ОТКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1996 года по МПК F16K21/00 

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в гидросистемах машин для предотвращения потерь рабочей жидкости при аварийных разрушениях гидромагистралей.

Известно отключающее устройство, содержащее отжатый пружиной от седла запорный орган, хвостовик которого пропущен через центральное отверстие в перегородке, расположенной в корпусе между входной и выходной полостями и имеющей дренажные отверстия и механизм регулирования рабочих параметров, выполненный в виде имеющей устройство поворота шайбы с проходными отверстиями, охватывающей хвостовик запорного органа и установленной на перегородке с возможностью совмещения своих отверстий с дренажными отверстиями перегородки, причем на хвостовике со стороны выходной полости закреплена тарелка с дренажными отверстиями (1).

Основным недостатком известного аналога является низкая надежность его работы вследствие чувствительности запорного органа к рабочем пульсациям жидкости. В связи с этим возникающие при работе гидросистемы пульсации потока жидкости могут вызвать ложное срабатывание устройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является отключающее устройство, содержащее отжатый пружиной от седла запорный орган, хвостовик которого снабжен чувствительным элементом на конце и пропущен через центральное отверстие в перегородке, расположенной в корпусе между входной и выходной полостями и имеющей дренажные отверстия, причем в перегородке выполнена демпферная полость, ограниченная чувствительным элементом, в котором выполнено дроссельное отверстие, сообщающее демпферную полость с входной (2).

Основным недостатком известного прототипа является недостаточная надежность работы и эффективность его применения в гидросистемах мобильных машин, обусловленная тем, что запирание аварийной магистрали происходит в основном лишь по причине увеличения перепада давления Δ на запорном органе, пропорционально квадрату скорости V потока жидкости:

где ξ коэффициент местного сопротивления,
r плотность рабочей жидкости.

Очевидно, что не любое разрушение элемента гидромагистрали может вызвать достаточное увеличение скорости потока и срабатывание отключающего устройства.

Задачей изобретения является повышение чувствительности и надежности срабатывания запорного органа.

Этот технический результат достигается тем, что устройство снабжено клапаном, в корпусе которого установлен по скользящей посадке между входной и выходной полостями полый золотник, нагруженный пружиной со стороны выходной полости корпуса клапана, в которой выполнена кольцевая расточка, соединенная каналом обратной связи с демпферной полостью устройства, причем запорный орган выполнен в виде стакана с дренажными каналами со стороны днища, а золотник выполнен с поршнем, ограничивающим демпферную полость, сообщенную с полостью золотника через его дроссельное отверстие.

Сущность изобретения поясняется чертежами,
где:
на фиг. 1 представлено схематическое изображение отключающего устройства,
на фиг. 2 схема его подключения к гидросистеме.

Заявляемое устройство содержит корпус 1, между входной 2 и выходной 3 полостями которого установлена перегородка 4. Через центральное отверстие перегородки 4 пропущен по скользящей посадке запорный орган 5, выполненный в виде стакана с поршнем 6 на конце. Со стороны днища 7 запорный орган 5 имеет дренажные каналы 8. Внутри демпферной полости 9, ограниченной корпусом 1, перегородкой 4 и запорным органом 5, установлена пружина 10. В поршне 6 предусмотрено дроссельное отверстие 11, соединяющее полость 9 с входной 2. Устройство снабжено клапаном 12, между входной 13 и выходной 14 полостями которого установлен по скользящей посадке нагруженный пружиной 15 полый золотник 16, выполненный с поршнем 17 и дроссельным отверстием 28, сообщающим ограниченную поршнем 17 демпферную полость 19 с полостью 20 золотника клапана 12. В выходной полости 14 клапана 12 выполнена кольцевая расточка 21, соединенная каналом 22 обратной связи с управляемой демпферной полостью 9, которая в нормальном положении золотника 16 сообщена с выходной полостью 14 клапана 12.

Запорный орган устройства устанавливают в напорной магистрали гидросистемы (фиг. 2), а клапан в сливной.

Устройство работает следующим образом.

При расходе жидкости меньшем уровня срабатывания запорный орган 5 под действием пружины 10 и жидкости, находящейся в демпферной полости 9, удерживается в открытом положении. Подаваемая насосом жидкость через входную полость 2, дренажные каналы 8 в запорном органе 5 и выходную полость 3 устройства подводится посредством распределителя к исполнительному органу - например, к гидроцилиндру, откуда она поступает в клапан 12 и далее в бак гидросистемы.

При работе гидросистемы золотник 16 клапана 12 под действием потока жидкости находится в выдвинутом положении и перекрывает канал обратной связи 22. Давление жидкости в сообщающихся посредством дроссельного отверстия 11 входной 2 и демпферной 9 полостях одинаково. Запорный орган 5 надежно удерживается в открытом положении под действием пружины 10 и жидкости, находящейся в управляемой демпферной полости 9 под рабочим давлением. В случае разрушения рукава высокого давления или трубопровода мгновенно возрастает расход жидкости через запорный орган 5 и уменьшится через клапан 12, соответственно возрастает перепад давления в запорном органе 5 и уменьшится в клапане 12. В связи с этим запорный орган 5 и золотник 16 переместятся соответственно в сторону выходной 3 и входной 13 полостей. При этом золотник 16 откроет канал обратной связи произойдет мгновенное падение давления жидкости в управляемой демпферной полости 9. Причем давление в управляемой полости 9 будет значительно меньше давления жидкости во входной полости 2 из-за большого гидравлического сопротивления дроссельного отверстия 11. Увеличение перепада давления в запорном органе 5 и снижение давления в управляемой демпферной полости 9 вызовут запирание аварийной магистрали.

В процессе работы механизмов гидравлической машины расход жидкости колеблется и характеризуется большими пульсациями, вследствие чего необходимо их учитывать для исключения ложного срабатывания отключающего устройства. Для уменьшения влияния пульсаций золотник 16 клапана 12 выполнен с поршнем 17, ограничивающим демпферную полость 19. При действии импульса давления на золотник 16 она не может мгновенно переместиться ввиду неразрывности жидкости. Последний необходимо какое-то время, чтобы перетечь через отверстие 18. Этим обеспечивается гашение колебаний золотника и повышение точности настройки клапана.

В случае разрыва рукава высокого давления длительности импульса давления значительно превышает длительность заполнения жидкостью полости 19, что обуславливает надежное отпирание канала 22 и срабатывание устройства.

Таким образом, запирание аварийной магистрали происходит не только вследствие возрастания перепада давления в запорном органе, но и снижения давления жидкости, находящейся в управляемой демпферной полости, что способствует повышению чувствительности и надежности работы рассматриваемого устройства.

Использование: в гидросистемах машин для предотвращения потерь рабочей жидкости при аварийных разрушениях гидромагистралей. Сущность изобретения: устройство снабжено клапаном. В его корпусе перемещается полый золотник. Золотник нагружен пружиной со стороны выходной полости клапана. В корпусе клапана выполнена расточка. Расточка соединена каналом обратной связи с демпферной полостью устройства. Запорный орган выполнен в виде стакана с дренажными каналами со стороны его днища. 13 п. ф-лы, 2 ил.

1. Отключающее устройство, содержащее корпус с расположенной между входной и выходной полостями перегородкой и пропущенный через ее центральное отверстие нагруженный пружиной запорный орган с поршнем на конце, ограничивающим управляемую демпферную полость, сообщенную с входной посредством дроссельного отверстия в поршне, отличающееся там, что оно снабжено клапаном, в корпусе которого установлена по скользящей посадке между входной и выходной полостями полый золотник, нагруженный пружиной со стороны выходной полости корпуса клапана, в котором выполнена кольцевая расточка, соединенная каналом обратной связи с управляемой демпферной полостью устройства, причем запорный орган выполнен в виде стакана с дренажными каналами со стороны его днища. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что золотник клапана выполнен с поршнем, ограничивающим демпферную полость клапана, сообщенную с полостью золотника через дроссельное отверстие.