ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА Российский патент 1995 года по МПК F15B20/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к гидросистемам машин с гидродвигателями, особенно в нефтяной промышленности.

Известно аварийное устройство для нереверсивного гидропровода [1]. Это устройство содержит размещенный в корпусе распределителя подпружиненный золотник, управляющая полость которого сообщена с напорной магистралью, а входные и выходные каналы распределителя сообщены соответственно со сливной и напорной магистралями источника питания и гидродвигателя. В корпусе распределителя выполнен дополнительный входной канал, а золотник выполнен трехпоясковым для сообщения упомянутого дополнительного канала со сливной или напорной магистралью источника питания.

Известна гидравлическая система с аварийной защитой [2], содержащая насос, линию нагнетания с установленным в ней предохранительным клапаном и линию слива, сообщенные с исполнительным механизмом через распределитель и аварийное устройство, состоящее из источника электропитания, и сообщенные с ним электроуправляемое запорное устройство и сигнализатор давления рабочей жидкости в системе.

Известна также гидравлическая система с аварийной защитой [3], содержащая источник давления с напорной гидролинией, гидродвигатель с двумя рабочими полостями, распределитель, устройство контроля герметичности системы, выполненные в виде клапанных устройств, имеющих подвижные разделительные элементы, снабженные уравновешивающими пружинами, причем рабочие полости гидродвигателя сообщены через устройство контроля герметичности с распределителем, подключенным к напорной гидролинии и сливу. Разделительные элементы клапанных устройств выполнены в виде поршней со штоками, размещенных в общем корпусе, направленных штоками навстречу друг другу и взаимодействующих с проточками, выполненными в корпусе.

Указанные выше известные устройства аварийной защиты предназначены главным образом для случаев возникновения возможных в гидросистеме утечек рабочей жидкости или повреждений гидролинии.

Однако в практике (в частности, например, в нефтяной промышленности), возникают ситуации, когда при нормальной работе гидросистемы (без постоянного обслуживающего персонала) происходит поломка гидродвигателя. В этом аварийном случае гидросистема работает с большой перегрузкой, что приводит к выходу ее из строя. Известные же устройства аварийной защиты не обеспечивают защиту гидросистемы в случае неисправности гидродвигателя. Предложенное устройство предназначено для аварийной защиты гидросистемы в случаях выхода из строя гидродвигателя.

Цель изобретения достигается тем, что в гидросистеме, содержащей источник давления с напорной гидролинией, реверсивный гидродвигатель, распределитель и узел контроля, подключенный к распределителю и полостями гидродвигателя, узел контроля выполнен в виде расположенных в блоке параллельно друг другу цилиндров с бесштоковыми поршнями, а односторонние полости цилиндров соединены с соответствующей ветвью напорной гидролинии, причем полость одного цилиндра и противоположная ей полость другого цилиндра соединены с напорной гидролинией через дроссели и включенные параллельно им обратные клапаны, а в каждом цилиндре выполнены сливные каналы, расположенные на расстоянии меньше длины от торца цилиндра при исходном положении поршня.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом показывает, что отличительные признаки предложенного устройства являются новыми и обеспечивают решение поставленной задачи.

На чертеже представлена схема предлагаемой гидросистемы с аварийной защитой.

Гидравлическая система с аварийной защитой включает источник 1 питания с напорной гидролинией 2 и 3, соединенной с распределителем 4, узел 5 контроля, включенный в гидролинию 2, 3, и реверсивный двигатель 6, управляемый распределителем 4. Узел 5 контроля выполнен в виде расположенных в блоке 7 параллельно друг другу цилиндров 8 и 9, внутри которых установлены плунжеры 10 и 11. Односторонние полости 12-15 цилиндров 8, 9 соединены с соответствующей ветвью 2, 3 напорной гидролинии. При этом полость 13 цилиндра 9 и полость 14 цилиндра 8 подключены непосредственно к напорной гидролинии 2, 3, а полости 12 цилиндра 8 и 15 цилиндра 9 соединены соответственно с напорной гидролинией 2, 3 через дроссели 16, 17 и включенные параллельно им обратные клапаны 18, 19. В цилиндрах 8 и 9 выполнены сливные каналы а, расположенные на расстоянии меньше длины поршней 10 и 11, считая от торца цилиндров 8, 9 при исходном положении поршней 10 и 11.

Работа устройства заключается в следующем.

При нормальной работе гидравлической системы рабочая жидкость от источника 1 питания через распределитель 4, напорную гидролинию 2, 3 поступает в соответствующие полости 20, 21 гидродвигателя 6. Реверсирование гидродвигателя 6 осуществляется переключением потоков в гидролиниях 2, 3 распределителем 4. При подаче рабочей жидкости, например, в полость 20 гидропривода 6 рабочая жидкость по гидролинии 2 также поступает в полость обоих цилиндров 8 и 9 непосредственно и через открытый обратный клапан 18. Поршень 10 (если он не находится в исходном положении) быстро перемещается в правое (по чертежу) крайнее положение, перекрывая отверстие а, при этом поршень 11 движется медленно в том же направлении, так как его скорость перемещения ограничена дросселем 17. За полный ход поршня 22 гидропривода 6 поршень 11 проходит путь в цилиндре 9 меньше своей длины так, что сливное отверстие а остается закрытым. После переключения распределителем 4 гидропривода 6 на реверс рабочая жидкость поступает в полость 21 гидроцилиндра 6 и в правые (по чертежу) полости цилиндров 8 и 9. При этом поршень 11 быстро перемещается в крайнее левое (по чертежу) положение, а поршень 10 медленно движется в том же направлении, его скорость движения ограничена дросселем 16. За полный ход поршня 22 гидропривода 6 поршень 10 не успевает открыть сливное отверстие а, происходит переключение гидропривода 6 на реверс и процесс повторяется. Регулировку согласования хода поршней 10 и 11 в соответствии с ходом поршня 22 осуществляют дросселями 16 и 17.

В аварийном случае, т. е. когда по тем или иным причинам произошла непредвиденная остановка гидродвигателя 6, а гидросистема работает в обычном режиме. Допустим, остановка гидродвигателя произошла в момент, когда рабочая жидкость поступала в гидролинию 2, поршни 10 и 11 будут перемещаться в цилиндрах 8 и 9 так, как описано выше (при нормальной работе). При этом поршень 10 займет крайнее правое (по чертежу) положение, а поршень 11 будет продолжать свое движение под давлением рабочей жидкости (так как поршень 22 остается неподвижным и переключения распределителя 4 не происходит). Поршень 11 будет перемещаться до тех пор, пока не откроется сливное отверстие а цилиндра 9. С этого момента гидросистема будет работать на слив рабочей жидкости по гидролинии 2 через полость цилиндра 9 и сливное отверстие а, чем исключается перегрузка гидросистемы. Аналогично гидросистема будет работать на слив и в момент остановки гидродвигателя 6, когда подача рабочей жидкости происходит в гидролинию 3. В этом случае поршень 11 быстро переместится влево, а поршень 10 будет медленно перемещаться влево, пока не откроет сливное отверстие а цилиндра 8.

В гидросистеме предусмотрена (на чертеже не показано) схема отключения работы гидросистемы через определенное время, если распределитель 4 не срабатывает в заданном цикле.

Предложенное устройство обеспечивает защиту от перегрузки гидросистемы в случаях непредвиденной остановки гидропривода 6.

Устройство может найти широкое применение в промышленности, особенно с большой эффективностью может быть использовано в нефтедобывающей промышленности, т.е. там, где гидросистема продолжительное время работает без постоянного обслуживающего персонала.

Использование: в нефтяной промышленности. Сущность изобретения: рабочие полости реверсивного гидродвигателя сообщены гидролиниями через распредделитель с источником питания и сливом. Узел контроля установлен в гидролиниях между гидродвигателем и распределителем. Узел контроля выполнен в виде блока, состоящего из двух установленных параллельно друг другу цилиндров с плунжерами. Одна полость первого цилиндра и противоположная ей полость второго цилиндра подключены к гидролиниям непосредственно. Вторая полость первого цилиндра и первая полость второго цилиндра подключены через дроссель с параллельно подключенным ему обратным клапаном. Каждый цилиндр снабжен выполненным в корпусе со стороны полости, непосредственно подключенной к гидролинии, сливным каналом, расположенным от торца цилиндра на расстоянии, меньшем длины плунжера. 1 ил.

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, содержащая реверсивный гидродвигатель, рабочие полости которого сообщены гидролиниями через распределитель с источником питания и сливом, и узел контроля, установленный в гидролиниях между гидродвигателем и распределителем, отличающаяся тем, что узел контроля выполнен в виде блока, состоящего из двух установленных параллельно цилиндров с плунжерами, одна из полостей первого цилиндра и противоположная ей полость второго цилиндра подключены к гидролиниям непосредственно, а вторая полость первого цилиндра и первая полость второго цилиндра - через дроссель с параллельно ему подключенным обратным клапаном, при этом каждый цилиндр снабжен выполненным в корпусе со стороны полости, непосредственно подключенной к гидролинии, сливным каналом, расположенным от торца цилиндра на расстоянии меньше длины плунжера.