ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД Российский патент 1995 года по МПК F16K31/12 

Изобретение относится к устройствам пневмогидравлических систем и может быть использовано в различных областях техники, преимущественно в системах автоматического регулирования управляемыми ракетами и космическими объектами с длительным временем пpебывания на орбите.

При проектировании указанных объектов к агрегатам системы управления предъявляется ряд требований, одним из которых является обеспечение работоспособности после длительного хранения (порядка 10-15 лет) и после длительного пассивного режима работы на орбите (порядка 3-5 лет). По условиям хранения уплотнительные элементы агрегатов должны контактировать с неагрессивной рабочей жидкостью, например маслом РМ, поэтому пневмогидросистема перед хранением заполняется маслом РМ и ампулизируется, как правило, установкой на выходе системы пироклапанов.

Термокомпенсация, обусловленная расширением жидкости при температурном воздействии на элементы системы, обеспечивается обычно установкой компенсаторов сильфонного или поршневого типа. Однако в ряде случаев по габаритно-весовым соображениям установка термокомпенсаторов в системе является нецелесообразной.

Так, известен пневмогидропровод, содержащий бак, напорную магистраль с последовательно размещенными в ней управляющим клапаном, аккумулятором, автоматом сброса жидкости, исполнительным агрегатом и баком [1]
При ампулизации данной известной пневмогидросистемы необходимо установить несколько термокомпенсаторов:
в магистраль;
в магистраль, соединяющую выпускной клапан с гидроприводом;
в магистраль, соединяющую выпускной клапан с баком.

Установка трех термокомпенсаторов в известном гидропроводе значительно увеличивает габаритные и весовые параметры системы.

Наиболее близким по технической сущности решением является пневмогидравлический привод, включающий бак, напорную магистраль с последовательно установленными в ней насосным агрегатом, автоматом сброса жидкости, клапаном перетечек, электромагнитным управляющим клапаном, пневмогидроаккумулятором и исполнительными агрегатами и гидролинию cлива [2]
В известной системе в качестве термоcлива компенсаторов при ампулизации пневмогидравлического привода могут быть использованы пневмогидроаккумуляторы, при этом соединяющий напорную магистраль со сливной клапан перетечек обеспечивает связь сливной магистрали с пневмогидроаккумуляторами, что не требует установки в сливной магистрали дополнительного компенсатора.

Однако и в данной известной системе электромагнитный управляющий клапан отсоединяет полости исполнительного агрегата от пневмогидроаккумуляторов при хранении пневмогидравлического привода. В результате этого при температурном воздействии на исполнительный агрегат и расширении находящейся в его полостях рабочей жидкости может произойти разрыв соединяющих трубопроводов и каналов агрегата, что снижает надежность при длительном хранении исполнительного агрегата.

Цель изобретения повышение надежности при длительном хранении.

Поставленная цель достигается тем, что пневмогидравлический привод, включающий бак, напорную магистраль с последовательно установленными в ней насосным агрегатом, автоматом сброса жидкости, клапаном перетечек, электромагнитным управляющим клапаном, пневмогидроаккумулятором и исполнительными агрегатами и гидролинию слива, снабжен пневмомагистралью, соединяющей поршневую полость клапана перетечек с газовой полостью пневмогидроаккумулятора, дополнительной гидролинией слива, соединяющей полость затвора с поршневой полостью автомата сброса жидкости и дросселем, при этом клапан перетечек и дроссель последовательно размещены в дополнительной гидролинии слива.

То, что пневмогидравлический привод снабжен дополнительной гидролинией слива с установленным в ней клапаном перетечек обеспечивает соединение полостей дополнительных агрегатов с жидкостной полостью аккумулятора при длительном хранении, что будет обуславливать компенсацию расширения жидкости в полостях исполнительных органов при тепловом воздействии, а следовательно, повышать надежность агрегатов при хранении.

То, что пневмогидравлический привод снабжен пневмомагистралью, соединяющей поршневую полость клапана перетечек с газовой полостью пневмогидроаккумулятора, обеспечивает автоматическую работу клапана перетечек на закрытие при включении системы после длительного пассивного режима работы, а следовательно, также повышает надежность пневмогидравлического привода.

Размещение в дополнительной гидролинии слива дросселя, обеспечивает в полости клапана перетечек поддержание сливного давления, необходимого для закрытия клапана от давления газовой полости пневмогидроаккумулятора, а следовательно, повышает надежность работы.

Таким образом, указанные отличительные признаки предлагаемого устройства являются необходимыми и достаточными для достижения поставленной цели повышение надежности при длительном хранении, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "существенные отличия". Изобретение также соответствует критерию "новизна".

По сравнению в известным пневмогидравлическим приводом [2] изобретение обеспечивает достижение нового результата повышение надежности при длительном хранении, что позволяет квалифицировать изобретение критерием "положительный эффект".

На чертеже показана комбинированная принципиальная схема привода.

Пневмогидравлический привод включает бак 1, напорную магистраль 2 с последовательно установленными в ней насосным агрегатом 3, обратным клапаном 4, регулятором давления 5, электромагнитным управляющим клапаном 6, пневмогидроаккумулятором 7, автоматом сброса жидкости 8 и клапаном перетечек 9. Пневмогидроаккумулятор 7 соединен с шар-баллоном 10 посредством пневмомагистрали 11. Кроме того, поршневая полость 12 клапана перетечек 9 соединена с газовой полостью 13 пневмогидроаккумулятора 7 посредством пневмомагистрали 14. Напорная магистраль 2 соединена с двигательной установкой 15 посредством магистрали питания 16.

Ориентация двигательной установки 15 по осям осуществляется при помощи исполнительных агрегатов 17.

Регулятор давления 5, электромагнитный управляющий клапан 6, автомат сброса жидкости 8 и исполнительные агрегаты 17 соединены с баком 1 посредством гидролинии слива 18. Автомат сброса жидкости 8 состоит из корпуса 19, в полостях которого смонтированы основной 20 и дополнительный 21 чувствительные элементы поршневого типа, подпружиненный затвор 22, кинематически связанный с основным чувствительным элементом 20 посредством штока 23 с отрывной головкой 24, при этом входная полость 25 автомата сброса жидкости 8 соединена с напорной магистралью 2 при помощи гидролинии управления 26, а полость 27 затвора 22 соединена с указанной поршневой полостью 25 при помощи дополнительной гидролинии слива 28. В гидролинии управления 26 размещен дроссель 29, а в дополнительной гидролини слива 28 дроссель 30 и клапан перетечек 9. Автомат сброса жидкости 8 соединен с пневмогидроаккумулятором 7 посредством магистрали сброса 31.

Перед хранением полости и магистрали пневмогидравлического привода заполняются неагрессивной рабочей жидкостью (например, маслом РМ) и ампулизируются посредством установки пироклапанов 32, 33 и 34.

Работа пневмогидравлического привода осуществляется следующим образом.

При хранении пневмогидравлического привода в составе изделия или длительном пассивном режиме работы в результате теплового воздействия расширение рабочей жидкости в полостях автомата сброса 8 и исполнительных агрегатах 17 компенсируется перетечкой рабочей жидкости по дополнительной сливной гидролинии 28 в пневмогидроаккумулятор 7. Перед началом работы двигательной установки 15 от системы управления подается сигнал на открытие электромагнитного управляющего клапана 6 и пироклапанов 32, 33 и 34.

В результате под давлением газа шар-баллона 10 рабочая жидкость из пневмогидроаккумулятора 7 через электромагнитный управляющий клапан 6 поступает на питание исполнительных агрегатов 17, которые по команде от системы управления установят двигательную установку 15 в необходимое положение. Одновременно под давлением газа шар-баллона 10 клапан 9 переместится на закрытие дополнительной сливной гидролинии 28.

По мере выхода насосного агрегата 3 на рабочий режим давление в напорной магистрали 2 и гидролинии управления 26 нарастает и чувствительные элементы 20 и 21 начинают перемещение со скоростью, соответствующей проводимости дросселя 29. При перемещении основной чувствительный элемент 20 через шток 23 подхватывает подпружиненный затвор 22 и перемещает последний на открытие автомата сброса жидкости 8. В результате рабочая жидкость из пневмогидроаккумулятора 7 под давлением газа шар-баллона 10 вытесняется на сброс.

После упора затвора 22 в торец полости 27 и дальнейшем нарастании давления в гидролинии управления 26 головка 24 отрывается от штока 23 и затвор 22 перемещается на закрытие автомата сброса жидкости 8.

При выходе насосного агрегата 3 на рабочий режим компонент топлива из бака 1 через электромагнитный управляющий клапан 6 поступает на заполнение пневмогидроаккумулятора 7 и на питание исполнительных агрегатов 17.

При отключении насосного агрегата 3 питание исполнительных агрегатов 17 осуществляется от пневмогидроаккумулятора 7 при подаче сигнала от системы управления на открытие электромагнитного управляющего клапана 6.

Использование предлагаемого пневмогидравлического привода позволяет повысить надежность при хранении за счет компенсации расширения жидкости при тепловом воздействии на систему путем соединения агрегатов пневмогидравлического периода с пневмогидроаккумулятором посредством дополнительной сливной гидролинии с установленными в ней клапаном перетечек и дросселя.

Сущность изобретения: в направляющей магистрали последовательно установлены насосный агрегат, автомат сброса жидкости, клапан перетечек с поршневыми полостями, электромагнитный управляющий клапан, пневмогидроаккумулятор с газовой полостью и исполнительными агрегатами. Пневмогидромагистраль сообщает поршневую полость клапана перетечек с газовой полостью пневмогидроаккумулятора. Клапан перетечек и дроссель последовательно размещены в дополнительной гидролинии слива, соединяющей полость затвора с поршневой полостью автомата сброса жидкости. 1 ил.

ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД преимущественно для систем автоматического регулирования управляемыми ракетами и космическими объектами с длительным временем пребывания на орбите, содержащий блок, напорную магистраль с последовательно установленными в ней насосным агрегатом, автоматом сброса жидкости, клапаном перетечек с поршневыми полостями, электромагнитным управляющим клапаном, пневмогидроаккумулятором с газовой полостью и исполнительными агрегатами и гидролинию слива, отличающийся тем, что с целью повышения надежности при длительном хранении, клапан снабжен пневмомагистралью, сообщающей поршневую полость клапана перетечек с газовой полостью пневмогидроаккумулятора, дополнительной гидролинией слива, соединяющей полость затвора с поршневой полостью автомата сброса жидкости, и дросселем, при этом клапан перетечек и дроссель последовательно размещены в дополнительной гидролинии слива.