ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РЕЖУЩИЙ АППАРАТ Российский патент 1996 года по МПК A01D34/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для скашивания растений, которые могут быть использованы в уборочных агрегатах, таких, как валковые жатки, зерно- и кормоуборочные комбайны. Кроме того, оно может найти применение в лесопарковом и городском хозяйствах для скашивания газонов, а также в горнодобывающей промышленности, в металлообработке и т.п. в установках для резки и раскроя материалов.

Процесс гидрорезки различных материалов относится к наиболее перспективным и высокоэффективным технологиям вследствие достаточной простоты конструкции, высокой производительности процесса резки для очень широкого класса сельскохозяйственных растений, а также других материалов: хрупких, мягких, липких, волокнистых и т.д. При этом исключается деформация обрабатываемого материала в прилегающих к зоне резания областях, обеспечивается экологическая чистота процесса. Вместе с тем широкое внедрение гидрорезки сдерживается отсутствием режущих аппаратов, обеспечивающих высокую эффективность затрачиваемой энергии (КПД). Невысокий КПД гидрорезных установок в большинстве случаев объясняется различными утечками, имеющими место на стыках отдельных узлов и устройств. При этом достаточно технически сложной эксплуатационной задачей является отыскание этих утечек и их устранение. В связи с этим создание надежной и удобной системы обнаружения утечек в гидравлическом режущем аппарате является актуальной проблемой для широкого внедрения технологии гидрорезки.

Известен гидравлический режущий аппарат, содержащий систему высокого давления, причем все уплотняемые соединения, подвижные и неподвижные, для визуального контроля утечек имеют дренажные отверстия [1] Однако этот аппарат имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что визуальное наблюдение утечек через дренажные отверстия затруднено или невозможно из-за наличия защитного кожуха.

Известен гидравлический режущий аппарат, содержащий мультипликатор давления, каждая из полостей которого линией высокого давления через обратные клапана сообщена с потребителем, а полость низкого давления соединена с гидроприводом. Этот мультипликатор снабжен системой зарядки рабочей жидкостью, сообщенной с линией высокого давления, а также индикаторами утечек жидкости с полостью для их сбора [2]
В известной линии высокого давления полости сообщены с дополнительной гидролинией с предохранительным клапаном, после которого установлен индикатор утечек, стенки полости для сбора утечек выполнены из прозрачного материала для визуального наблюдения за интенсивностью утечек.

Конструктивные особенности известного мультипликатора требуют визуального наблюдения за индикаторами, которое должно осуществляться постоянно, что в условиях реальной эксплуатации является невозможным и затруднительным ввиду большого числа контролируемых точек, что приводит к несвоевременному обнаружению и устранению утечек, а следовательно, к снижению КПД оборудования, и исключает возможность автоматизации.

В основу изобретения поставлена задача в гидравлическом режущем аппарате путем изменения конструкции индикаторов утечки и места их установки сократить время обнаружения утечек и, как следствие, повысить его КПД. Кроме того, обеспечивается возможность работы аппарата в автоматическом режиме.

Поставленная задача решается тем, что в гидравлическом режущем аппарате, содержащем мультипликатор, полости высокого давления которого линиями высокого давления через систему обратных клапанов сообщены с соплом, а полость низкого давления с гидроприводом, систему зарядки рабочей жидкостью, сообщенную с линией высокого давления, и индикаторы утечек жидкости с полостями для сбора утечек, все контролируемые индикаторы утечек соединения линии высокого давления с сообщенными с ней полостями высокого давления элементов станции охвачены деталями, в каждой из которых выполнено дренажное отверстие, сообщенное с соответствующим индикатором утечки, в донной части полости для сбора утечки которого помещена водорастворимая соль неорганической кислоты, над которой размещены анод и катод, соединенные с системой отключения станции и звуковой и световой сигнализациями.

Отличительные конструктивные особенности заявленного режущего аппарата сокращают время поиска утечек в системе высокого давления, поскольку при его работе обеспечивается постоянный автоматический контроль за утечками одновременно во всех соединениях, упрощается обнаружение утечек, что исключает потери давления в системе.

Дополнительно поставленная задача решается тем, что в линии высокого давления перед соплом установлен ресивер, что позволяет уменьшить пульсации давления рабочей жидкости.

На фиг. 1 приведена схема заявленного гидравлического режущего аппарата; на фиг. 2 уплотняемое соединение с дренажным отверстием, один из вариантов; на фиг. 3 схема индикатора утечки жидкости.

Гидравлический режущий аппарат содержит гидропривод 1 (фиг. 1), систему 2 зарядки рабочей жидкости, мультипликатор 3, имеющий поршень 4 и жестко связанные с ним плунжеры 5, размещенные в полостях высокого давления, уплотнения 6 высокого давления, охватывающие плунжеры 5. Аппарат имеет также ресивер 7, расположенный после системы обратных клапанов 8 перед соплом 9. Элементы системы высокого давления соединены линиями 10 высокого давления, причем все соединения имеют дренажные отверстия 11 (фиг. 2) в соединительной втулке. Гидропривод 1 и система 2 зарядки соединены соответственно с мультипликатором 3 и системой обратных клапанов 8 трубопроводами 12 низкого давления. Дренажные отверстия 11 соединены через отводные трубопроводы 13 непосредственно с индикаторами 14 утечки, в донной части корпуса 15 (фиг. 3) которого размещены водорастворимая соль 16 неорганической кислоты, например NaCl, KCl, CuSO₄, и два электрода 17 и 18 расположенные выше уровня засыпки соли, подключенных через токопроводы 19 к системе 20 управления аппарата и к сигнализации 21.

Гидравлический режущий аппарат работает следующим образом.

При движении агрегата, например валковой гайки, гидропривод 1 обеспечивает возвратно-поступательное движение поршня 4 и связанных с ним плунжером 5, которые поочередно вытесняют под высоким давлением рабочую жидкость (воду, растворы полимеров и т.д.) из левой или правой плунжерной полостей, затем жидкость проходит через систему обратных клапанов 8, ресивер 7, в котором аккумулируется потенциальная энергия сжатой рабочей жидкости, и вытекает в виде высокоскоростной струи через сопло 9, воздействуя на сельскохозяйственные растения или другой обрабатываемый материал. Для герметизации плунжерных полостей служат уплотнения 6, причем в корпусе мультипликатора 3 имеется дренажное отверстие 11. Такие же отверстия 11 имеют охватывающие детали всех контролируемых соединений, подвижных и неподвижных.

При разгерметизации контролируемого уплотнения рабочая жидкость по дренажному отверстию 11 и трубопроводу 13 поступает в донную часть корпуса 15 индикатора 14 (см. фиг. 3), где растворяет соль 16 с образованием электролита. Как только уровень электролита достигает электродов 17 и 18, происходит замыкание электрической цепи системы отключения аппарата на пульте 20 и срабатывает сигнализация 21, указывая, в каком уплотнении произошла разгерметизация.

Таким образом, изменения конструкции индикатора утечки, характерна его стыковки с контролируемой точкой, изменение вида регистрации и диагностики состояния системы, наличие автоматической связи с управлением работой режущего аппарата обеспечивают повышение эффективности его применения, так как отпадает необходимость в постоянном визуальном контроле за состоянием системы из-за сокращения сроков регистрации и обнаружения утечек. Кроме того, существенно повышается КПД аппарата из-за мгновенного его отключения в автоматическом режиме при появлении утечки в системе. Диаметр сопел, применяемых при гидрорезке растений, составляет 0,1-0,5 мм, поэтому любая негерметичность в системе высокого давления ведет к увеличению потребляемой аппаратом мощности, которая расходуется на компенсацию утечек. Разгерметизация, эквивалентная площади отверстия сопла, требует удвоения потребляемой мощности гидропривода, в противном случае снижается производительность уборочного агрегата.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к конструкциям для получения высоконапорных струй жидкости, используемых в жатках для резки растений. Кроме того, оно может быть использовано в различных отраслях промышленности для резки различных видов материалов. Технический результат от использования изобретения заключается в повышении эффективности процесса гидрорезки за счет повышения надежности эксплуатации гидравлического режущего аппарата и существенного роста его КПД. Аппарат содержит мультипликатор, полости высокого давления которого по линиям высокого давления через систему обратных клапанов сообщены с соплом, а полость низкого давления - с гидроприводом. Перед соплом имеется ресивер. В каждом узле соединения элементов системы высокого давления имеется дренажное отверстие, к которому подсоединяется индикатор утечки жидкости, состоящей из полости для сбора утечек, в донной части которой помещена соль неорганических кислот. Выше уровня засыпки соли размещены катод и анод. Индикатор электрически соединен с управлением режущего аппарата. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РЕЖУЩИЙ АППАРАТ, содержащий мультипликатор, полости высокого давления которого линиями высокого давления через систему обратных клапанов сообщены с соплом, а полость низкого давления - с гидроприводом, систему зарядки рабочей жидкостью, сообщенную с линией высокого давления, и индикаторы утечек жидкости с полостями для сбора утечек, отличающийся тем, что все контролируемые индикаторами утечек соединения линии высокого давления с сообщенными с ней полостями высокого давления элементов станции охвачены деталями, в каждой из которых выполнено дренажное отверстие, сообщенное с соответствующим индикатором утечки, в донной части полости для сбора утечки которого помещена водорастворимая соль неорганической кислоты, над которой размещены анод и катод, сообщенные с системой отключения станции и звуковой и световой сигнализациями. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что в линии высокого давления перед соплом размещен ресивер.