ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЕРВОКЛАПАН Российский патент 1995 года по МПК F15B13/44 F15B3/00 

Предлагаемое изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в электрогидравлических следящих приводах.

Известен электрогидравлический сервоклапан, имеющий электромеханический преобразователь сигналов, гидроусилитель предварительного каскада усиления со струйной трубкой и золотниковый распределитель выходного каскада усиления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является электрогидравлический сервоклапан, имеющий электронное устройство, электромеханический преобразователь сигналов, в котором на основании установлены катушки с обмотками управления, постоянные магниты, полюсные пластины и подвижная система в виде якоря и штока на упругом подвесе, гидроусилитель предварительного каскада усиления с корпусом, струйной трубкой и приемником, золотниковый распределитель выходного каскада усиления и датчик положения золотника.

Недостатком известных сервоклапанов является то, что струйная трубка конструктивно совмещена с выходным механическим элементом электромеханического преобразователя сигналов. К верхней части якоря преобразователя подводится гидролиния питания струйного усилителя. Трубопровод этой гидролинии существенно увеличивает механическую жесткость связей на якоре, что сильно снижает стабильность характеристик сервоклапана и существенно усложняет технологию его изготовления.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение высокой стабильности характеристик сервоклапана, улучшение технологичности его изготовления.

Технический результат, полученный при осуществлении предлагаемого изобретения, достигается благодаря тому, что в известный электрогидравлический сервоклапан, имеющий электронное устройство, электромеханический преобразователь сигналов, в котором на основании установлены катушки с обмотками управления, постоянные магниты, полюсные пластины и подвижная система в виде якоря и шток на упругом подвесе, гидроусилитель предварительного каскада усиления с корпусом, струйной трубкой и приемником, золотниковый распределитель выходного каскада усиления и датчик положения золотника, введены якорь и катушки с обмотками управления, установленные со смещением относительно горизонтальной оси симметрии между полюсными пластинами, пир этом катушки нижней частью размещены в отверстии нижней полюсной пластины, упругий подвес выполнен в виде тонкостенной трубки с фланцем, нижний утолщенный конец которой снабжен эластомерным уплотнительным кольцом и расположен в отверстии основания электромеханического преобразователя сигналов с упором фланца через дополнительную прокладку в основание, внутри упругого подвеса коаксиально последнему с зазором установлен шток подвижной системы, жестко соединенный со струйной трубкой, выполненной с утолщенным основанием, снабженным буртом и расположенным в дополнительно установленной втулке с упором бурта в торец, выполненный на последней, а втулка жестко закреплена в корпусе гидроусилителя.

Предложенная конструкция сервоклапана со струйной трубкой, на которой жестко закреплено струйное сопло, расположенное в корпусе гидроусилителя предварительного каскада усиления, позволяет технологически просто осуществить подвод гидропитания к струйному соплу, минуя электромеханический преобразователь сигналов, уменьшить механическую жесткость связей подвижной системы электромеханического преобразователя сигналов и тем самым обеспечить стабильность характеристик сервоклапана.

На фиг.1 представлена конструктивная схема электрогидравлического сервоклапана; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Электрогидравлический сервоклапан содержит электронное устройство 1, электромеханический преобразователь сигналов 2, гидроусилитель 3 предварительного каскада усиления, золотниковый распределитель 4 выходного каскада усиления и датчик положения золотника 5.

Электромеханический преобразователь сигналов 2 имеет катушки 6, 7 с обмотками управления, постоянные магниты 8, 9, полюсные пластины 10, 11 и подвижную систему в виде якоря 12, на котором жестко укреплен шток 13.

Якорь 12 и катушки 6, 7 с обмотками управления установлены со смещением а относительно горизонтальной оси симметрии X между полюсными пластинами 10, 11, при этом катушки нижней частью размещены в отверстии 14 нижней полюсной пластины 11.

Подвижная система снабжена упругим подвесом 15, на котором закреплен якорь 12 и который выполнен в виде тонкостенной трубки, нижний утолщенный конец 16 которой с эластомерным уплотнительным кольцом 17 расположен в отверстии 18 основания 19 электромеханического преобразователя сигналов 2 с упором фланца 20 через прокладку 21 в основание 19.

Внутри упругого подвеса 15 коаксиально последнему с зазором 22 расположен шток 13. Струйное сопло 23 установлено соосно приемнику 24 на струйной трубке 25, выполненной с утолщенным основанием 26, снабженным буртом 27. Струйная трубка 25 расположена во втулке 28 с упором бурта 27 в торец 29, выполненный на последней. При этом втулка 28 жестко закреплена в корпусе 30 гидроусилителя 3 предварительного каскада усиления, а шток 13 жестко соединен со струйной трубкой 25.

Золотниковый распределитель 4 выходного каскада усиления состоит из расположенных в корпусе 31 гильзы 32 и цилиндрического золотника 33, образующего в гильзе 32 торцовые камеры 34 и 35. В торцовой камере 35 установлен сердечник 36 индукционного датчика положения золотника 5.

Гидролиниями 37 и 38 золотниковый распределитель 4 выходного каскада усиления сообщен с исполнительным механизмом (на чертеже не показан), а гидролиниями 39 и 40 соответственно с источником питания и со сливом.

Электрогидравлический сервоклапан работает следующим образом.

При подаче управляющего сигнала в обмотки управления катушек 6, 7 якорь 12 и шток 13 отклоняются от геометрической нейтрали пропорционально величине управляющего сигнала. При этом упругий подвес 15, на котором закреплен якорь 12, выполняет роль противодействующей пружины подвижной системы электромеханического преобразователя сигналов 2. Шток 13 перемещает струйное сопло 23, установленное на струйной трубке 25, в результате чего в торцовых камерах 34 и 35 возникает перепад давлений, под действием которого золотник 33 перемещается до тех пор, пока сигнал обратной связи, формируемый датчиком положения золотника 5 и усиленный электронным устройством 1, обеспечивающим замыкание контура электрической обратной связи сервоклапана, не вернет струйное сопло 23 в нейтральное положение.

Расположение якоря 12 и катушек 6, 7 с обмотками управления со смещением относительно горизонтальной оси симметрии X между полюсными пластинами 10, 11 позволяет получить максимальный перепад давлений в торцовых камерах 34, 35 золотникового распределителя 4 выходного каскада усиления при меньших перемещениях якоря 12, что повышает точность отработки входного сигнала электрогидравлического сервоклапана. Кроме того, изменением габаритов катушек 6, 7 можно увеличить площадь рабочих воздушных зазоров электромеханического преобразователя сигналов при сохранении окна для намотки провода, что улучшает динамические характеристики сервоклапана.

Выполнение упругого подвеса 15 подвижной системы в виде тонкостенной трубки, нижний утолщенный конец 16 которой с уплотнительным кольцом 17 расположен в отверстии 18 основания 19 электромеханического преобразователя сигналов, позволяет осуществить регулировку сервоклапана путем подбора прокладки 21 под фланцем 20 при подключенном гидропитании, что повышает точность регулировки сервоклапана.

Выполнение бурта 27 на утолщенном основании 26 струйной трубки 25 повышает надежность установки струйной трубки 25 со струйным соплом 23 в корпусе 30 гидроусилителя 3 предварительного каскада усиления и улучшает технологичность изготовления устройства.

Использование: в гидроавтоматике. Сущность: сервоклапан имеет электронное устройство 1, электромеханический преобразователь сигналов 2, гидроусилитель 3 предварительного каскада усиления, распределительный золотник 4 выходного каскада усиления и датчик положения золотника 5. Якорь 12 и катушки 6, 7 с обмотками управления электромеханического преобразователя сигналов 2 установлены со смещением относительно оси симметрии X между полюсными пластинами 10, 11, при этом нижние части катушек расположены в отверстии 14 нижней полюсной пластины 11. Подвижная система электромеханического преобразователя сигналов 2 снабжена упругим подвесом 15, нижний утолщенный конец 16 которого с уплотнительным кольцом 17 расположен в отверстии 18 основания электромеханического преобразователя сигналов 2 с упором фланца 20 через прокладку 21 в основание 19. 2 ил.

ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЕРВОКЛАПАН, содержащий электронное устройство, электромеханический преобразователь сигналов, в котором на основании установлены катушки с обмотками управления, постоянные магниты, полюсные пластины и подвижная система в виде якоря и штока на упругом подвесе, гидроусилитель предварительного каскада усиления с корпусом, струйной трубкой и приемником, золотниковый распределитель выходного каскада усиления и датчик положения золотника, отличающийся тем, что якорь и катушки с обмотками управления установлены со смещением относительно горизонтальной оси симметрии между полюсными пластинами, при этом катушки нижней частью размещены в отверстии нижней полюсной пластины, упругий подвес выполнен в виде тонкостенной трубки с фланцем, нижний утолщенный конец которой снабжен эластомерным уплотнительным кольцом и расположен в отверстии основания электромеханического преобразователя с упором фланца через дополнительную прокладку в основание, внутри упругого подвеса коаксиально последнему с зазором установлен шток подвижной системы, жестко соединенный со струйной трубкой, выполненной с утолщенным основанием, снабженным буртом и расположенным в дополнительно установленной втулке с упором бурта в торец, выполненный на последней, а втулка жестко закреплена в корпусе гидроусилителя.