ГИДРОСИСТЕМА СКЛАДНОГО ВОЗИМОГО МОСТА МОСТОУКЛАДЧИКА Российский патент 1998 года по МПК E01D15/12 F15B1/26 

Изобретение относится к мостоукладчикам, а конкретно, к гидросистемам складных мостов возимых и укладываемых мостоукладчиками, выполненными на гусеничном или колесном шасси.

Известна гидросистема складного моста танкового мостоукладчика, содержащая гидроцилиндры механизмов раскрывания моста, регуляторы потока в виде дросселей, установленных на входах рабочих полостей гидроцилиндров, гидрозамки запирания полостей гидроцилиндров, стыковочные узлы с гидро- и электроразъемами для соединения с гидросистемой мостоукладчика и гидролинии соединяющие гидроцилиндры со стыковочными узлами [1].

Недостатком описанной гидросистемы является то, что в ней возможно разрушение гидроцилиндров при повышении рабочей жидкости из-за ее теплового объемного расширения во время повышения температуры окружающего воздуха. Действительно, поскольку ограничение давления в гидросистеме моста при ее работе производится предохранительными клапанами, размещенными на мостоукладчике, то после укладки моста и разъединения гидросистем моста и мостоукладчика давление в гидросистеме моста может превысить допустимые значения. Так мост, уложенный на преграду или оставленный на хранение зимой, при отрицательных температурах, может находиться в этом положении до лета, когда под воздействием прямых солнечных лучей его металлоконструкции нагреваются до 80 - 90^oC, а общий нагрев рабочей жидкости за этот период достигает 100^oC. Это приводит, при объеме рабочей жидкости в гидросистеме моста около 100 л, к повышению давления до 1000 кг/см² (если рабочая жидкость на основе минеральных масел).

Известна гидросистема складного возимого моста колесного мостоукладчика ТММ4, разработанного ОКБ Стройдормаш", г. Киев [2].

Гидросистема содержит гидроцилиндры 23 и 24 раскрывания моста, стыковочный узел 25 с гидроразъемами 26 и 27 для соединения с гидросистемой мостоукладчика, гидролинию 28 раскрывания моста и гидролинию 29 складывания моста, которые соединяют стыковочное устройство 25 с соответствующими рабочими полостями гидроцилиндров 23 и 24. В гидролиниях установлены гидрозамки 30 и 31, запирающие полости гидроцилиндров, делители потока 32 - 35, обеспечивающие синхронное раскрывание и складывание моста, а к гидролиниям подключены предохранительные клапаны 36 и 37 для предохранения гидросистемы от перегрузки при повышении реактивного давления. Параллельно делителям потока подключены обратные клапаны 38 - 45, которые пропускают обратные потоки рабочей жидкости в обход делителей потока. Переход гидролиний с одной секции моста на другую выполнен в виде гидрошарнира 46.

Работа известной гидросистемы происходит следующим образом. При раскрытии моста рабочая жидкость из гидросистемы мостоукладчика через гидроразьем 27 стыковочного узла 25 подается под давлением в гидролинию 28, по которой, через гидрозамок 31, она поступает на вход делителя потока 33. В делителе поток рабочей жидкости делится на две равные части, одна из которых поступает на вход делителя потока 35 правой колеи, в другая поступает на вход делителя потока левой колеи (на схеме не показано, т.к. часть гидросистемы, расположенная на левой колее, аналогична правой колее). В свою очередь часть потока рабочей жидкости, поступившей на вход делителя потока 35, делится еще раз на две равные части. Одна из этих частей поступает через гидрошарнир 46 в поршневую полость гидроцилиндра 24, другая - в поршневую полость гидроцилиндра 23. Поступившая в левую колею рабочая жидкость также делится на две части и аналогично поступает в гидроцилиндры левой колеи. Происходит синхронное выдвижение штоков гидроцилиндров правой и левой колеи моста. Мост раскрывается.

Из штоковых полостей гидроцилиндров 23 и 24 рабочая жидкость поступает к делителю потока 34. Открывая обратные клапаны 42 и 43, два потока из гидроцилиндров объединяются в один, который поступает к делителю потока 32, и, открывая обратный клапана 38, минует делитель потока и проходит через гидрозамок 30 и гидроразъем 26 стыковочного узла в сливную гидролинию мостоукладчика.

Аналогично из штоковых полостей гидроцилиндров левой колеи моста рабочая жидкость поступает к делителю потока 32, минует его через обратный клапан 39 и, объединившись после обратного клапана с потоком рабочей жидкости из гидроцилиндров 23 и 24, проходит в сливную гидролинию мостоукладчика.

Для складывания колей моста рабочая жидкость из гидросистемы, мостоукладчика, через гидроразьем 26 стыковочного узла, поступает в гидролинию 29 складывания, по которой она подается к делителю потока 32, далее к делителям потока 34 правой колени и к делителю потока левой колеи моста. После делителей потока равными объемами рабочая жидкость поступает в штоковые полости гидроцилиндров. Мост складывается.

При превышении реактивного давления в штоковых полостях гидроцилиндров свыше допустимых значений (в гидросистеме моста ТММ4 это 170 кг/см²) предохранительный клапан 36 перепускает излишки рабочей жидкости в поршневые полости этих гидроцилиндров. При превышении реактивного давления в поршневых полостях излишек рабочей жидкости сбрасывается предохранительным клапаном 37 в атмосферу.

Недостатком описанной гидросистемы является то, что она допускает безвозвратные потери рабочей жидкости, что усложняет ее обслуживание при эксплуатации, а также то, что она производит загрязнение окружающей среды. Действительно, если во время хранения моста или во время его нахождения на перекрываемом препятствии рабочая жидкость в гидросистеме нагреется, то за счет ее теплового объемного расширения давление в гидросистеме возрастает и предохранительный клапан сбросит излишки рабочей жидкости в окружающую среду, на почву, в реку и т.п. В последующем, при охлаждении рабочей жидкости, ее объем уменьшится и в гидросистеме создастся пониженное давление (разряжение). Это может привести к подсосу воздуха из атмосферы, созданию в трубопроводах и гидроцилиндрах воздушных полостей, неравномерности работы гидропривода. При техническом обслуживании требуется дозаправка гидросистемы рабочей жидкостью и выпуск воздуха, что усложняет и удорожает ее эксплуатацию.

Целью изобретения является обеспечение эксплуатации гидросистемы без загрязнения окружающей среды, а также экономия рабочей жидкости.

Поставленная цель в гидросистеме складного возимого моста мостоукладчика, содержащей гидроцилиндры раскрывания моста, соединенные гидролиниями раскрывания и складывания со стыковочным устройством для подключения к гидросистеме мостоукладчика и предохранительные клапаны, достигается тем, что гидросистема снабжена компенсационным гидробаком и двумя парами обратных клапанов, при этом гидробак одной линией связан с полостью высокого давления предохранительного клапана, использованного в качестве компенсационного и подключенного к подклапанным полостям первой пары обратных клапанов, связанных один - с гидролинией раскрывания, другой - с гидролинией складывания, а второй линией компенсационный гидробак связан с полостью низкого давления предохранительного клапана, использованного в качестве температурного и подключенного полостью высокого давления к надклапанным полостям второй пары обратных клапанов, которые связаны один - с гидролинией раскрывания, а другой - с гидролинией складывания. Кроме того, с целью автоматического возврата в гидросистему вытесненной рабочей жидкости компенсационный гидробак выполнен герметичным и заполнен газом под начальным давлением наддува, а компенсационный предохранительный клапан выполнен с давлением срабатывания равным начальному давлению наддува в гидробаке. Одновременно с этим, с целью предотвращения образования воздушных пробок в гидросистеме после ее охлаждения, компенсационный гидробак дополнительно предварительно заряжен рабочей жидкостью при нормальной температуре на 40 - 50% его гидравлической емкости.

Анализ отличительных признаков гидросистем и обеспечиваемых ими технических результатов показал, что
ввод в гидросистему компенсационного гидробака обеспечил возможность сбора излишков рабочей жидкости, возникающих при ее тепловом объемном расширении;
ввод в гидросистему двух пар обратных клапанов и указанное подключение одного из них к гидролинии раскрывания, а другого - к гидролинии складывания обеспечивает возможность сбора рабочей жидкости из двух гидролиний в один гидробак и последующей возврат рабочей жидкости из гидробака в обе гидролинии без перетекания жидкости между гидролиниями;
указанная связь гидробака одной линией с полостью высокого давления предохранительного компенсационного клапана, а другой - с полостью низкого давления предохранительного температурного клапана обеспечивает сбор излишков рабочей жидкости только при превышении давления допустимых значений и последующий возврат рабочей жидкости из гидробака в гидролинии при снижении давления;
выполнение компенсационного гидробака герметичным и заполнение его газом под начальным давлением наддува обеспечивает преодоление гидравлического сопротивления обратных клапанов, трубопровода и т.п. для полного возврата рабочей жидкости из гидробака в гидролинии;
выполнение компенсационного предохранительного клапана с давлением срабатывания равным начальному давлению наддува предохраняет гидросистему от поступления в нее газа из гидробака;
указанное предварительное заполнение компенсационного гидробака рабочей жидкостью на 40-50% его гидравлической емкости обеспечивает полное заполнение гидросистемы рабочей жидкостью и предотвращает образование воздушных пробок при охлаждении и сжатии рабочей жидкости в гидросистеме.

Изобретение поясняется чертежом, где изображена принципиальная гидравлическая схема гидросистемы моста.

По расположению на составных частях моста гидросистема подразделяется на гидросистему левой и правой колеи моста. На схеме показана гидросистема одной колеи (левой), а часть гидросистемы расположенная на другой колее, условно не показана, так как ее устройство и работа аналогичны.

Гидросистема содержит исполнительные органы, которыми являются гидроцилиндры 1 и 2 для привода механизмов раскрывания моста. Питание гидросистемы моста производится от гидросистемы мостоукладчика через стыковочные узлы 3 и 4, которые содержат гидроразъемы 5 - 8. Стыковочные узлы 3 и 4 расположены на противоположных концах моста, так как стыковка моста и мостоукладчика может производиться с любого конца. Рабочие полости гидроцилиндров 1 и 2 связаны с гидроразъемами 5 - 8 стыковочных узлов 3 и 4 гидролиниями. Поршневые полости гидроцилиндров 1 и 2, при подаче рабочей жидкости в которые происходит раскрывание моста, связаны с гидроразъемом 6 гидролинией 9 раскрывания. Штоковые полости гидроцилиндров 1 и 2, при подаче в которые рабочей жидкости происходит складывание моста, связаны с гидроразъемом 5 гидролинией 10 складывания. В гидролинию 9 установлены делители потока 11 и 12, обеспечивающие синхронное раскрытие и складывание колей моста. Между гидролиниями 9 и 10 подключен предохранительный клапан 13, предназначенный для предохранения гидросистемы моста от перегрузки при повышении реактивного давления в поршневых полостях гидроцилиндров при складывании моста внешней силой. К гидролиниям 9 и 10 раскрывания и складывания через обратные клапаны 14, 15 и предохранительный клапан 16 подключен компенсационный гидробак 17 для сбора излишков рабочей жидкости, возникающих при ее температурном расширении. Клапаны 14 и 15 установлены с возможностью пропуска рабочей жидкости из гидролиний 9 и 10 в гидробак 17. Для этого предохранительный температурный клапан 16 подключен полостью низкого давления к гидробаку 17, а полостью высокого давления - к надклапанным полостям обратных клапанов 14 и 15, подклапанные полости которых сообщены с гидролиниями 9 и 10 раскрывания и складывания. Давление срабатывания предохранительного температурного клапана 16 превышает как максимальное давление в гидросистеме при ее работе, которое задается предохранительным клапаном гидросистемы мостоукладчика (не показана), так и максимальное реактивное давление в гидроцилиндрах 1 и 2, определяемое давлением срабатывания реактивного предохранительного клапана 13.

Для компенсации сокращения объема рабочей жидкости в гидросистеме при ее охлаждении, гидробак 17 сообщается с гидролиниями 9 и 10 второй линией связи, в которой установлен предохранительный компенсационный клапана 18 и обратные клапаны 19 и 20. В этой линии клапаны установлены с возможностью пропуска рабочей жидкости от гидробака 17 к гидролиниям 9 и 10, т.е. полостью высокого давления компенсационный клапан 18 подключен к гидробаку 17, а полостью низкого давления - к подклапанным полостям обратных клапанов 19 и 20. Компенсационный гидробак 17 выполнен герметичным и заполнен воздухом или другим газом под начальным давлением наддува в 1 - 3 кг/см². Давление наддува предназначено для гарантированного "выдавливания" рабочей жидкости из гидробака в гидролинии. Для удержания газа в гидробаке предохранительный компенсационный клапан 18 выполнен с давлением срабатывания равным давлению наддува в гидробаке. Кроме газа компенсационный гидробак 17 заполнен при нормальной температуре на 40 - 50% своего гидравлического объема рабочей жидкостью. Эта жидкость необходима для компенсации сокращения объема рабочей жидкости в гидросистеме моста при ее охлаждении.

К гидробаку 17 подключен предохранительный клапан 21, предохраняющий гидробак от разрушения при переполнении.

Переход гидролиний между секциями моста осуществляется гидрошарниром 22.

Гидросистема работает следующим образом.

Для раскрывания моста рабочая жидкость из гидросистемы мостоукладчика подается через гидроразъем 6 стыковочного узла 3 в гидролинию 9 раскрывания. По гидролинии 9 рабочая жидкость поступает на вход делителя потока 11. В делителе потока 11 поток рабочей жидкости делится на две равные части, одна из которых поступает на вход делителя потока 12 левой колеи моста, а другая - на вход делителя правой колеи (не показан). Часть потока рабочей жидкости, поступившая на вход делителя потока 12, делится еще раз не две равные части. Одна из этих частей потока проходит через гидрошарнир 22 и поступает в поршневую полость гидроцилиндра 2, другая поступает в поршневую полость гидроцилиндра 1. Аналогично происходит и поступление рабочей жидкости в гидроцилиндры правой колеи. В это время штоковые полости гидроцилиндров через гидролинию через гидролинию 10 и гидроразъем 5 подключаются к гидролинии слива мостоукладчика. Штоки всех гидроцилиндров синхронно выдвигаются и мост раскрывается.

Для складывания моста рабочую жидкость подают через гидроразъем 5 в гидролинию 10 складывания левой колеи и в аналогичную гидролинию складывания на правой колее. Из гидролинии 10 рабочая жидкость поступает в штоковые полости гидроцилиндров 1 и 2, а их поршневые полости, которые через делители потока 12 и 11 сообщаются с гидролинией 9, подключаются через гидроразъем 6 к гидролинии слива мостоукладчика. Делители потока - агрегаты реверсивного типа, производят как деление одного потока на две равные части при движении жидкости в одну сторону, так и суммирование равными частями двух потоков в один поток при движении в другую сторону. Таким образом, уборка штоков цилиндров происходит также синхронно. Моста складывается.

При эксплуатации моста без мостоукладчика, когда он в раскрытом виде установлен на препятствие или в сложенном виде находится на хранении, гидросистема моста отстыкована от гидросистемы мостоукладчика. В этом случае при сезонных или суточных изменениях температуры окружающего воздуха рабочая жидкость в гидросистеме моста также нагревается или охлаждается и, соответственно, ее объем увеличивается или уменьшается, так как гидросистема заперта, то увеличение объема жидкости приводит к увеличению давления в ней. Поскольку жидкость из поршневых полостей гидроцилиндров 1, 2 и гидролинии раскрывания 9 через обратный клапан 15, а из штоковых полостей и из гидролинии 10 через обратный клапан 14 поступает к полости высокого давления предохранительного клапана 16, то при достижении рабочей жидкостью давления срабатывания этого клапана, он открывается и перепускает часть рабочей жидкости в компенсационный гидробак 17. Поступая в гидробак рабочая жидкость сжимает находящийся там газ, и его давление увеличивается. В дальнейшем, при охлаждении рабочей жидкости в гидросистеме, ее давление уменьшается. В этом случае срабатывает (открывается) предохранительный клапан 18 и рабочая жидкость из гидробака 17 через предохранительный клапан 18 и обратные клапаны 19 и 20 возвращается в гидролинии 9, 10 и рабочие полости гидроцилиндров 1 и 2, компенсируя уменьшение объема охлаждающейся жидкости.

Если после достижения жидкостью нормальной температуры она продолжает охлаждаться до отрицательной температуры, то из компенсационного бака в гидросистему будет возвращаться не только жидкость поступившая в бак при нагреве, но дополнительно производится и подача жидкости первоначально находящейся в баке. В условиях резко континентального климата, под воздействием прямых солнечных лучей металлоконструкции моста могут нагреваться до 80-90^oC, и в этой же местности возможны холода до минус 30 - 40^oC.

Таким образом, перепад температуры при нагреве, относительно нормальной температуры 20^oC, достигает 60 - 70 градусов, а при охлаждении 50 - 60 градусов. Поэтому при первоначальной заправке гидросистемы моста компенсационный бак необходимо заправить рабочей жидкость на 40 - 50% его гидравлической емкости. Этой жидкости будет достаточно для компенсации охлаждения гидросистемы, а оставшегося объема гидробака - для сбора излишков рабочей жидкости при ее нагреве.

Общая гидравлическая емкость компенсационного гидробака определяется в зависимости от емкости гидросистемы и коэффициента объемного расширения конкретного вида рабочей жидкости по известным формулам.

Таким образом, предложенная гидросистема складного возимого моста мостоукладчика обеспечивает эксплуатацию гидросистемы без загрязнения окружающей среды и экономию рабочей жидкости.

Гидросистема складного возимого моста мостоукладчика предназначена для мостоукладчиков мобильных машин. Гидросистема содержит гидроцилиндры раскрывания моста, соединенные гидролиниями раскрывания и складывания со стыковочным устройством для подключения к гидросистеме мостоукладчика, и предохранительные клапаны, подключенные к линиям компенсационного гидробака, предварительно заполненного рабочей жидкостью и газом под давлением наддува, обеспечивает сохранение и последующий возврат в гидросистему излишков рабочей жидкости, образующихся при ее тепловом объемном расширении, что экономит рабочую жидкость и предотвращает загрязнение окружающей среды. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Гидросистема складного возимого моста мостоукладчика, содержащая гидроцилиндры раскрывания моста, соединенные гидролиниями раскрывания и складывания со стыковочным устройством для подключения к гидросистеме мостоукладчика, и предохранительные клапаны, отличающаяся тем, что гидросистема снабжена компенсационным гидробаком и двумя парами обратных клапанов, при этом гидробак одной линией связан с полостью высокого давления предохранительного клапана, использованного в качестве компенсационного и подключенного к подклапанным полостям первой пары обратных клапанов, связанных один - с гидролинией раскрывания, а другой - с гидролинией складывания, а второй линией компенсационный гидробак - с полостью низкого давления предохранительного клапана, использованного в качестве температурного и подключенного полостью высокого давления к надклапанным полостям второй пары обратных клапанов, которые подключены один - к гидролинии раскрывания, а другой - к гидролинии складывания. 2. Гидросистема по п.1, отличающаяся тем, что компенсационный гидробак выполнен герметичным и заполнен газом под начальным давлением наддува, а компенсационный предохранительный клапан выполнен с давлением срабатывания, равным начальному давлению наддува в гидробаке. 3. Гидросистема по п.2, отличающаяся тем, что компенсационный гидробак дополнительно предварительно заряжен рабочей жидкостью при нормальной температуре на 40 - 50% его гидравлической емкости.