотниковой пары через четвертую, пятую и шестую кольцевые полости четырехпозиционного золотника, а вторые торцовые полости золотниковых пар связаны с каналом нагнетания через пятую, третью и среднюю полости четырехпозиционного золотника.

Необходимо отметить, что для создания триггерного режима работы с импульсным управлением вместо одного четырехпозиционного золотника можно применять три двухпозиционных управляющих золотника, в которых вторая торцовая полость первой золотниковой пары связана через кольцевые полости первого управляющего золотника с выходной полостью второй золотниковой пары или с каналом нагнетания, вторая торцовая полость второй золотниковой пары связана через кольцевые полости второго управляющего золотника с выходной полостью первой золотниковой пары или с каналом нагнетания, а через смежные кольцевые полости третьего управляющего золотника выходная полость каждой золотниковой пары связана с третьей кольцевой вспомогательной полостью другой пары.

Схемы мультивибратора представлены на чертежах: фиг. 1 — схема мультивибратора с четырехпозиционным управляющим золотником; на фиг. 2 — схема мультивибратора с упрощенным управляющим золотником; на фиг. 3 — схема мультивибратора с управляющими золотниками импульсного действия (на режимах гидравлического триггера).

Мультивибратор (фиг. 1) содержит две золотниковые пары 1 и 2, четырехпозиционный золотник 3, дроссели 4 и 5 (регулируемые) и гидравлические каналы. В золотниковых парах расположены золотники

6 и 7, пружины 8 и 9, плунжеры 10 и 11, ограничители 12 и 13. Канал нагнетания 14 служит для подвода жидкости к устройству, канал 15 является сливным, каналы 16 и 17 — выходные. Во втулках золотников сделаны кольцевые полости, соединенные с каналами. Полости 18, 19 и 20 — напорные (полость 20 является средней полостью золотника 3), 21 и 22 — сливные, 23 и 24— выходные, 25 и 26 — первые, 27 и 28 — вторые и 29 и 30 — третьи вспомогательные полости золотниковых пар, 31, 32, 33, 34, 35 и 36 — полости четырехпозиционного золотника, соответственно первая, вторая, третья, четвертая, пятая и шестая, при этом напорная полость 20 является седьмой (средней) кольцевой полостью четырехпозиционного золотника.

Выходные каналы 16 и 17 соединены соответственно с выходными полостями 23 и

24 и полостями 31 и 34 золотника 3. Полости 25 и 26 соединены соответственно с первыми торцовыми полостями 37 и 38 золотниковых пар и через дроссели 4 и 5 с по5

55 б0

4 лостями 27 и 28, полости 29 и 30 — с полостями 36 и 32, полости 35 и 33 — с вторыми торцовыми полостями 39 и 40 золотниковых пар. Полости пружин 8 и 9 соединены через дроссели 41 и 42 со сливным каналом 15 (для разгрузки защемленных полостей) .

В нейтральном положении управляющего золотника 3 (изображено на фиг. 1) напорная полость 20 соединяется с полостями ЗЗ и 35, в правом положении с полостью 20 соединяется полость 35, а полость ЗЗ соединяется с полостью 31, в первом левом положении с полостью 20 соединяется полость 33, а полость 35 — с полостью 34, во втором левом положении полость 20 заперта, полость 35 соединяется с полостями 34 и 36, полость 33 соединяется с полостями

31 и 32.

На чертеже представлена схема мультивибратора при отсутствии давления жидкости в канале 14.

Устройство работает следующим образом. При нейтральном положении управляющего золотника 3 давление проходит из полости 20 в торцовые полости 39 и 40 и перемещает золотники 6 и 7 влево. Выходные полости 23 и 24 и каналы 16 и 17 соединяются со сливом. Полости 25 и 26 и соответственно торцовые полости 37 и 38 соединяются с напором, плунжеры 10 и 11 перемещаются вправо.

При установке управляющего золотника

3 в правое положение полость 35 остается соединенной с напором, а полость 33 соединяется с полостью 31 и выходным каналом 16, имеющим соединение со сливом. В торцовой полости 40 исчезает давление, золотник 7 под действием пружины 9 перемещается вправо, выходной канал 17 соединяется с каналом нагнетания. Это первое устойчивое положение мультивибратора: канал 16 соединен со сливом, по каналу 17 поступает давление жидкости. Если к выходным каналам мультивибратора присоединен гидропривод, то он получает непрерывное движение (как правило, в сторону обратного хода).

При установке золотника 3 в первое левое положение полость 33 остается соединенной с напором, а полость 35 соединяется с полостью 34 и выходным каналом 17, имеющим соединение со сливом. В торцовой полости 39 исчезает давление, золотник

6 под действием пружины 8 перемещается вправо, выходной канал 16 соединяется с напором. Это второе устойчивое положение мультивибратора: по каналу 16 поступает давление жидкости, канал 17 соединен со сливом. При этом в гидроприводе, при обычном подсоединении, выполняется непрерывный рабочий ход.

При установке золотника 3 во второе левое положение полость 20 запирается, полости 35, 34 и 36 и выходной канал 17 со633009 единяются между собой в одной группе, а полости 33, 31 и 32 и выходной канал 16 соединяются между собой в другой группе.

При таком соединении полостей в управляющем золотнике оказываются соединенными выходной канал 16 первой золотниковой пары с торцовой полостью 40 второй золотниковой пары, а выходной канал 17 второй золотниковой пары — с торцовой полостью 39 первой золотниковой пары.

Это положительные обратные связи. благодаря которым между золотниками 6 и 7 образ ется триггерный принцип действия— золотники не могут находиться одновременно оба в олинаковых положениях, при перемещении одного золотника пет>е>тещается в обратную сторону и другой золотник.

Благоларя аналогичному соединению полостей 25 и 26 соответственно с полостями 38 и 37, образ ется взаимодействие каждого плунжера 10 и 11 с золотником дряз гой пары, но в обратной фазе по сравнению сп взаимодействием золотников межл собой.

При сочетании взаимодействия золотников ме>кд собой с их взаимодействием с плчн>керами 10 и !1 пол чается гснсраторный режим работы устпойства с выдачей по выходным каналам 16 и 17 двухфазного п льсир ющего давления.

Перед переключением управляющего золотника 3 из первого во второе левое по.чожение золотник 6 и п,ч нжер 10 находятся в пт>авом положении, золотник 7 и пл снжер 11 — в левом положении, канал 16 соелинеп с напором, кана.ч 17 — со сливом.

Во втором левом положении зо,чотника 3 лавление из канала 16 прохолит в полость пт> жиньт 9. Под действием давления жидкости и усилия пру жины золотник 7 перемещается вправо, запирает по.чость 26 и переключает выхочную полость 24 — отсоединяет ее от слива и соединяет с напором.

Давление проходит в торцовую полость 39 и перемешает золотник 6 в,чево, полость 25 соелиняется с напором, вьтхочная полость

23 отсоединяется от напора и соединяется со сливом. Давление проходит в топцовую полость 38 и перемещает п,чунжер 11 вправо. Имея давление в полости 39 и соелинение со сливом полости 40. золотники 6 и 7 статтавливатотся в первое с стойчивое по.чожение; зо.чотник 6 — влево, золотник 7— направо. Пччтт>кер 10 пол .чействием пружины перемещается влево, но скорость его нет>емещения замедляется лросселем 5, через который >килкость вытесняется из по.чости

37 на слив.

Когла плт н>кет> 10 ппи перемещении влево откт>ьтвает полость 29. лавление на вы очттойт почости 24 проходит чепез полости

34. 36 и 2ст в по.чость пт> >кинт.т 8. Золотник

6 пгпечетттастся впоаво. соответственно петтехтешатотся зочотник 7 влево и плунжер 10 направо, переключатотся выхолные полости

23 и 24 — золотники 6 и 7 устанавливают-5

1О

65 ся во второе устойчивое положение. Плунжер 11 начинает замедленно перемещаться влево. Да Тса а3сТ повторение циклов— м льтивибратор работает в генераторном режиме, выдавая по каналам 16 и 17 двухфа зное п льсттрт тощее давление.

Генераторньтй режим работы мультивибратора прекращается при чстановке i правляющего золотника в любое из трех его оста IaIIhlx положений.

Длительность времени фаз давления, выдаваемого по каналам 16 и 17, регулттр ется соответственно дт>осселяхти 4 и 5. При .становтсс xti льтивибратора с гидроприволом от соотношения продолжительности сЬаз Лав, ения и слива зависит направление перемещения привода на вибрационном режиме — в сторону рабочего или возвратного хода. При этом на направление перемещения привода нс влияет из какого плавного не>кима (рабочего или возвратного хо,ча) был включен виброрежим.

На гплроприводах высокого лавления (400 — 800 атм), правчяемьтх клапанами, например, на прессах, мультивибратор можно полклточитт. тс гттлравчттческтт с правляемьтм клапанам. что также обеспечит управление гилропрпводом на всех режимах, в том тттслс на виброрежиме.

Если от т.льтттвттбратора потреб ется непрепывная подача жилкости только в одном направлении. например, в баки, реакторы, с последующей работой на виброрежимс, то его т стройство упрощается (см. сЬттг. 2), и одна зо.чотниковая пара может быть счелана меньтпттх размеров. Кольцевые полости 23, 29 и торцовая полость 39 первой зо,чотниковой пары соелинятотся соответственно с полостями 40 и 24 второй золотниковой пары помимо правчятощего зо,чотника 3. в котооом остаются только кольпевые полости 31 и 32, соелттненньте по прежней схеме (фиг. 1). Золотник 3 лелается лвс хпозиционттым и вьтпо.чняет функции и тека вибрационного режима.

В правом положении золотника 3 (фиг.2) пазорвана связь вежд выходной полостью пепвой золотниковой павы и вспомогательной полостью 30 второй золотниковой пары. При подаче давления жидкости золотTIaK 6 перс хтещается влево. а зо тотник 7 остается в исходном положении — MvlbTHвттбоатоо само станавливается в первое устойчивое по,чожение. полость 23 соелинена со сливом, канал 16 MnwcT быть заглушен, по канаai 17 полается жидкость. При установке золотника 3 в,чевое по,чожение м льтнвибратор работает в качестве генератора птльсир ютцего двс хфазттого давления, как описатто вьице, и пто>тсет испо.чт.зоваться как в технологических становтсах (например, моечттьтх, рулообогатттте,чьттт,тх, хтптттческттх), так и в гилроавтоматике в качестве задатошсго,чв .хфазттого генератопа с рег лируемой лчите.чьностыо тактов, фазпруюшего и

633009

10

65 переключающего гидроаппаратуру, цепи гидросистемы.

Дистанционное и программное управление всеми четырьмя режимами работы мультивибратора, а также автоматическое управление по концевым упорам, например, в гидроприводе осуществляется в варианте устройства по фиг. 3. Устройство содержит вместо одного четырехпозиционного управляющего золотника три двухпозиционных золотника 43, 44 и 45 (соответственно первый, второй и третий управляющие золотники). На фиг. 3 кольцевые полости управляющих золотников 43, 44 и 45, функционально аналогичные соответствующим кольцевым полостям четырехпозиционного золотника 3 (фиг. 1), обозначены теми же номерами, как на схеме фиг. 1. При этом, две полости разных золотников, соединенныс с одним каналом и эквивалентные одной полости в четырехпозиционном золотнике, обозначены одним номером, но отличаются индексом « », например, полости 32 и 32 .

В этом варианте, в исходном положении управляющего золотника 45, мультивибратор представляет собой гидравлический триггер, управляемый золотниками 43 и 44 импульсного действия. При подаче давления жидкости золотники б и 7 самоустанавливаются в одно из устойчивых положений триггера, из-за различия гидравлических сопротивлений в каналах, например, золотник 6 — влево, золотник 7 — направо— первое устойчивое положение триггера (мультивибр атор а) .

При кратковременном нажатии на золотник 44 давление жидкости подается в торцовую полость 40, золотник 7 перемещается влево, вслед за тем золотник 6 перемещается вправо, выходной канал 16 соединяется с напором, выходной канал 17— со сливом. После прекращения управляющего воздействия золотник 44 под действием пружины возвращается вправо и соединяет между собой полости 31 и 33, благодаря чему давление в торцовой полости

40. поддерживается давлением из выходного канала 16, золотники 6 и 7 остаются в перекчюченном положении — это второе устойчивое положение.

При одновременном нажатии на два управляющих золотника 43 и 44 ооа переключающих золотника 6 и 7 перемещаются в левое положение, оба выходных канала 16 и 17 соединяются со сливом — это может быть нейтральное положение, или «плавающее» положение гидропривода, например, для установки по грунту ковшей, грейферов землеройных и погрузочных машин.

Перемещением влево золотника 45 включается генераторный режим работы мультивибратора.

Таким образом, в варианте мультивибратора по схеме на фиг. 3 совмещаются функции гидравлического триггера, муль15

8 тивибратора It четырехпозиционного управляющего устройства, например, для гидропривода. При этом, триггерный принцип управления с помощью разделенных золотников 43 и 44 импульсного действия упрощает структуру и уменьшает габариты управляющих устройств, вырабатывающих сигналы управления, непосредственно согласуется с дистанционным, программным управлением и с автоматическим управлением по концевым упорам, Формула изобретения

1. Гидравлический мультивибратор, содержащий четырехпозиционный золотник с семью кольцевыми полостями, средняя из которых соединена с каналом нагнетания, и две золотниковые пары, каждая из которых состоит из золотника, плунжера и пружины, расположенной между золотником и плунжером в полости, которая соединена через дроссель со сливной кольцевой полостью золотниковой пары, первая торцовая полость каждой золотпиковой пары соединена с первой и через дроссель со второй вспомогательными кольцевыми полостями второй золотниковой пары, напорная полость каждой золотниковой пары подключена к каналу нагнетания, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, выходная полость первой золотниковой пары связана со второй торцовой полостью второй золотпиковой пары и через смежные первую и вторую кольцевые полости четырехпозиционного золотника с третьей кольцевой вспомогательной полостью второй золотниковой пары, а выходная полость второй золотниковой пары связана со второй торцовой и третьей кольцевой вспомогательной полостями первой золотниковой пары.

2. Мультивибратор по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью создания четырех управляемых режимов его работы, в нем выходная полость первой золотниковой пары связаны со второй торцовой полостью второй золотниковой пары через первую и третью кольцевые полости четырехпозиционного золотника, а выходная полость ВТороА золотниковой пары связана со второй торцовой и третьей кольцевой вспомогательной полостями первой золотниковой пары через четвертую, пятую и шестую кольцевые полости четырехпозиционного золотника, а вторые торцовые полости золотниковых пар связана с каналом нагнетания чере3 пятую, третью и среднюю полости четырехпозиционного золотника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. В. Т. Темный «Основы гидроавтоматики», «Наука», 1972, с. 173 — 174.

2. Авторское свидетел.:ство СССР

М 257146, G 06Р 1/00, 1967 (прототип).

633009

57

Фиг д

Составитель О. Гудкова

Редактор Д. Зубов Техред С. Антипенко Корректор Е. Хмелева

Заказ 2475/6 Изд. Мз 761 Тираж 799 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д, 415

Типография, пр. Сапунова, 2