Гидравлическое импульсное управляющее устройство

 

Союз Советских

Социалистииеских

Реслублик

О П И С А Н И Е п1 690467

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.10.76 (21) 2408242/18-24 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (51) М. Кл. -

G 06 D 1 00

G 05 В 11!60

Государстееииый коиктет

СССР

fi0 делам изооретеиий и открытий (53) УДК 621-525 (088.8) Опубликовано 05.10.79. Бюллетень ¹37

Дата опубликования описания 15.10.79 (72) Авторы изобретения

С. И. Елизаров и В. Н. Покровский ( ( (71) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ И.ЧПУ, 1ЬС1-101 .

УПРАВ ЧЯ(ОЦ(ЕЕ УСТРОЛСТВО

Изобретение относится к группе золотниковых приборов широкого назначения. Гидравлическое импульсное управляющее устройство может использоваться для построения систем гидроавтоматики и в качестве отдельного управляющего устройства с различными способами импульсного переключения: по концевым упорам, внешними управляющими сигналами, по уровню давления в одну сторону, по выдержке времени в другую сторону. При установке малой выдержки времени обратного хода самопереключение устройства по уровню давления в одну сторону и по выдержке времени в другую сторону переводит систему (например, гидропривод) на вибрационный режим работы.

Известны устройства, переключаемые внешними импульсами давления (1).

Недостатком таких устройств является узкая область применения, обусловленная только одним способом переключения— внешними импульсами давления.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является гидравлическое импульсное управляющее устройство (2), содержагцее два переключающих золотника с пружинами, второй из которых выполнен дифференциальным, и управля1ощий золотник. Полости золотников подключены к наII()ðIIому каналу и каналу слива.

Однако такое устройство не может быть !!pIIiIcIIcI!o в технологических устройствах, где необходима гпдроавтоматика с большей гибкостью управления, в том числе с самоперсключениемl Ilа впорационный режим.

Целью изобретения является расширение области применения устройства. .=)та цель достигается тем, что в предложенном устройстве напорный канал соеlII!IcIl с крайней со стороны пружины lloлостью первого переключающего золотника, средняя полость которого соединена с полостью пружины второго переключающего золотника. Выходная полость большего диаметра второго переключающего золотника соединена с одним из выходных каналов, а вторая выходная полость большего диаметра второго переключающего золотника и дру20 гая крайняя полость первого переключающего золотника подключены к каналу слива.

Выходная полость меньшего диаметра второго переключающего золотника соединена

690467 рого СО«,ц!1!сна с и(!Иульсным каналом управ- 30 . I (I I I I и . (TB(1 с дополнительным плунжером и импульсныч управ. IIHoLILII I входом для создания третьего, нейтрального положения; на фиг. 4— с> мя VHP3 3 IHfoflLH и и золотник(1ми для двухиозиционного автомало ти 1«ского и ручного управления гидроприво50 и

О;IHoil из полостей управляюшегo золотниl.3, другая полость которого подключена к торцовой полости первого переключа;оц(с го золотника. Кроме того, для запирания перВОГО ВЫХОДНОГО Капа,13 В О,j!10»1 ИЗ \ СТОЙЧИBI>Ix IIo,1o)f<«HHIf устройства в нем во Второ)1

1(срск IIo l31011lpx! золот!1икс со стороны торHOBOH НОЛОСТИ ()O,!Bill(.ГО .Lil;li!(Т()3, СОС>ДИНЕH11ОЙ С H3 II OP il>l Ч I<3 На, 1() Ч, i (. T3 HOB. IC H ВСПО1OI 3ÒP. I hil hi É ЗОЛОТИ И 1< С ll pi"ж И HOII И дВ\ чя ко.(ьпевычи полостями, ()д)!а из к<ггорых нодклк)чена к сред!1си H<).1О«TH i«ðâoãî переключающего золоти!)ка, а другая — к другому выходному каналу устройства. Полость пружины вспомогательного золотника соединеH3 с одним из Выходных каналов устройства. В золотниковой втулке второго перекл)очаюшего золотника со стороны тор1(оьой !1олости большего диаметра выполнены дополнительные кольцевые полости, одна из которых соединена с напорным каналом, f! др), I LIH -- с полостью пружины в орого!!ерскл)очаюшего золотника и другим выход-!!ым кана ioii, и установлен плунжер = rfpyжиной, B котором выш)лнены соединенные друг с другом осевое и радиальное отверстия. Осевое отверстие подключено к -орцоВой полости больп!егo д«аметра второго переключаю)ц(чо золотника, а радиальные отВерстия -- к другой дополнительной кольIL(Вой полости Второго перекл)очаюшего 30ioTilil f

«X« ««< TPOiICTB3 чогателш!ым золотником для запирания одногО выходного канала во Втором устойчиВом 1!Ог!Ожсн)!и; на фиг. 3 — схема устрой,Los!; на фиг. 5 -- схема устройства (по фиг.3) с двумя у1!равляю!цими золотниками и 30лотником выдержки времени для расшире-!

1ия функций трехнозиционного управления !

I BL>III0.1llpíèÿ вибрационного режима.

Основная переключающая часть устрой«тва (сч. фиг. 1) содержит два переключаю1цих золотника 1 и 2 с пружинами 3 и 4, управляющий золотник 5, напорный канал 6, канал слива 7, выходные 8 и 9 и управляющие 10 и 1 каналы.

Переключающий золотник 1 выполнен с двумя головками одинакового диаметра, дифференциальный переключающий золотник 2 выполнен с двумя головками разного диаметра. В золотниковых втулках выполнены напорные 12 и 13, сливные 14 и 15, ro

15 го и

4 средняя 16, выходные 17 и !8 и вспомо"ательные 19 и 20 полости.

Средняя полость 16 золотника 1 соединена с выходным каналом 8 и с торцовой полость)о 21 золотника 2, в которой расположена пружина 4. Торцовая полость 22 золотника 2 соединена с напорным каналом 6, выходная полость 17 — с выходным каналом 9. Полость 18 соединена с каналом 23, с полостью 20 золотника 5, а no;IocTb 19 с помощью канала 24 соединена с торцовой полостью 25 золотника 1. Управляющие каналы 10 и 11 подсоединены соответственно к торцовой полости 26 золотника 5 и к торцовой полости 27 золотника 1, в которой расположена пружина 3.

В устройстве, показанном на фиг. 2, в золотниковой втулке золотника 2 в удлиненной торцовой полости большего диаметра дополнительно установлен вспомогательнь>Й золотник 28 с пружиной 29 и выполнены две кольцевые полости 30 и 31. Полость

30 соединена со средней полостью 16 золотника 1, полость 31 — с выходным каналом 8, а полость пружины 29 — с выходным каналом 9.

Устройство, показанное на фиг. 2, содержит управляющий золотник 32, золотник 1 выполнен со штоком, а золотник 5 отсутствует. При этом канал 23 соединен с полостью 25 золотника 1 (помимо золотника 5).

В устройстве, показанном на фиг. 3, в золотниковой втулке золотника 2 в удлиненной торцовой полости большего диаметра дополнительно установлен вспомогательный плунжер 33 с пружиной 34 и выполнены две кольцевые полости 35 и 36. Полость 35 соединена с напорным каналом 6, полость 36— с выходным каналом 9. В плунжере 33 выполнены осевое и радиальное отверстия, соединенные друг с другом. Осевое отверстие сообщается с торцовой полостью 22, радиальные отверстия подключаются к полости 36 в исходном положении плунжера.

Полость пружины 34 соединена с импульсным управляющим каналом 37.

В качестве управляю(цего золотника в устройстве. показанном на фиг. 3, применен трехпозиционный золотник 38, с помощью которого за счет соединения канала 24 и соответственно торцовой полости 25 золотника

1 или с напорным каналом или с каналом слива обеспечивается управление двумя устойчивыми положениями устройства по одному управляющему каналу.

В предложенном устройстве (во всех вариантах) золотник 2 является чувствительным органом по дав.1ению рабочей жидкости. При на.чичии давления жидкости в обоих торцовых полостях (21 и 22) золотник 2 при нормальном рабочем давлении удерживается в правом положении. Усилие пружины 4 рассчитывают по верхнему уровню дав690467

so

SS э ления жидкости на разность усилий, создаваемых давлением жидкости на торцы золотника. Регулировкой натяжения пружины изменяют уровень давления, при котором золотник 2 срабатывает (перемешается влево), когда усилие от давления жидкости на правый торец сравнивается с суммарным усилием на левый торец, создаваемым давлением и усилием пружины 4 и начинает превышать его.

Рабочие режимы золотника 2 и данного устройства соответственно ограничены его верхним уровнем срабатывания при .действии давления жидкости на оба торца и нижним уровнем его работоспособности, когда давление жидкости при действии только на правый торец не может преодолеть усилия одной пружины 4 без давления жидкости в ее полости.

Изменение внешних условий и состояния рабочей среды (температуры, вязкости, расхода жидкости) в данном устройстве, как и в других гидроприборах импульсного действия, работающих по триггерному принципу, на точность срабатывания по уровню давления не влияет.

Между золотниками 1 и 2 выполнены положительные обратные связи: от золотника 1 к золотнику 2 путем соединения полости !6 золотника с торцовой полостью

21 золотника 2, от золотника 2 к золотнику 1 путем соединения полости 18 золотника 2 с торцовой полостью 25 золотника 1.

Благодаря положительным обратным связям золотники 1 и 2 при наличии давления )KH;IKocTH не могут находиться в одинаковых положениях и расположены один в правом положении, другой в левом. При переключении одного золотника другой золотник переключается в обратную сторону.

Начавшееся переключение устройства, если переключаемый золотник переходит в свое среднее положение, доводится до конца с помощью положительной обратной связи даже при исчезновении уровня давления или управляющего импульса давления, по которому началось переключение. В этом случае другой золотник переключается от первого и, в свою очередь, способствует переключению первого золотника до конца.

В целом из двух золотников 1 и 2 с помощью положительных обратных связей создается единое функциональное звено (устройство) с импульсным переключением.

На чертежах устройство показано в исходном положении при отсутствии давления жидкости в системе.

При подаче жидкости под давлением в двухпозиционном устройстве (см. фиг. 1, 2 и 4) золотник 2 под действием давления в полости 22 перемешается влево, золотник 1 остается в правом положении,и в устройстве са моуста на вливается предохранительное, нерабочее положение обратного хода (втоS

1Ю

tS

zo

zs зо

45 б рое устойчивое положение). В трехпозиционном устройстве (см. фиг. 1 и 5) при подаче жидкости под давлением все золотники остаются B исходном нейтральном положении (третье устойчивое положение).

В рабочее (первое устойчивое положение) устройство переключается импульсом давления по управляющему каналу (фиг. ) непосредственным перемещением влево золотника 1 (фиг. 2) или перемещением влево золотника 38 (фиг. 3). Под дсйствп.м давления в полости 25 золотник 1 перемещается влево, полость 16 соединяется с напором, давление проходит в выходной канал 8 и в торцовую полость 2! золотника 2. Под действием давления жи1кости и усилия пружины

4 золотник 2 персмсlllàåòñÿ вправо. выходная полость 18 соединяется с напором. а полость 17 и выходной канал 9 -- со сливом. При этом подача управляющего воздействия должна быть прекращена. золотник 5 илп 38 возврагцается в исходное положение и соединяет полость 18 золотника

2 с торцовой полостью 25 золотника 1. Далее золотник удерживается в левом положении давлением жидкости в полости 25, а золотник 2 — в правом положении давлением жидкости в полости 21 и усилием пружины 4 (первое устойчивое положение устройства) . Пока давление жидкости находится в пределах рабочего диапазона, первое устойчивое положение устройства сохраняется.

При возрастании давления, когда уси,ше от давления жидкости на правый торец золотника 2 начинает превышать суммарное усилие от пружины 4 и давления жидкости на левый торец, золотник 2 перемещается влево, полость 17 и выходной канал 9 соединяются с напорным каналом, а полость

18 — с каналом слива. Под воздействием пружины 3 золотник 1 перемещается вправо, полость 16, выходной канал 8 и торцовая полость 21 золотника 2 соединяются с каналом слива. (алсе золотник 2 удерживается в левом положении давлением в его торцовой полости 22, а золотник 1 — в правом положен и и.

Из второго устойчивого положения устройство переключается в первое положение только внешним управляющим воздействием, как описано выше.

Из первого во второе положение (кроме автоматического переключения по верхнему уровню давления) устройство переключается также импульсом давления, подаваемым в полость 27 по каналу 11 от гидроспстемы (см. фиг. ), или от золотника 32 (см. фиг. 2), или путем соединения полости 25 с каналом слива при перемещении вправо плунжера

33 (см. фиг. 3). После перемещения золотника 1 вправо золотник 2 переме1цается влево.

В устройстве, показанном на фиг. 2, при переключении во второе положение давление

690467

10 формула изобретения

9 дросселем 44 регулируется длина обратного хода применительно к конкретной работе.

При коротком обратном ходе создается вибрационный режим работы. В последнем случае переключение на длительный полный

oApBTHbIH ход должно Вь3полняться 3010тником 38. Гидрораспределитель необходим

S только для остановки привода в любом положении с запертыми каналами. Если допускается остановка гидропривода только в крайних положениях и нейтральном положении с каналами, соединенными с каналом слива, то гидрораспределитель не требуется и в качестве распределителя работает само управляюгцее устройство (золотники

1 и 2, выходные каналы 8 и 9).

Устройства для трехпозиционного управления (фиг. 3 и 5) обладают широкими функциональными возможностями и гибкостью управления ручного, от упоров, дистанционного, программного, по уровню давления и выдержке времени. При этом устройство может также работать в вибрационном i!I режиме с автоматическим включением виброрежима по уровню давления (максимальному усилию), что может послужить основой для создания новых рабочих органов и техно логических процессов.

1. Гидравлическое импульсное управляющее устройство, содержащее два переключающих золотника с пружинами, второй из которых выполнен дифференциальны»l, и управляющий золотник, полости которых подключены к напорному каналу и каналу слива, отличаюи(ееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, в нем на- ss порный канал соединен с крайней со стороны пружины полостью первого переключающего золотника, средняя полость которого соединена с полостью пружины второго переключающего золотника, выходная полость большего диаметра второго переключающего золотника соединена с одним из в

ыходных каналов, а вторая BblxolHBB Нолость большего диаметра второго переклloчающего золотника и другая крайняя полость первого перекл)очаю(пего золотника подключены к каналу слива, выходная полость меньшего диаметра второго переключающего золоiHHHà соединена с одной из полостей 3иравляюшего золотника, другая полость которого подключе(га к торцовой полости первого переключа(0!пего золотника.

2. Устройство H() и. 1, от.)инаю(цее(» тем. что во втором переключающем золотнике со стороны торцовой полости большего диаметра, соединенной с напорным каналом. установлен вспомогательный золотник с пружиной и двумя кольцевыми полостямп, одна из которых подключена к средней полости первого переключающего золотника, а другая -- к другому I3bixoдному каналу устройства, причем полость пр жины вспомогательного золотника соединена с

o (HIIxl из выхо(ц(ых каналов устройства.

3. Устройство но и. 1. оТ.)ичаюи(ее(я Texi, что в золотниковой втулке второго переключающего золотника со стороны торцовой полости б01ь((!его диаметра выгн)лиепы 1îпо1HIITc,1bíi.iñ кольпсвыс полости, о;ц(а нз

IxOTOpI>I соед3! H(Hil (. H3HOpHым .ДНа, !013, а

Др) !.ая — с IIO.10(Tbl0 Hpi?IxHHbl BTOpOI 0 H(реключающего золотника и другим выходHblxl каналом, и уста)3овлен плунжер с 11p;:жинкой, в котором выполнены соедипеш(ые друг 0 другo)! Оссвос и радиальные отверстия, причем осевое отверстие подключено к T()p!IOIIOII полости большего диаметра второго псрск;»0«aioH(ego золотника, а радиальные отверстия — к другой дополнительной кольцевой полости второго переключающего золотника, полость пружины плунжера которого соединена с импульсным каналом управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР № 249755, кл. G 06 D 1/00, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР № 359635, кл. G 05 В II/60, 1970.

rn

690467 г7-Ыиг <Состав и тел ь Г. Хохлов

Техред О. Луговая Корректор Н. Стен

Тираж 780 Подписное

Редактор Л. Утехина

Заказ 5066)45

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П ПП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4