КЛАПАННЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ Российский патент 1994 года по МПК F16K11/22 

Изобретение относится к аппаратуре гидропневмоуправления и распределения потоков рабочей жидкости и может быть применено в гидроприводе промышленных и подземных роботов, в горных машинах, а также в общепромышленном гидроприводе.

Известна конструкция клапанного распределителя жидкости ("Mannesmann Rexroth", ФРГ), состоящего из гидроблока с двумя клапанными сборками и двух электромагнитов в качестве приводов клапанных элементов. Клапанные сборки содержат каждая две клапанные пары, связанные общим толкателем, одна из которых в исходном положении нормально открыта, а другая нормально закрыта. При включении электромагнита происходит взаимное переключение клапанных пар: нормально открытая клапанная пара закрывается, а нормально закрытая открывается. Таким образом, каждая рабочая полость исполнительного гидромеханизма соединена независимо либо со сливом, либо с нагнетанием. Клапанный распределитель позволяет осуществлять реверсивные движения исполнительного гидромеханизма.

Однако этот клапанный распределитель обладает существенным недостатком: так как клапанные пары каждой клапанной сборки имеют инверсные состояния, то распределитель принципиально не позволяет осуществить положение, кода все четыре клапанные пары нормально закрыты, т.е. отсечь рабочие полости исполнительного гидромеханизма от линий слива и нагнетания.

Наиболее близким к изобретению является клапанный распределитель, в котором используются двухседельные разгруженные от сил давления жидкости нормально открытый и нормально закрытый клапанные элементы. При включении распределителя клапаны срабатывают инверсно и строго последовательно. В первую очередь закрывается нормально открытый клапан, а затем открывается нормально закрытый клапан. При отключении распределителя исходное состояние клапанов восстанавливается в обратном порядке. Конструкция клапанного распределителя позволяет осуществить положение, когда оба клапана закрыты в исходном положении, т.е. рабочая полость исполнительного гидромеханизма не связана ни с линией нагнетания, ни с линией слива.

Недостатком этого клапанного распределителя является то, что для реверсируемого исполнительного механизма необходимо использовать два распределителя, каждый из которых подключен независимо на одну рабочую полость исполнительного механизма, что усложняет управление потоками жидкости и снижает надежность гидросистемы (например, при одновременном включении электромагнитом распределителей происходит открытие нагнетательных клапанов и давление жидкости поступает в обе рабочие полости гидромеханизма, что может вызвать его произвольное и неконтролируемое движение).

Цель изобретения - повышение надежности управления потоками жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что двухседельные разгруженные клапаны в корпусе установлены параллельно друг другу и оппозитно, запорные органы снабжены уплотненными хвостовиками, а на торцах корпуса установлены подпружиненные коромысла, один конец каждого из которых соединен шарнирно с хвостовиком толкателя, а другой введен в контакт с хвостовиком запорного органа, причем хвостовики толкателей установлены с возможностью взаимодействия с якорями соответствующих электромагнитов, а пружины расположены по краям коромысел снаружи зоны расположения хвостовиков толкателей и запорных органов.

На чертеже представлен клапанный распределитель, содержащий два двухседельных разгруженных клапана 1, расположенных в общем корпусе 2, на боковых стенках 3 которого закреплены электромагниты 4. Каждый из двух клапанов 1 содержит входную 5, выходную 6 и сливную 7 полости, связанные между собой гидравлическими каналами 8-10 и разделенные клапанными парами сопло - заслонка. Входная 5 и выходная 6 полости соединены клапанной парой с неподвижным соплом 11 и подвижной заслонкой 12, выполненной на запорном органе 13 с осевым каналом 14, а выходная 6 и сливная 7 полости соединены клапанной парой с подвижным соплом в виде торцовой кромки 15 на запорном органе 13 и подвижной заслонкой в виде уплотненного толкателя 16 с хвостовиком 17.

Запорные органы 13 развернуты на 180о относительно друг друга и контактируют с уплотненными хвостовиками 18. Приводы включения клапанов выполнены каждый в виде коромысла 19, опирающегося на хвостовик 18, поджатого посредством пружин 20 и 21 растяжения. Коромысла 19 посредством осей 22 связаны с толкателями 16. Электромагниты 4 расположены по осям клапанных сборок и воздействуют непосредственно на толкатели 16 толкателями 23.

Клапанный распределитель установлен на гидроплите исполнительного гидромеханизма 24, причем выходные полости 6 клапанного распределителя сообщены с рабочими полостями А и В исполнительного гидромеханизма 24 каналами 9.

Уплотнительные кольца 25 служат для герметизации соответствующих полостей.

Клапанный распределитель работает следующим образом.

При подаче электрического сигнала на левый электромагнит 4 его якорь перемещает толкатель 23 на 3,5-5 мм. При этом толкатель 23 упирается в хвостовик 17 толкателя 16, который перемещает запорный орган 13 на 1,5-2 мм величины хода клапана нагнетания и плотно закрывает своим торцом сопло сливного клапана, чем обеспечивается разобщение полости А с полостью слива и связь камеры нагнетания с рабочей полостью А исполнительного гидромеханизма 24. Перемещение запорного органа 13 вызывает перемещение хвостовика 18, который в свою очередь вызывает перемещение правого коромысла 19, с которым связан толкатель клапана 1 слива верхней сборки. В результате этого открывается сливной клапан, чем обеспечивается связь линии слива с рабочей полостью В исполнительного гидромеханизма 24.

Перемещение толкателя 23 вызывает поворот левого коромысла 19 относительно точки опоры на хвостовике 18 верхней клапанной сборки. При этом пружина 21 разжимается, а пружина 20, наоборот сжимается, в результате чего на опоре коромысла 19 появляется дополнительное усилие, которым запорный орган 13 верхней клапанной сборки подвижной заслонкой 12 прижимается к неподвижному соплу 11 и надежно изолирует связь линии нагнетания с полостью В исполнительного гидромеханизма 24.

После включения левого электромагнита под действием пружин 20 и 21 восстанавливается равновесие плеч правого коромысла 19, а левое коромысло, перемещаясь, устанавливается толкатель 16 и хвостовик 18 в исходное положение для включения левого электромагнита 4.

При включении правого электромагнита 4 элементы клапанов 1 срабатывают аналогично.

Предлагаемое изобретение позволяет существенно упростить управление потоками жидкости и повысить надежность гидросистем горных машин и подземных роботов, увеличить их срок службы.

Использование: в гидроприводе промышленных подземных роботов. Сущность изобретения: двухседельные клапаны установлены в корпусе параллельно друг другу и оппозитно. Запорные органы снабжены уплотненными хвостовиками. На торцах корпуса установлены подпружиненные коромысла, один конец каждого из которых шарнирно соединен с хвостовиком толкателя, другой введен в контакт с хвостовиком запорного органа. Хвостовики толкателей установлены с возможностью взаимодействия с якорями соответствующих электромагнитов. Пружины расположены по краям коромысел снаружи зоны расположения хвостовиков толкателей и запорных органов. 1 ил.

КЛАПАННЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ, содержащий два двухседельных разгруженных клапана, расположенных в общем корпусе, в котором выполнены входная, выходная и сливная полости, при этом входная и выходная полости разобщены запорной парой с неподвижным соплом в виде уплотнительной поверхности корпуса и подвижной заслонкой, выполненной на запорном органе, а выходная и сливная полости сообщены осевым каналом, выполненным в запорном органе, и разобщены запорной парой сопло-заслонка с подвижным соплом в виде торцевой кромки на запорном органе и подвижной заслонкой в виде установленного в корпусе уплотнительного толкателя с хвостовиком, отличающийся тем, что двухседельные клапаны установлены в корпусе параллельно друг другу и оппозитно, при этом запорные органы снабжены уплотненными хвостовиками, а на торцах корпуса установлены подпружиненные коромысла, один конец каждого из которых шарнирно соединен с хвостовиком толкателя, а другой - введен в контакт с хвостовиком запорного органа, причем хвостовики толкателей установлены с возможностью взаимодействия с якорями соответствующих электромагнитов, а пружины расположены по краям коромысел снаружи зоны расположения хвостовиков толкателей и запорных органов.