ГИДРОСИСТЕМА Российский патент 1995 года по МПК F15B11/00 

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано в приводах различных станков, прессов, подъемниках и других гидрофицированных машинах.

Известен механизм, содержащий телескопический гидроцилиндр, одна ступень которого при помощи рычажной системы осуществляет перемещение рабочего органа с минимальным расходом рабочей жидкости, а вторая ступень обеспечивает достаточное усилие замыкания [1]
Недостатками данной конструкции являются большие габариты и сложность рычажного механизма замыкания.

Известна также гидросистема, содержащая насос, бак, распределители, гидрозамок, обратный и управляемый клапаны, телескопический гидроцилиндр с подвижным поршнем и штоком, расположенными в наружном гидроцилиндре с образованием соответствующих полостей и неподвижным плунжером-штоком, закрепленным на глухой крышке цилиндра и входящим в расточку в подвижном штоке с образованием поршневой полости, при этом полости гидроцилиндров подключены к распределителям параллельно и последовательно [2]
Недостатками этой гидросистемы являются большое количество распределителей и клапанов, а также сложность их подключения к полостям гидроцилиндров, что приводит к большим утечкам, снижению КПД гидросистемы, увеличению расхода жидкости при перемещении рабочего органа, а также снижению надежности и долговечности гидроцилиндра из-за перекосов цилиндров один относительно другого в процессе работы.

Технической задачей данного изобретения является устранение указанных недостатков, а именно упрощение схемы подключения полостей гидроцилиндров при сохранении выполнения ими тех же функций и задач, уменьшение расхода жидкости и тем самым повышение КПД и уменьшение габаритов насосной установки, повышение надежности за счет изменения конструкции гидроцилиндра, обеспечивающей возможность соосной самоустановки одного гидроцилиндра относительно другого в процессе эксплуатации.

Техническая задача решается за счет того, что гидросистема содержит насос, бак, три распределителя, гидрозамок, обратный и управляемый клапаны, телескопический гидроцилиндр с подвижным поршнем и штоком, расположенным в наружном гидроцилиндре с образованием соответствующих полостей и неподвижным поршнем со штоком, закрепленным на глухой крышке гидроцилиндра и входящим в расточку в подвижном штоке с образованием полости.

При этом отличительной особенностью предлагаемого от прототипа является то, что распределители выполнены двухпозиционными трехлинейными, входы и выходы которых подключены параллельно соответственно к насосу и баку, а рабочий отвод одного из распределителей подключен к штоковой полости наружного гидроцилиндра, выходу управляемого клапана и полости управления гидрозамка, отвод второго распределителя подключен к полости управления клапана и входу обратного клапана, и рабочий отвод третьего распределителя подключен к входу гидрозамка, при этом гидроцилиндр снабжен дополнительным цилиндром, установленным свободно в расточке подвижного штока с возможностью контакта с поршнем, а неподвижный плунжер-шток выполнен в виде штока и поршня, образующего с дополнительным цилиндром штоковую полость, сообщенную с выходом гидрозамка. При этом поршневая полость этого внутреннего цилиндра подключена непосредственно к баку, а поршневая полость наружного гидроцилиндра связана с выходом обратного клапана и входом управляемого клапана, причем, в выключенной позиции гидрораспределителей их отводы соединены с выходами, а входы заперты, а в рабочей позиции выходы заперты, а входы соединены с отводами.

Благодаря такому выполнению гидросистемы уменьшается количество потребных распределителей и клапанов, а также упрощается их конструкция и схема подключения, а также снижается количество утечек, что повышает КПД системы и значительно уменьшает требуемый расход жидкости при рабочем ходе гидроцилиндра, что уменьшает габариты и установочную мощность насосной станции и повышает долговечность.

Кроме того, такое взаимное расположение двух гидроцилиндров дает возможность соосной самоустановки одного гидроцилиндра относительно другого, что также повышает долговечность деталей гидроцилиндра и надежность работы гидропривода в целом.

Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом показывает, что предлагаемая гидросистема отличается наличием новых элементов и их взаимосвязями и соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение предлагаемого с другими техническими решениями в данной области техники показывает, что оно соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень".

На чертеже представлена принципиальная схема гидросистемы.

Гидросистема содержит насос 1, бак 2, три гидрораспределителя 3-5, гидрозамок 6, обратный 7 и управляемый 8 клапаны, телескопический гидроцилиндр, включающий подвижный поршень 9 и шток 10, расположенные в наружном гидроцилиндре 11 с образованием соответствующих полостей 12 и 13 и неподвижный плунжер-шток, закрепленный на глухой крышке 14 гидроцилиндра 11 и входящий в расточку 15 в подвижном штоке 10 с образованием полости 16. При этом гидрораспределители 3-5 выполнены двухпозиционными, трехлинейными входы 17-19 и выходы 20-22 которых подключены параллельно соответственно насосу 1 и баку 2, а рабочий отвод 23 распределителя 3 подключен к штоковой полости 13 наружного гидроцилиндра 11, выходу 24 управляемого клапана 8 и полости 25 управления гидрозамка 6, отвод 26 распределителя 4 подключен к полости 27 управления клапана 8 и входу обратного клапана 7, рабочий отвод 28 распределителя 5 подключен к входу гидрозамка 6, гидроцилиндр снабжен дополнительным цилиндром 29, установленным свободно в полости 16 подвижного штока 10 с возможностью контакта с поршнем 9, неподвижный плунжер-шток выполнен в виде штока 30 и поршня 31 на его конце, образующего с дополнительным цилиндром 29 штоковую полость 32, сообщенную с выходом 33 гидрозамка 6. При этом поршневая полость 16 этого цилиндра 29 подключена непосредственно к баку 2, а поршневая полость 12 наружного гидроцилиндра 11 связана с выходом обратного клапана 7 и входом 34 управляемого клапана 8, причем в выключенной позиции гидрораспределителя 3-6 их отводы 23, 26 и 28 соединены с выходами 20-22, а входы 17-19 заперты, а в рабочей позиции выходы 20-22 заперты, а входы 17-19 соединены с отводами 23, 26 и 28. Причем входы 17-19 соединены напорной гидролинией 35 с насосом 1, а выходы 20-22 сливной гидролинией 36 с баком 2. В сливной гидролинии 36 расположен подпорный клапан 37.

Гидросистема работает следующим образом.

Четыре функциональных действия данной системы осуществляются за счет определенного подключения трех рабочих полостей 12, 13 и 32 телескопического гидроцилиндра к напорной и сливной гидролиниям 35, 36.

1. При быстром ходе вверх подвижного штока 10 с напорной гидролинией 35 при помощи гидрораспределителя 5 соединяется штоковая полость 32 через гидрозамок 6, полость 13 соединена с клапаном 8 и сливной гидролинией 36 через гидрораспределитель 3, а полость 21 через управляемый клапан 8 и гидрораспределитель 3 также соединяется со сливной гидролинией 36. Основной поток жидкости из полости 12 перетекает через клапан 8 в полость 13, а избыток жидкости вытесняется в бак 2 через подпорный клапан 37.

2. При быстром ходе вниз штока 10 с напорной гидролинией 35 и, следовательно, насосом 1 соединяются три полости: 12, 13 и 32 гидроцилиндра с помощью трех включенных гидрораспределителей 3-5. При этом также открывается гидрозамок 6. Жидкость из штоковой полости 32 через гидрозамок 6 и включенный гидрораспределитель 5 поступает к распределителю 4, а от него в поршневую полость 12 через обратный клапан 7. Аналогично, только через гидрораспределитель 3, проходит жидкость из штоковой полости 13 в поршневую полость 12. Такое соединение обеспечивает минимально потребляемый расход жидкости из напорной гидролинии 35.

3. При силовом замыкании, т.е. максимальном силовом воздействии штока 10 на рабочий орган, с напорной гидролинией 35 при помощи гидрораспределителя 4 соединяется только поршневая полость 12, а полости 13 и 32 через гидрораспределители 3 и 5 соединяются с баком 2.

4. Останов штока 10 в промежуточном положении осуществляется при включенных гидрораспределителях 3-5 путем соединения полостей 12 и 13 со сливной гидролиний 36 и запирания жидкости в полости 32 посредством гидрозамка 6.

Использование: в приводах различных станков, прессов, подъемников. Сущность изобретения: гидрораспределители выполнены двухпозиционными трехлинейными, входы и выходы которых подключены параллельно соответственно к насосу и баку. Рабочий отвод одного гидрораспределителя подключен к штоковой полости наружного гидроцилиндра, выходу управляемого клапана и полости управления гидрозамка, второго к полости управления клапана и входу обратного клапана третьего к входу гидрозамка. Основной гидроцилиндр снабжен дополнительным гидроцилиндром, установленным свободно в расточке подвижного штока с возможностью осевого контакта с поршнем, неподвижный плунжер-шток выполнен в виде штока и поршня на его конце, образующего с дополнительным цилиндром штоковую полость, сообщенную с выходом гидрозамка. Поршневая полость этого цилиндра подключена непосредственно к баку. Поршневая полость наружного гидроцилиндра связана с выходом обратного клапана и входом управляемого. В выключенной позиции гидрораспределителей их отводы соединены с выходами, входы заперты. В рабочей позиции выходы заперты, входы соединены с отводами. 1 ил.

ГИДРОСИСТЕМА, содержащая насос, бак, три гидрораспределителя, гидрозамок, обратный и управляемый клапаны, телескопический гидроцилиндр с подвижным поршнем и штоком, расположенными в наружном гидроцилиндре с образованием соответствующих полостей, и неподвижным плунжером-штоком, закрепленным на глухой крышке гидроцилиндра и входящим в расточку в подвижном штоке с образованием полости, отличающаяся тем, что гидрораспределители выполнены двухпозиционными трехлинейными, их входы и выходы подключены параллельно соответственно к насосу и баку, а рабочий отвод одного подключен к штоковой полости наружного гидроцилиндра, выходу управляемого клапана и полости управления гидрозамка, второго к полости управления клапана и входу обратного клапана, третьего к входу гидрозамка, основной гидроцилиндр снабжен дополнительным гидроцилиндром, установленным свободно в расточке подвижного штока с возможностью осевого контакта с поршнем, а неподвижный плунжер-шток выполнен в виде штока и поршня на его конце, образующего с дополнительным цилиндром штоковую полость, сообщенную с выходом гидрозамка, при этом поршневая полость этого цилиндра подключена непосредственно к баку, а поршневая полость наружного гидроцилиндра связана с выходом обратного клапана и входом управляемого, причем в выключенной позиции гидрораспределителей их отводы соединены с выходами, а входы заперты, а в рабочей позиции выходы заперты, а входы соединены с отводами.