ДВУХСТОРОННИЙ ГИДРОЗАМОК Российский патент 1994 года по МПК F15B13/01 F15B15/26 

Изобретение относится к объемному гидроприводу, а именно к устройствам, предназначенным для исключения движения рабочей жидкости при отсутствии управляющего сигнала, и может быть использовано в гидроприводах всевозможного назначения, к корторым предъявляется требование обеспечения надежной фиксации выходного звена гидродвигателя (например, в гидроприводах рабочего оборудования подъемно-транспортных и строительно-дорожных машин).

Известен двусторонний гидрозамок, содержащий корпус и установленные в его центральной осевой расточке со стороны торцов, противоположно направленные обратные клапаны с седлами и подпружиненными запорно-регулирующими элементами, пружинные полости которых предназначены для общения с рабочими полостями гидродвигателя, и управляющий обратными клапанами, подпружиненный относительно корпуса центральный элемент с двумя толкателями, образующий в совокупности с каждым из обратных клапанов управляющую полость для соединения с гидрораспределителем [1] .

Недостатком этого гидрозамка является невысокая точность установки его центрального элемента в среднее (нейтральное) положение при отсутствии управляющего сигнала вследствие имеющегося всегда различия характеристик пружин, с которыми взаимодействует центральный элемент. Причем в процессе эксплуатации указанное различие характеристик пружин усиливается из-за температурных деформаций пружин. В результате гидрозамок не обеспечивает надежного запирания рабочей жидкости в полостях гидродвигателя, которые сообщены с пружинными полостями обратных клапанов гидрозамка. Если же для устранения отмеченного нежелательного явления изготавливать гидрозамок с повышенными зазорами между толкателями центрального элемента и запорно-регулирующими элементами обратных клапанов, то снижается чувствительность гидрозамка по отношению к входному управляющему сигналу.

Наиболее близким к предлагаемому является двусторонний гидрозамок, содержащий корпус, выполненный с центральной осевой расточкой, каналами подвода-отвода рабочей жидкости и рабочими каналами, установленные в центральной осевой расточке корпуса со стороны торцов, противоположно направленные обратные клапаны с седлами и подпружиненными запорно-регулирующими элементами, которые размещены в полостях, сообщенных с рабочими каналами, установленный в осевой расточке корпуса и подпружиненный относительно него центральный управляющий элемент, размещенный в корпусе с образованием двух полостей управления, сообщенных с каналами подвода-отвода рабочей жидкости и через запорно-регулирующие элементы обратных клапанов с полостями, сообщенными с рабочими каналами, и толкатели, установленные в полостях управления корпуса с возможностью взаимодействия с центральным управляющим элементом и запорно-регулирующими элементами обратных клапанов [2] .

Недостатком этого замка является ограничение области его применения в гидроприводах, работающих с попутной нагрузкой на выходном звене гидродвигателя, приводами, в которых в гидролинии между гидрозамком и гидробаком отсутствуют дросселирующие элементы. Это связано с тем, что при наличии в гидролинии между гидрозамком и гидробаком дросселирующего устройства и нагружении выходного звена гидродвигателя попутной нагрузкой известный гидрозамок может служить причиной неравномерного (неустойчивого) движения выходного звена гидродвигателя.

Целью изобретения является расширение области применения двустороннего гидрозамка путем исключения влияния давления жидкости в сливной управляющей полости гидрозамка на его работу.

Для этого в двустороннем гидрозамке, содержащем корпус, выполненный с центральной осевой расточкой, каналами подвода-отвода рабочей жидкости и рабочими каналами, установленные в центральной осевой расточке корпуса со стороны торцов, противоположно направленные обратные клапаны с седлами и подпружиненными запорно-регулирующими элементами, которые размещены в полостях, сообщенных с рабочими каналами, установленный в осевой расточке корпуса и подпружиненный относительно него центральный управляющий элемент, размещенный в корпусе с образованием двух полостей управления, сообщенгных с каналами подвода-отвода рабочей жидкости и через запорно-регулирующие элементы обратных клапанов с полостями, сообщенными с рабочими каналами, и толкатели, установленные в полостях управления корпуса с возможностью взаимодействия с центральным управляющимс элементом и запорно-регулирующими элементами обратных клапанов, центральный управляющий элемент выполнен в виде двух поршней с образованием между одними из их торцов, обращенных друг к другу, разгрузочной полости, сообщенной с дренажем, причем каждый из поршней со стороны разгрузочной полости подпружинен относительно корпуса, который выполнен с упорами, размещенными в его полостях управления, для взаимодействия с другими торцами поршней, при этом поршни выполнены с отверстиями для толкателей, каждый из которых установлен в отверстии одного из поршней с возможностью контакта одного из его концов с запорно-регулирующим органом соответствующего обратного клапана и его другого конца с первым торцом другого поршня.

Кроме того, седла обратных клапанов выполнены с возможностью регулирования их положения относительно корпуса в направлении продольной оси корпуса.

На чертеже показана схема двустороннего гидрозамка.

Гидрозамок содержит корпус 1 и установленные в его центральной осевой расточке со стороны торцов противоположно направленные обратные клапаны 2 и 3. Обратный клапан 2 состоит из седла 4 и поджатого к седлу посредством пружины 5 запорно-регулирующего элемента 6. Обратный клапан 3 состоит из седла 7 и поджатого к седлу посредством пружины 8 запорно-регулирующего элемента 9. Пружинные полости 10 и 11 обратных клапанов 2 и 3 соответственно сообщены с рабочими каналами 12 и 13, сообщенными с рабочими полостями гидродвигателя (не показан).

Седла 4 и 7 обратных клапанов 2 и 3 выполнены с возможностью регулирования их положения относительно корпуса 1 в направлении продольной оси корпуса (например, установлены в центральной расточке корпуса на резьбе, как показано на чертеже) и зафиксированы относительно корпуса посредством контровочных винтов 14 и 15 соответственно.

Между обратными клапанами 2 и 3 в центральной осевой расточке корпуса 1 установлен управляющий указанными клапанами центральный элемент, выполненный в виде двух поршней 16е и 17 с образованием между ними разгрузочной полости 18, соединенной с дренажем.

Полости управления 19 и 20 соответственно между поршнем 16 и обратным клапаном 2 и поршнем 17 и обратным клапаном 3 соединены с исполнительными линиями гидрораспределителя (не показан) посредством каналов 21 и 22 подвода-отвода рабочей жидкости.

Поршень 16е со стороны разгрузочной полости 18 подпружинен относительно корпуса 1 посредством пружины 23, а со стороны полости управления 19 его перемещение в направлении обратного клапана 2 ограничено упором 24 корпуса.

Поршень 17 со стороны разгрузочной полости 18 подпружинен относительно корпуса 1 посредством пружины 25, а со стороны полости управления 20 его перемещение в направлении обратного клапана 3 ограничено упором 26 корпуса.

В каждом из поршней выполнено сквозное отверстие, ось которого параллельно оси поршня. В отверстии, выполненном в поршне 16, установлен толкатель 27 с обеспечением кинематического контакта его со стороны разгрузочной полости 18 с торцом поршня 17, прижатого пружиной 25 к упору 26, а со стороны полости управления 19 с торцовой поверхностью запорно-регулирующего элемента 6, прижатого пружиной 5 к седлу 4. В отверстии, выполненном в поршне 17, установлен толкатель 28 с обеспечением кинематического контакта его со стороны разгрузочной полости 18 с торцом поршня 16е, прижатого пружиной 23 к упору 24, а со стороны полости управления 20 с торцовой поверхностью запорно-регулирующего элемента 9, прижатого пружиной 8 к седлу 7.

Диаметр толкателей 27 и 28 намного меньше диаметра поршней 16 и 17.

Регулировку положения седел 4 и 7 в осевом направлении центрально расточки корпуса 1 для обеспечения кинематического контакта толкателя 27 с поршнем 17 и запорно-регулирующим элементом 6, а толкателя 28 с поршнем 16 и запорно-регулирующим элементом 9 (при исходном положении поршней и запорно-регулирующих элементов) производят следующим образом.

После сборки гидрозамка его пружинную полость 10 соединяют с источником высокого давления жидкости. При наличии подтекания жидкости из полости управления 19 седло 4 выворачивают из корпуса 1 до тех пор, пока подтекание не исчезнет, а затем фиксируют относительно корпуса посредством контровочного винта 14. если после сборки гидрозамка при подаче в полость 10 жидкости под высоким давлением подтекания жидкости из полости управления 19 не наблюдается, то сначала вворачивают седло 4 в корпус 1 до появления подтекания, а затем начинают регулировку.

Регулировку положения седла 7 осуществляют аналогичным образом, только в этом случае с источником высокого давления жидкости соединяют пружинную полость 11 гидрозамка, а подтекание жидкости контролируют на выходе полости управления 20. Фиксацию седла 7 относительно корпуса 1 производят посредством контровочного винта 15.

Двухсторонний гидрозамок работает следующим образом.

При отсутствии управляющего сигнала поршни 16 и 17 пружинами 23 и 25 прижаты к упорам 24 и 26 соответственно и занимают относительно корпуса 1 и зафиксированных в нем седел 4 и 7 строго определенное положение вне зависимости от характеристик пружин 23 и 25. При этом запорно-регулирующие элементы 6е и 9 обратных клапанов 2 и 3 под действием пружин 5 и 8 прижаты к седлам 4 и 7 соответственно и запирают пружинные полости 10 и 11 гидрозамка и соединенные с последними рабочие полости гидродвигателя (не показан). В данном случае: толкатель 27 со стороны разгрузочной полости 18 имеет кинематический контакт с поршнем 17, а со стороны полости управления 19 - с запорно-регулирующим элементом 6 обратного клапана 2; толкатель 28 со стороны разгрузочной полости 18 имеет кинематический контакт с поршнем 16, а со стороны полости управления 20 - с запорно-регулирующим элементом 9 обратного клапана 3.

При соединении, например, полости управления 19 гидрозамка посрелством гидрораспределителя с источником питания гидропривода, а полости управления 20 - со сливной гидролинией (гидрораспределитель, источник питания гидропривода и сливная гидролиния не показаны) запорно-регулирующий элемент 6 под действием жидкости смещается относительно своего седла 4, сжимая пружину 5, и открывает рабочее окно для прохода жидкости из полости управления 19, которая в рассматриваемом случае становится напорной, в пружинную полость 10 и далее в соединенную с ней полость гидродвигателя. Одновременно под действием силы давления жидкости, находящейся в полости управления 19 и разгрузочной полости 18 гидрозамка, равной по величине произведению разности давлений в полостях 19 и 18 на значение эффективной площади поршня 16, поршень 16, преодолевая усилия пружин 23 и 8, смещается от упора 24 в направлении обратного клапана 3 и через толкатель 28 смещает запорно-регулирующий элемент 9 относительно его седла 7, открывая рабочее окно для прохода жидкости из пружинной полости 11 гидрозамка и соединенной с ней полости гидродвигателя в полость управления 20, которая в рассматриваемом случае становится сливной, и далее через гидрораспределитель в сливную гидролинию привода.

При этом поскольку при сборке гидрозамка толкатель 28 установлен между поршнем 16 и запорно-регулирующим элементом 9 практически без зазора, смещение запорно-регулирующего элемента 9 относительно его седла 7 и изменение площади проходного сечения обратного клапана 3 происходят в строгом соответствии со смещением поршня 16 от упора 24. В результате предлагаемый гидрозамок обладает высокой чувствительностью по отношению к входному управляющему сигналу.

Со стороны жидкости, находящейся в полости управления 20 гидрозамка, на поршень 16 через толкатель 28 передается сила, равная произведению давления в полости управления 20 на площадь поперечного сечения толкателя 28. Однако благодаря малости площади поперечного сечения толкателя, величина указанной силы пренебрежительно мала по сравнению с результирующей величиной всех других сил, действующих на поршень 16, и вследствие этого не оказывает практически никакого влияния на положение поршня 16, а тем самым и на величину открытия площади проходного сеченияобратного клапана 3. Поэтому при изменении давления жидкости в полости управления 20, обусловленном, например, изменением гидравлического сопротивления дросселирующего устройства, установленного в гидролинии между данной полостью и гидробаком (дросселирующее устройство и гидробак не показаны), гидропривод с гидрозамком работает устойчиво.

При определенной величине давления в полости управления 20 поршень 17 может смещаться от упора 26 в направлении обратного клапана 2. Однако при рассматриваемом соединении полостей управления 19 и 20 гидрозамка с источником питания и сливной линией гидропривода это никак не отражается на работе гидрозамка и гидропривода, в состав которого входит гидрозамок.

При соединении полости управления 20 гидрозамка посредством гидрораспределителя с источником питания гидропривода, а полости управления 19 со сливной гидролинией двусторонний гидрозамок работает аналогичным образом.

Использование: в объемном гидроприводе, в частности в гидроприводах рабочего оборудования подъемно-транспортных и строительно-дорожных машин. Сущность изобретения: двухсторонний гидрозамок содержит корпус 1, установленные в его центральной осевой расточке обратные клапаны 2 и 3 с седлами 4 и 7 и подпружиненными запорно-регулирующими элементами 6 и 9. Центральный управляющий элемент выполнен в виде двух поршней 16 и 17 с образованием между ними разгрузочной полости 18, сообщенной с дренажем. Поршни 16 и 17 со стороны разгрузочной полости 18 подпружинены относительно корпуса 1. Перемещение поршня 16 со стороны полости управления 19 ограничено упором 24, а перемещение поршня 17 со стороны полости управления 20 - упором 26. Толкатель 27 установлен в отверстии поршня 16 с обеспечением контакта одного его конца с поршнем 17, а другого его конца с запорно-регулирующим элементом 6 обратного клапана 2. Толкатель 28 установлен в отверстии поршня 17 с обеспечением контакта его с поршнем 16 и с запорно-регулирующим элементом 9 обратного клапана 3. Седла 4 и 7 обратных клапанов выполнены регулируемыми по положению в осевом направлении центральной расточки корпуса. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. ДВУХСТОРОННИЙ ГИДРОЗАМОК, содержащий корпус, выполненный с центральной осевой расточкой, каналами подвода-отвода рабочей жидкости и рабочими каналами, установленные в центральной осевой расточке корпуса со стороны торцев противоположно направленные обратные клапаны с седлами и подпружиненными запорно-регулирующими элементами, которые размещены в полостях, сообщенных с рабочими каналами, установленный в осевой расточке корпуса и подпружиненный относительно него центральный управляющий элемент, размещенный в корпусе с образованием двух полостей управления, сообщенных с каналами подвода - отвода рабочей жидкости и через запорно-регулирующие элементы обратных клапанов - с полостями, сообщенными с рабочими каналами, и толкатели, установленные в полостях управления корпуса с возможностью взаимодействия с центральным управляющим элементом и запорно-регулирующими элементами обратных клапанов, отличающийся тем, что центральный управляющий элемент выполнен в виде двух поршней с образованием между одними из их торцев, обращенных друг к другу, разгрузочной полости, сообщенной с дренажем, причем каждый из поршней со стороны разгрузочной полости подпружинен относительно корпуса, который выполнен с упорами, размещенными в его полостях управления, для взаимодействия с другими торцами поршней, при этом поршни выполнены с отверстиями для толкателей, каждый из которых установлен в отверстии одного из поршней с возможностью контакта одного из его концов с запорно-регулирующим органом соответствующего обратного клапана и его другого конца - с первым торцем другого поршня. 2. Гидрозамок по п. 1, отличающийся тем, что седла обратных клапанов выполнены с возможностью регулирования их положения относительно корпуса в направлении продольной оси корпуса.