ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ОРУДИЯ Российский патент 1998 года по МПК A01B61/04 

Изобретение относится к лесному и сельскохозяйственному машиностроению и, в частности, к почвообрабатывающим орудиям для обработки почвы на вырубках, засоренных камнями и пнями.

Известно предохранительное устройство плуга, содержащее шарнирно закрепленные на раме рабочие органы, связанные с источником давления гидроцилиндры и клапанную коробку с предохранительным и напорным золотниковыми клапанами, причем напорный клапан кинематически связан с датчиком тягового усилия (см ав.св. СССР N 1386065, М.кл. A 01 B 61/04, 07.04.88).

Недостатком устройства является его невысокая надежность в работе вследствие неизбежного перетекания рабочей жидкости из одного гидроцилиндра в другие независимо от работы предохранительного клапана и, следовательно, неспособности такого устройства обеспечить устойчивый ход рабочих органов на заданной глубине обработки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является предохранительное устройство почвообрабатывающего орудия, содержащее гидроцилиндры, шарнирно соединенные с рабочими органами и гидравлически связанные с аккумуляторами высокого и низкого давления (см. ав.св. СССР N 1604181, М.кл. A 01 B 61/04, 07.11.90).

Недостатками этого устройства являются его неспособность обеспечить надежное удержание рабочих органов в заглубленном положении, т.к. для этой цели используется аккумулятор низкого давления. К тому же из-за неизбежных утечек рабочей жидкости через уплотнения и соединения гидроэлементов, устройство требует периодической "подзарядки" рабочей жидкостью от внешнего источника. Вследствие указанных причин такое устройство недостаточно надежно в работе и не обеспечивает необходимого качества обработки почвы.

Задача, на решение которой направлено изобретение повышение надежности устройства за счет автоматического поддержания давления в гидроцилиндрах и снижения усилий, воздействующих на почвообрабатывающее орудие.

Это достигается тем, что известное устройство, содержащее гидроцилиндры, шарнирно соединенные с рабочими органами и гидравлически связанные с аккумуляторами высокого и низкого давления, снабжено золотниковым распределительным механизмом и сообщающимся с атмосферой компенсаторным бачком. При этом гидроцилиндры и аккумулятор высокого давления соединены с беспружинной торцевой полостью золотникового распределительного механизма, связанной также через обратный клапан с проточкой этого механизма. Аккумулятор низкого давления соединен с этой же проточкой и через обратный клапан с пружинной торцевой полостью золотникового распределительного механизма, которая, в свою очередь, соединена через обратный клапан с сообщающимся с атмосферой компенсаторным бачком. Кроме этого между аккумулятором низкого давления и компенсаторным бачком установлен предохранительный клапан.

На фиг. 1 схематически изображено почвообрабатывающее орудие, снабженное предохранительным устройством; на фиг. 2 схема работы предохранительного устройства при выглублении рабочих органов; на фиг. 3 то же, при заглублении рабочих органов.

Предохранительное устройство содержит поворотный грядиль 1 с рабочим органом 2, опирающимся снизу на упор 3. Гидроцилиндры объединены в общую магистраль 4 и каждый из гидроцилиндров 5 шарнирно установлен между грядилем 1 и рамой 6. Магистраль 4 вместе с подключенным к ней аккумулятором высокого давления 7 соединена с беспружинной торцовой полостью 8 золотникового распределительного механизма, состоящего из корпуса 9, золотника 10, пружины 11, проточки 12 и пружинной торцовой полости 13. Беспружинная торцевая полость 8 соединена с проточкой 12 через обратный клапан 14. Аккумулятор низкого давления 15 соединен с проточкой 12 и через обратный клапан 16 с пружинной торцевой полостью 13 золотникового распределительного механизма. Пружинная торцевая полость 13 соединена также через обратный клапан 17 с компенсаторным бачком 18, снабженным "плавающим" поршнем 19. Кроме того, между аккумулятором низкого давления 15 и компенсаторным бачком 18 установлен предохранительный клапан 20.

Предохранительное устройство почвообрабатывающего орудия работает следующим образом.

При движении рабочего органа 2 в почве на заданной глубине обработки (положение 1 рабочего органа на фиг. 1) грядиль 1 прижата к упору 3 усилием штока гидроцилиндра 5 благодаря давлению в магистрали 4, поддерживаемому аккумулятором высокого давления 7 и подпружиненным золотником 10. При этом давление в магистрали 4 рассчитывают, исходя из условия предотвращения ложных срабатываний предохранительного устройства, но в то же время обеспечивающего устойчивый ход рабочих органов в почве, насыщенной мелкими препятствиями в виде корней, порубочных остатков и т.п.

При наезде на препятствие (положение II рабочего органа на фиг. 1) грядиль 1 с рабочим органом 2 поворачивается вверх, воздействуя на шток гидроцилиндра 5, который перемещается и вытесняет небольшой объем рабочей жидкости в аккумулятор высокого давления 7 (фиг.2). Дальнейший рост давления в магистрали 4, а следовательно и в беспружинной торцевой полости 8, приводит к смещению подпружиненного золотника 10 до положения открытия проточки 12 и перетеканию основного объема рабочей жидкости в аккумулятор низкого давления 15. При этом рабочая жидкость из пружинной торцевой полости 13 через обратный клапан 16 вытесняется в аккумулятор низкого давления 15. Следовательно, с момента открытия золотником 10 проточки 12, что соответствует выглублению рабочего органа лишь до уровня поверхности почвы, давление в магистрали 4 и усилие на рабочем органе при его дальнейшем движении вверх по препятствию не увеличивается. Это положительное качество предохранительного устройства позволяет уменьшить силовые нагрузки на конструкцию и снизить рабочее сопротивление движения почвообрабатывающего орудия по препятствиям на лесных и сельскохозяйственных объектах.

После преодоления препятствия рабочий орган 2 возвращается в исходное положение под воздействием энергии обоих аккумуляторов, одновременно разряжающихся в магистраль 4: аккумулятор высокого давления 7 - непосредственно, а аккумулятор низкого давления 15 через обратный клапан 14 и беспружинную торцовую полость 8 (фиг. 3). При этом с момента начала возвращения рабочей жидкости в гидроцилиндр 5 золотник 10, вследствие снижения давления в магистрали 4, под воздействием пружины 11 возвращается в прежнее положение и перекрывает сообщение проточки 12 с полостью 8. Одновременно, за счет разряжения в полости 13 золотникового распределительного механизма, в нее поступает очередная незначительная по объему порция рабочей жидкости из компенсаторного бачка 18 через обратный клапан 17. Часть этой запасенной порции рабочей жидкости при следующем же срабатывании предохранительного устройства и, следовательно, движении золотника в сторону полости 13, поступает в магистраль 4 через обратные клапаны 16 и 14 для компенсации возможных внутренних и внешних утечек рабочей жидкости в соединениях и уплотнениях гидроэлементов предохранительного устройства, а излишки жидкости поступают в аккумулятор низкого давления 15 через обратный клапан 16. При этом периодически накапливающаяся избыточная рабочая жидкость поднимает давление в аккумуляторе низкого давления 15 сверх установленного, что приводит к автоматическому срабатыванию предохранительного клапан 20 и возвращению этой жидкости в компенсаторный бачок 18. Аналогично обеспечивается автоматическое поддержание заданного давления в магистрали 4 предохранительного устройства при температурном расширении рабочей жидкости.

Для предотвращения выплескивания и вытекания рабочей жидкости с открытой поверхности компенсаторного бачка 20 при работе почвообрабатывающего орудия, он снабжен свободно "плавающим" поршнем 19.

Таким образом предлагаемое предохранительное устройство позволяет повысить надежность устройства за счет автоматического поддержания заданного давления в гидроцилиндрах, независимо от утечек рабочей жидкости и влияния температурных воздействий внешней среды, а также уменьшить силовые нагрузки на конструкцию и снизить рабочее сопротивление почвообрабатывающего орудия на площадях, засоренных крупными камнями и пнями.

Использование: изобретение относится к лесному и сельскохозяйственному машиностроению и в частности к почвообрабатывающим орудиям для обработки почвы на вырубках, засоренных камнями и пнями. Сущность изобретения: устройство содержит поворотный грядиль с рабочим органом, опирающимся снизу на упор. Гидроцилиндры объединены в общую магистраль и каждый из гидроцилиндров шарнирно установлен между грядилем и рамой. Магистраль вместе с подключенным к ней аккумулятором высокого давления соединена с беспружинной торцовой полостью золотникового распределительного механизма, состоящего из корпуса, золотника, пружины, проточки и пружинной торцовой полости. Беспружинная торцевая полость соединена с проточкой через обратный клапан. Аккумулятор низкого давления соединен с проточкой, а также через обратный клапан с пружинной торцевой полостью золотникового распределительного механизма. Пружинная торцевая полость соединена через обратный клапан также с компенсаторным бачком, снабженным "плавающим" поршнем. Кроме того, между аккумулятором низкого давления и компенсаторным бачком установлен предохранительный клапан. Применение устройства позволяет повысить надежность за счет автоматического поддержания заданного давления в гидроцилиндрах независимо от утечек рабочей жидкости и температурных воздействий внешней среды, а также снизить нагрузки на конструкцию и уменьшить рабочее сопротивление почвообрабатывающего орудия. 3 ил.

Предохранительное устройство почвообрабатывающего орудия, включающее гидроцилиндры, шарнирно соединенные с рабочими органами и гидравлически связанные с аккумуляторами высокого и низкого давления, отличающееся тем, что устройство снабжено золотниковым распределительным механизмом и сообщающимся с атмосферой компенсаторным бачком, при этом гидроцилиндры и аккумулятор высокого давления соединены с беспружинной торцовой полостью золотникового распределительного механизма, связанной через обратный клапан с проточкой золотникового распределительного механизма, аккумулятор низкого давления соединен с этой же проточкой и через обратный клапан с пружинной торцовой полостью золотникового распределительного механизма, которая соединена через обратный клапан с компенсаторным бачком, а между аккумулятором низкого давления и компенсаторным бачком установлен предохранительный клапан.