РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F15B5/00 G05D16/10 

Изобретение относится к регуляторам давления и может быть использовано в объемных гидроприводах грузоподъемных механизмов.

Известен предохранительный клапан, содержащий корпус, между входной, выходной и управляющей полостями которого установлен запорно-регулирующий орган и дроссель, установленный между входной и управляющей полостями, при этом управляющая полость соединена со сливом через вспомогательный запорно-регулирующий орган с гидравлически управляемой настройкой [1]
Приведенном клапане гидравлически управляемая настройка осуществляется путем преобразования гидравлического сигнала в усилие управления вспомогательным запорно-регулирующим элементом через поршень, что снижает качество регулирования скорости нарастания давления.

Из известных устройств наиболее близким по совокупности существенных признаков является регулятор давления, содержащий корпус, между входной, выходной и управляющей полостями которого установлен запорно-регулирующий орган и дроссель, установленный между входной и управляющей полостями, последняя из которых соединена со сливом либо через вспомогательный подпружиненный запорно-регулирующий орган, либо через запорно-регулирующий орган, выполненный в виде упругоэластичной мембраны, с обратной стороны которой установлен дроссель, соединяющий полость управления с надмембранной полостью [2]
В указанном регуляторе полость управления основного запорно-регулирующего органа соединена со сливом либо через вспомогательный запорно-регулирующий орган, либо через запорно-регулирующий орган, выполненный в виде упругоэластичной мембраны, с обратной стороны которой установлен дроссель, соединяющий полость управления основного запорно-регулирующего органа с надмембранной полостью.

Такое конструктивное решение позволяет улучшить качество регулирования жидкости по сравнению с предыдущими, а именно снизить скорость нарастания давления в гидролинии и более качественно ограничивать максимальное давление, что повышает надежность гидропривода.

Однако указанный регулятор давления не обеспечивает управление извне основным запорно-регулирующим органом и потоком рабочей жидкости в различные промежутки времени.

Кроме того, влияние положения основного запорно-регулирующего органа регулятора давления на давление управления в надмембранной полости снижает качество ограничения максимального давления гидропривода.

Задачей настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей регулятора и повышение качества регулирования.

Поставленная задача решается таким образом, что в известном регуляторе давления, содержащем корпус, между входной, выходной и управляющей полостями которого установлен подпружиненный запорно-регулирующий орган и дроссель, установленный между входной и управляющей полостями, последняя из которых соединена со сливом либо через вспомогательный подпружиненный запорно-регулирующий орган, либо через запорно-регулирующий орган, выполненный в виде упругоэластичной мембраны, с обратной стороны которой установлен дроссель для подвода жидкости, соединенный с надмембранной полостью, полость управления соединена со сливом через дополнительно введенный запорно-регулируемый орган с электромагнитным управлением, а надмембранная полость соединена через дроссель с входной полостью.

В качестве дополнительного запорно-регулирующего органа может быть использовано либо гидрораспределитель, либо гидроклапан с электромагнитным управлением.

В предлагаемом регуляторе дополнительно введенный запорно-регулирующий орган с электромагнитным управлением позволяет воздействовать извне на основной запорно-регулирующий орган и следовательно на поток рабочей жидкости в любой момент времени, что расширяет функциональные возможности регулятора.

Соединение надмембранной полости непосредственно с входной полостью исключает влияние основного запорно-регулирующего органа на давление управления в надмембранной полости и обеспечивает тем самым более стабильную работу первого, повышая качество ограничения максимального давления в гидролинии.

На чертеже изображен общий вид регулятора давления.

Регулятор давления содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 полостями. В корпусе расположен клапан 4 с дроссельным отверстием 5 со стороны подводящего отверстия 2. Установочная пружина 6 расположена в надклапанной полости 7, которая соединена отверстием 8 с вспомогательным клапаном 9 и настроечной пружиной 10 для ограничения максимального давления. В корпусе 11, расположенном на корпусе 1, размещен подпружиненный запорно-регулирующий орган 12, состоящий из мембраны 13 и седла 14. Управляющая надмембранная полость 15 соединена через дроссель 16 и отверстие 17 в корпусе 1 с входной полостью 2.

Входная полость 18 запорно-регулирующего элемента 12 соединена отверстием 19 с управляющей полостью 7, а выходная полость 20 запорно-регулирующего элемента 12 через отверстие 21 с выходной полостью 3.

На корпусе 1 установлен гидрораспределитель с электромагнитным управлением, состоящий из корпуса 22 и золотника 23, соединенного с электромагнитом 24. В корпусе 22 выполнены две расточки 25 и 26, первая из которых соединена со сливом, а вторая через расточку 27 в корпусе 1 соединена с надклапанной полостью 7.

Регулятор давления работает следующим образом.

При повышении давления во входной полости 2 происходит рост давления в надклапанной полости 7 и 18 из-за дроссельного отверстия 5 в клапане 4. На запорно-регулирующем органе 12 возникает перепад давления, обусловленный наличием дросселя 16 и надмембранной полости 15.

Под воздействием перепада давления между упругой мембраной 13 и седлом 14 образуется щель, через которую рабочая жидкость движется из входной полости 2 через дроссельное отверстие 5 клапана 4, надклапанную полость 7, отверстие 21 и полость 18 в полость 20 и через отверстие 21 в выходную полость 3.

Движение жидкости через дроссельное отверстие 5 создает перепад давления на клапане 4, вызывая его открытие, в результате которого рабочая жидкость получает возможность движения из входной полости 2 в выходную 3.

Во время роста давления образованная между мембраной 13 и седлом 14 щель работает как автоматически регулируемый дроссель, управляя клапаном 4 и сбрасывая часть жидкости из входной полости 2 на слив. Таким образом поддерживается постоянной скорость нарастания давления в подводящем отверстии 2.

При дискретном изменении дросселя 16 и объема управляющей надмембранной полости 15 изменяется перепад давления на запорно-регулирующем органе 12, в результате которого изменяется степень открытия щели между мембраной 13 и седлом 14, вливающая на степень открытия клапана 4 и скорость нарастания давления в подводящем отверстии 2.

При прекращении роста давления во входной полости 2 действующие на запорно-регулирующий элемент 12 и мембрану 13 давления со стороны полости 18 и управляющей надмембранной полости 15 выравниваются, в результате чего щель между седлом 14 и мембраной 13 перекрывается. Движение жидкости через дроссельное отверстие 5 клапана 4 прекращается, давления в надклапанной и входной полостях выравниваются и клапан под действием пружины 6 закрывается, перекрывая движение жидкости из входной полости 2 в выходную 3.

При повышении давления во входной полости 2 до максимально допустимой величины отжимается пружина 10 клапана 9, клапан открывается, сливая часть жидкости из управляющей полости 7 в выходную полость 3. Из-за движения жидкости через дроссель 5 из входной полости 2 в выходную 3 происходит открытие клапана. Клапан 4 работает как основной запорно-регулирующий элемент непрямого действия, сливая основной поток жидкости из входной полости 2 в выходную полость 3.

При подаче электрического сигнала на электромагнит 24 происходит перемещение золотника 23, в результате чего надклапанная полость 7 соединяется через расточку 27 в корпусе 1 со сливом. Жидкость из входной полости 2 движется через дроссель 5 в надклапанную полость 7 и через золотник 23 на слив. На дросселе 5 возникает перепад давления, вызывающий открытие клапана 4, через который жидкость из входной полости 2 перетекает в выходную полость 3. Таким образом в любой момент времени при подаче электрического сигнала возможно регулирование параметров потока жидкости в входной полости 2 регулятора.

Работа регулятора давления с гидроклапаном с электромагнитным управлением аналогична описанной выше.

Использование предлагаемого регулятора позволяет расширить функциональные возможности путем использования электрического сигнала из вне и повысить качество регулирования.

Использование: в объемных гидроприводах грузоподъемных механизмов. Сущность: в регуляторе давления, содержащем корпус, между входной, выходной и управляющей полостями которого установлен подпружиненный запорно-регулирующий орган и дроссель, установленный между входной и управляющей полостями. Полость управления соединена со сливом либо через вспомогательный подпружиненный запорно-регулирующий орган, либо через запорно-регулирующий орган, выполненный в виде упругоэластичной мембраны, с обратной стороны которой установлен дроссель для подвода жидкости, либо через дополнительной запорно-регулирующий орган с электромагнитным управлением. Надмембранная полость соединена через дроссель с входной полостью. В качестве дополнительного запорно-регулирующего органа может быть использован либо гидрораспределитель, либо гидроклапан с электромагнитным управлением. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Регулятор давления, содержащий корпус, между входной, выходной и управляющей полостями которого установлен подпружиненный запорно-регулирующий орган, и дроссель, установленный между входной и управляющей полостями, последняя из которых соединена со сливом либо через вспомогательный подпружиненный запорно-регулирующий орган, либо через запорно-регулирующий орган, выполненный в виде упругоэластичной мембраны, с обратной стороны которой установлен дроссель для подвода жидкости, соединенный с надмембранной полостью, отличающийся тем, что полость управления соединена со сливом через дополнительно введенный запорно-регулирующий орган с электромагнитным управлением, а надмембранная полость соединена через дроссель с входной полостью. 2. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что в качестве дополнительного запорно-регулирующего органа использован либо гидрораспределитель, либо гидроклапан с электромагнитным управлением.