Насосно-аккумуляторный привод

 

(72) Авторы изобретения

В.И. Пындак, В.Л. Строков и Ю.П. Тепляков (73) Заявитель (4) НАСОСНО-АККУМУЛЯТОРНЫЙ ПРИВОД

Изобретение относится к области гидравлического привода, а конкретно к насосно-аккумуляторному приводу силовых цилиндров, и может быть исполь зовано в составе грузоподъемных средств.

Известен насосно-аккумуляторный привод преимущественно для силовых цилиндров грузоподъемных средств, содержащий насос, соединенный гидролинией с пневмогидроаккумулятором через обратный клапан,. гидрораспределитель с ручным управлением, предохранительный клапан, фильтр и бак с рабочей жидкостью )1) .

Недостатком указанного привода является то, что рассматриваемый привод независимо от нагрузки на штоке цилиндра обеспечивает принудительное опускание штока за счет сое20 динения распределителем штоковой полости цилиндра с аккумулятором, а поршневой полости - со сливной магистралью. При такой схеме привода к

2 усилию на штоке от нагрузки прибавллется усилие от давления жидкости в штоковой полости, что ведет к необходимости обеспечения подпора жидкости в поршневой полости цилиндра и, следовательно, к непроизводительным затратам энергии аккумулятора, особенно при больших загрузках штока цилиндра, Цель изобретения — увеличение

КПД и улучшение динамических характеристик.

Указанная цель достигается тем, что. привод дополнительно снабжен вторым пневмогкдроаккумулятором и устройством автоматического регулирования режимом работы привода, которое соединено с силовым цилиндром с дополнительным-пневмогидроаккумулятором и с гидрораспределителем, с которым через.кинематическую связь имеет общее ручное уйравление.

Устройство автоматического регулирования режимом работы привода

885637 выполнено в виде корпуса с расположенными в нем, подпружиненными с обоих торцов каждый, распределительным и измерительным золотниками, полости которых системой каналов в корпусе соединены между собой, причем распределительный золотник сообщен с дополнительным пневмогидроаккумулятором и с полостями гидрораспределителя и снабжен поводком, взаимодей-. ствующим с ручным управлением последнего, а полости измерительного золотника соединены с полостями силового цилиндра, при этом одна из его торцовых полостей соединена через дроссель с поршневой полостью силового цилиндра, а другая - с дополнительным пневмогидроаккумулятором.

На фиг.l представлена,гидравлическая схема привода; на фиг.2устройство автоматического регулирования режимом работы привода, общий вид; на фиг.3 - сечение А-А.на фиг.2; на фиг.4 -. сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.2; на фиг.6 - сечение Г-Г на фиг.2; на фиг.7 - сечение Д-Д на фиг.Z; на фиг.8 - узел I на фиг.2;на фиг.9 положение золотников устройства автоматического регулирования при подъеме тяжелонагруженного штока; на фиг.10 - то же; при подъеме малонагруженного штока; на фиг.11 - то же, при опускании тяжелонагруженного штока; на фиг.12 - то IIIe, при опускании малонагруженного штока.

Насосно-аккумуляторный привод преимущественно для силовых цилиндров 1 грузоподъемных средств, содержит насос 2, соединенный гидролинией 3 с пневмогидроаккумулятором 4 через обратный клапан 5, гидрораспределитель 6 с ручным управлением 7, предохранительный клапан 8, фильтр 9 и бак l0 с рабочей жидкостью.

Привод дополнительно снабжен. вторым пневмогидроаккумулятором 11 и устройством 12 автоматического регулирования режимом работы. привода, которое соединено с-силовым цилинд.ром 1, с дополнительным пневмогидроаккумулятором 11 и с гидрораспределителем 6, с которым через нине-. матическуа.связь, выполненную в виде поводка 13, имеет общее ручное управление 7.

Устройство 12 автоматического регулирования режимом работы привода выполнено в виде корпуса 14 с рас5

zo положенными в нем, подпружиненными с обоих торцов каждый, распределительным 15 и измерительным 16 золотниками, торцовые полости 17-20 которых системой каналов 21-34 в корпусе 14 соединены между собой, причем распределительный золотник 15 соо6щен с дополнительным пневмогидроаккумулятором 11 и с полостями 35-37 гидрораспределителя 6 и снабжен поводком 13, взаимодействующим ручным управлением 7 последнего, а полостй 19 и 20 измерительного золотника 16 соединены с полостями 38 и 39 силового цилиндра 1, при этом одна из его торцовых полостей 19 соединена через дроссель 40 с поршневой полостью 38 силового цилиндра 1, а другая полость 20 — с дополнитель,ным пневмогидроаккумулятором 11.

Каждый золотник и распределительный 15, и измерительный 16 расположены во втулках 41 и 42 соответственно.

На торцы измерительного золотника 16 действуют пружины 43 и 44.

Насосно-аккумуляторный привод работает следующим образом.

В исходном положении рукоятка 7 управления распределителя 6 и распределительный золотник 15 автоматического устройства 12 находятся в нейтральных положениях (на фиг. 1 и 2) . В этом случае все каналы золотников 15 и 16, соединяющие полости гидроцилиндра 1 с полостью 36 распределителя 6 и дополнительным аккумулятором 11; перекрыты, а. полости цилиндра 1 заперты.

Положение измерительного золотника 16 во втулке 42 определяется со о. вокупностью усилий пружин 43 и 44, усилий от давлений масла в аккумуляторе 11 на правый торец и в поршневой полости 38 цилиндра 1 на левый торец золотника 16.. Если нагрузка на штоке составляет менее 607. номинальной, а дополнительный аккумулятор 11 заряжен, то под действием его давления в торцовой полости 19 золотник 16 смещается влево таким образом, что первый слева его поясок перекрывает канал 29. Если же нагрузка на штоке цилиндра 1 составляет более 603, номинальной (или любая, нагрузка на штоке, но аккумулятор ll не заряжен), то под действием давления в торцовой полости 19 большего, чем в полости 20, золотник 16 смещается вправо таким образом, что первый слева поя85637

15 зе

35 ао

4$

$o

5 8 сок золотника 16 не перекрывает канал 29 (фиг. 2 и 5).

Подъем штока цилиндра 1 осуществляется переводом рукоятки 7 управления из нейтрального положения в крайнее правое, в которое перемещается золотник распределителя 6 и золотник

15 (фиг.1, 9, 101 . При этом основной аккумулятор 4 соединяется с каналом

21 устройства 12 (фиг.2, 9) .

Если шток цилиндра 1 сильно нагружен, то давление масла от аккумулятора 4 через отверстия канала 21 передается в полость 19, в результате чего золотник 16 перемещается в крайнее правое положение (фиг.9) . Иежпояс ковая полость золотника 16 соединяет каналы 28 и 25, масло от пневмогидроаккумулятора 4 начинает поступать в поршневую полость 38 цилиндра 1. Одновременно масло из штоковой полости 39 цилиндра 1 через канал 26 поступает в межпоясковую полость золотника 15. Канал 25 и распределитель 6 вытесняется в сливную магистраль гидросистемы. Т.е. шток цилиндра 1 выдвигается от основного аккумулятора 4. Дополнительный аккумулятор 11 в это время отсечен от гидроцилиндра поясками золотников 15 и 16.

Вследствие инерционности золотника 16, пружин 43 и 44, а также противодействия давления масла в полости 20 от аккумулятора 11, после вклю.чения распределителя 6 золотник 16 в правое положение перемещается плавно, обеспечивая плавные соединения каналов 28 и 25, нарастание давления в цилиндре 1 и разгон его штока, а следовательно, и хорошую динамику привода при разгоне на выдвижение тяжелонагруженного штока.

Дроссель 40 обеспечивает в полости 19 повышенное давление,по сравнению с давлением в поршневой полости 38 цилиндра ":, благодаря чему во время выдвижения штока золотник

16 все время находится в крайнем правом положении 1 а также исключает передачу колебаний давления в поршневой полости 38 цилиндра 1 в полость 19, т.е. предотвращает колебания золотника 16 в периоды разгона штока.

Если UJl Îê цилинд-„а мало нагружен,а аккумулятор 11 заряжен, то золотник 16 находится в крайнем левом положении (фиг.10) . В этом случае

4 все каналы, соединяющие основной аккумулятор 4 с полостями цилиндра 1, перекрыты поясками золотников 15 и

16. Дополнительный аккумулятор 11 через канал 23,.межпоясковую полость золотника 15, каналы 34 и 33, межпоясковую полость золотника 16 и канал

25 соединяется с поршневой полостью

38 цилиндра 1, а штоковая. полость 39 через канал 26, межпоясковую полость золотника 15, канал 22 и распределитель 6 соединяется со сливной магистралью гидросистемы. Шток цилинд- ра 1 поднимается вверх за счет энергии дополнительного аккумулятора 11, рекуперированной в нем ранее.

Энергия от: основного аккумулятора

4 в это время .не расходуется, а сам он подзаряжается от насоса 2.

В случае, если при подъеме малонагруженного штока происходит полная разрядка аккумулятора 11, то давление в полости 20 падает и золотник 16 под действием усилия пружины 43 смещается вправо, полость 19 соединяется с основным аккумулятором

4, что приводит к окончательному перемещению золатника 16 в крайнееправое. положение, вследствие чего поршневая полость цилиндра l соединяется с аккумулятором 4, от которого продолжается выдвижение штока цилиндра 1.

Если при подъеме штока цилиндра 1 нагрузка на нем скачкообразно меняется от нагрузки холостого хода до номинальной, что часто имеет место, например в стрелоподъемных механизмах погрузчиков в момент полного выбора слабины канатов, то до выбора слабины канатов выдвижение штока цилиндра 1 данным приводом осуществляется от дополнительного аккумулятора 11. В момент полного выбора слабины канатов давленре в поршневой полости 38 цилиндра 1 возрастает вначале до давления в дополнительном аккумуляторе 11, вследствие чего золотник 16 перемещается вправо и дальнейшее движение штока цилиндра 1 происходит от основного аккумулятора 4. Такое плавное двуступенчатое изменение давления. жидкости в поршневой полости 38 цилиндра 1(от давления .-.олостого хода до давления в дополнительном аккумуляторе 11 и от давления в этом аккумуляторе до давления в цилиндре 1 от статической

885637

1О

Формула изобретения эо

Э5

4О

55 нагрузки) обеспечивает плавный разгон штока при его подъеме и не вызывает резкие "всплески" давления в гидросистеме привода.

Опускание штока цилиндра 1 осуществляется переводом рукоятки 7 управления из нейтрального положения в крайнее левое. При этом золотник 16 гидрораспределителя 6 и золотник 15 также перемещаются в крайнее левое положение (фиг.l, 11 и 12), а аккумулятор 4 соединяется с каналом 22 устройства 12 (фиг.2) .

Если шток цилиндра 1 сильно нагружен, то золотник 16 находится в правом положении, а отверстия в устройстве 12, соединяющие штоковую полость

39 цилиндра 1 с аккумулятором 4, перекрыты золотниками 15 и 16 (фиг. ll} и этот аккумулятор выключен из работы. Аккумулятор 11 через канал 23, межпоясковую полость золотника 15, каналы 30, 28, межпоясковую полость золотника 16 и канал 25 сообщается с поршневой полостью 38 цилиндра а через канал 23, межпоясковую полость золотника 15, канал 32,межпоясковую полость золотника 16 и канал 26 соединяется со штоковой полостью 39 цилиндра 1. Т.е. обе полости цилиндра 1 замыкаются на дополнительный аккумулятор 11. flop действием нагрузки на штоке цилиндра 1 масло из поршневой полости 38 цилиндра 1 перетекает в аккумулятор 11, заряжая его, и в штоковую полость 39 цилиндра 1. Так как в силовых цилиндрах площадь поршневой полости намного больше площади штоковой полости, то большая часть масла из пор шневой полости 38 перетекает в аккумулятор 11. Аккумулятор 11 в этом случае обеспечивает подпор жидкости в поршневой полости 38 цилиндра 1, что определяет плавный спуск штока при больших его загрузках. При этом насос 2 работает на аккумулятор 4, подзаряжая его.

При мало нагруженном штоке цилиндра 1, когда давление в аккумуляторе 11 больше давления в поршневой. полости 38 цилиндра 1, золотник 16 находится в левом положении (фиг.12) .

Отверстия, соединяющие аккумулятор 11 со штоковой полостью 38 цилиндра 1 перекрыты золотниками 15 и 16, а аккумулятор 4 через канал 22, межпоясковую полость золотника 15, канал 31, межпоясковую полость золотника 16, канал 26 соединяется со штоковой по лостью 39. цилиндра 1. Поршневая полость 38 цилиндра 1 через канал 26 межпоясковую полость золотника 16, канал 33, межпоясковую полость золотника 15, канал 21 и гидрораспределитель 6 соединяется со сливной магистралью системы. Т.е. опускание штока цилиндра 1 осуществляется в принудительном режиме, что однако, не определяет резкую. динамику гидросистемы ввиду малой ее загрузки.

Ввиду того, что при опускании тяжелонагруженного штока цилиндра 1 и при подъеме малонагруженного штока основной аккумулятор 4 в работе не участвует, то время его работы в общем цикле работы существенно сокращается, а время íà его подзарядку от насоса 2 соответственно увеличивается. Поэтому мощности насоса

2 и приводного двигателя (не показан) в данном приводе можно значительно снизить за счет применения насосов малой производительности.

1. Насосно-аккумуляторный привод преимущественно для силовых цилиндров грузоподъемных средств, содержащий насос„соединенный гидролинией с пневмогидроаккумулятором через обратный клапан,гидрораспределитель с ручным управлением, предохранительный клапан, фильтр и бак с рабочей жидкостью, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения КПД и улучшения динамических характеристик, привод дополнительно

1 снабжен вторым пневмогидроаккумулятором и устройством автоматичеекого регулирования режимом работы привода, которое соединено с силовым цилиндром, с дополнительным пневмогидроаккумулятором и с гидрораспределителем, с которым через кинематическую связь имеет общее ручное управление.

2. Привод по п.l, о т л и ч а ю шийся тем, что устройство автоматического регулирования режимом работы привода выполнено в виде корпуса с расположенными в нем, подпружиненными с обоих торцов каждый, распределительным и измерительным золотниками, полости которых системой каналов в корпусе соединены между собой, причем распределительный золотник сообщен с дополнительным пневмогидроаккумулятором и с полостями гидрораспределителя и снабжен поводком, взаимодействующим с ручным управлением последнего, а полости измерительного золотника соединены с полостями силового цилиндра, при этом одна из его торцовых полостей

885637 10 соединена через дроссель с поршневой полостью. силового цилиндра, а другая — с дополнительным пневмогидроаккумулятором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Machiïå Des|adï". США, 1970, September, р. 15.

885637

Составитель А. Теверовский

Редактор М. Ткач Техред H. Майорош Корректор В. Синицкая

Заказ 10498/52 Тираж 752 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород," ул.Проектная,. 4