ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ АККУМУЛЯТОР НАСОСНО-АККУМУЛЯТОРНОГО ПРИВОДА ПРЕССА Российский патент 1997 года по МПК F15B1/02 

Предлагаемое изобретение относится к области прессового оборудования и предназначено для привода гидравлического пресса.

Тип гидропривода оказывает значительное влияние на схему прессовых установок. Наибольшее распространение имеют прессы с насосным приводом. Насосные приводы выполняют как безаккумуляторные, так и с аккумулятором. При насосных безаккумуляторных приводах для питания пресса рабочая жидкость высокого давления падает непосредственно от насосов. При насосно-аккумуляторных приводах для питания пресса рабочая жидкость подается во время рабочего хода пресса одновременно от аккумулятора и от насоса, в течение остановки, холостого и возвратного ходов пресса аккумулятора накапливает энергию для осуществления рабочего хода.

Основным элементом насосно-аккумуляторного привода является гидравлический аккумулятор, содержащий гидравлический и один или несколько воздушных баллонов, связанных между собой трубопроводами. Аккумулятор сообщен также с прессом и другими элементами насосноаккумуляторного привода, а именно с насосами высокого давления и с воздушным компрессором. Описание известных конструкций гидравлических аккумуляторов приведено в книге Ю.И.Кармацкого и Е. А.Коровина "Насосно-аккумуляторные станции".

В настоящее время в гидравлических аккумуляторах, работающих на воде (эмульсии), применяются гидравлические баллоны, не имеющие разделительных элементов, в них воздух непосредственно давит на поверхность жидкости.

Гидравлические аккумуляторы, не имеющие разделительных элементов, имеют недостаток в том, что при их работе происходит насыщение рабочей жидкости и в результате повышенный кавитационный износ клапанов-распределителей и другой гидроаппаратуры.

Контроль за изменением рабочего давления в известных гидравлических аккумуляторах определяют по изменению уровня рабочей жидкости в гидравлическом баллоне. Переключение насосов высокого давления с работы вхолостую на рабочий ход и обратно производят по сигналам от датчиков уровня рабочей жидкости, подключенных к гидравлическому баллону. Известны также конструкции контрольных устройств, реагирующих на изменение давления в аккумуляторе, например электроконтактные манометры.

Основное требование к работе контрольных устройств аккумуляторов это их надежность в эксплуатации, так как полное опорожнение или переполнение гидравлического баллона может приводить к серьезным авариям.

Известные конструкции контрольных устройств, следящих за изменением уровня жидкости в гидравлическом баллоне, имеют недостаток в том, что на контактах датчиков уровня наблюдаются отложения, которые влияют на работу датчиков и которые необходимо периодически счищать. Так в типовом руководстве по эксплуатации насосно-аккумуляторных станций, разработанном в новосибирском ПО "Тяжстанкогидропресс", периодичность очистки контактов датчиков уровня рекомендуется не реже 1 раза в месяц.

Известные конструкции контрольных устройств, реагирующих на изменение давления в аккумуляторе, имеют недостаток в том, что имеют большую погрешность измерения давления и поэтому используются только в качестве дублирующих приборов контроля.

Задача изобретения заключается в устранении отмеченных недостатков, а именно:
1) в исключении насыщения воздухом рабочей жидкости;
2) в обеспечении надежной работы гидравлического аккумулятора без необходимости частого проведения профилактического обслуживания контрольного устройства;
3) обеспечении незначительной величины погрешности измерения давления в гидравлическом баллоне.

Для этого к гидравлическому баллону, в котором размещена эластичная разделительная мембрана, подключен через дополнительный запорный клапан контрольный воздушный баллон, а контрольное устройство параметров рабочей жидкости выполнено в виде сигнализатора перепада давления и установлено параллельно дополнительному запорному клапану.

При этом переключение насосов высокого давления насосно-аккумуляторного привода с рабочего хода на холостой производят по сигналу от этого сигнализатора и с работы вхолостую на рабочий ход при снятии сигнала от этого сигнализатора. Следует также отметить, что при полном опорожнении гидравлического баллона его эластичная разделительная мембрана не даст проникнуть воздуху в трубопровод подачи рабочей жидкости прессу, что позволяет отказаться от использования в аккумуляторе клапана минимального уровня.

Упрощенная гидравлическая схема управления аккумулятором приведена на чертеже.

Гидравлический аккумулятор содержит: гидравлический баллон 1 с эластичной разделительной мембраной, сообщенный с воздушным баллоном 2, через вентиль-обратный клапан 3 с компрессором, через запорный клапан 4 с атмосферой, через параллельно подключенные запорный клапан 5 и сигнализатор перепада давления 6 с контрольным воздушным баллоном 7.

Аккумулятор работает следующим образом.

В исходном состоянии баллоны 1, 2, 7 заполнены воздухом от компрессора до минимального рабочего давления, клапаны 3, 4, 5 закрыты.

При включении насосов высокого давления и не работающем прессе гидравлический баллон 1 начинает заполняться рабочей жидкостью, подаваемой насосами. При этом за счет сжатия воздуха давление в баллонах 1,2 повышается. При достижении давления до максимального рабочего сигнализатор 6, имеющий уставку, равную разнице давлений между максимальным и минимальным рабочими давлениями, выдает сигнал на переключение насосов высокого давления на работу вхолостую (на себя).

Когда пресс начинает работать, рабочая жидкость из гидравлического баллона 1 поступает в его рабочие цилиндры, при этом за счет расширения воздуха давление в баллонах 1, 2 понижается. При снижении давления до величины, равной максимальному рабочему давлению минус дифференциал срабатывания сигнализатора 6, сигнал от сигнализатора 6 пропадает и насосы высокого давления переводятся на работу под нагрузкой, т.е. начинают подавать рабочую жидкость к прессу параллельно с гидравлическим баллоном 1.

Когда пресс прекратит работу, насосы высокого давления будут продолжать нагнетать рабочую жидкость в гидравлический баллон 1 до тех пор, пока давление не достигнет максимального рабочего, после чего по сигналу от сигнализатора 6 насосы переключатся на работу вхолостую.

В предложенном в материалах заявки гидравлическом аккумуляторе применены стандартные и серийно изготавливаемые элементы. Периодичность профилактического обслуживания аккумулятора определяется только цикличностью наработки разделительной мембраны гидравлического баллона, которая у известных конструкций составляет не менее 1 млн. циклов.

Использование: в прессовом оборудовании, в частности в приводах гидравлических прессов. Сущность изобретения: в гидравлическом аккумуляторе насосно-аккумуляторного привода пресса, содержащем гидравлический баллон, соединенный с воздушным баллоном, а также контрольным устройством параметров рабочей жидкости. К гидравлическому баллону, в котором размещена эластичная разделительная мембрана, подключен через дополнительный запорный контрольный воздушный баллон, а контрольное устройство параметров рабочей жидкости выполнено в виде сигнализатора перепада давлений и установлено параллельно дополнительному запорному клапану. 1 ил.

Гидравлический аккумулятор насосно-аккумуляторного привода пресса, содержащий гидравлический баллон, соединенный с воздушным баллоном, а также контрольным устройством параметров рабочей жидкости, отличающийся тем, что к гидравлическому баллону, в котором размещена эластичная разделительная мембрана, подключен через дополнительный запорный клапан контрольный воздушный баллон, а контрольное устройство параметров рабочей жидкости выполнено в виде сигнализатора перепада давлений и установлено параллельно дополнительному запорному клапану.