ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ Российский патент 1999 года по МПК F15B13/42 

Изобретение относится к гидравлическим устройствам для управления навесным оборудованием тракторов, сельскохозяйственных и других мобильных машин.

Для обеспечения надежного удержания в транспортном положении навесного оборудования в рабочие гидролинии гидрораспределителей устанавливаются гидрозамки. В трехпозиционных гидрораспределителях применение гидрозамков не вызывает затруднений, но в четырехпозиционных гидрораспределителях, выполняющих режим плавающего положения навесного оборудования, необходимо применение дополнительных технических решений.

Из авторского свидетельства N 985473, кл. F 15 B 11/08 от 30.12.82 г. известен гидрораспределитель, содержащий основной золотник с напорной, сливной и рабочими гидролиниями, в которых расположен двухсторонний гидрозамок, причем с целью обеспечения плавающего режима работы потребителя гидрораспределитель дополнительно снабжен двумя односторонними гидрозамками, управляемыми от двухпозиционного золотника.

Известный гидрораспределитель характеризуется повышенной сложностью конструкции, так как к уже имеющемуся двухстороннему гидрозамку, обеспечивающему герметичность рабочих гидролиний, дополнительно устанавливаются два односторонних гидрозамка, необходимые только для обеспечения плавающего режима.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является гидрораспределитель по авторскому свидетельству N 1707293 A1, кл. F 15 B 11/08 от 23.01.92 г., содержащий основной золотник с напорной, сливной и выходными гидролиниями, которые сообщены с рабочими гидролиниями и с расположенными в них гидрозамками, выполненными в общем корпусе и установленными с возможностью взаимодействия их поршней управления, избирательное устройство передачи наибольшего давления, соединенное входами с рабочими гидролиниями, а выходом через двухпозиционный золотник в рабочей позиции сообщенное с полостью управления гидрозамков.

Известный гидрораспределитель, имея более простую конструкцию, обеспечивает плавающий режим, но в связи с тем, что гидролиния, передающая давление наиболее нагруженной рабочей гидролинии, перекрывается двухпозиционным золотником, имеющим гарантированный зазор в отверстии корпуса, надежная герметичность запертых рабочих гидролиний не обеспечивается.

Цель изобретения - повышение надежности герметизации рабочих гидролиний гидрораспределителя.

Указанная цель достигается тем, что в гидрораспределителе, содержащем основной золотник, напорную, сливную и рабочие гидролинии, в которых расположены гидрозамки с полостью их управления, избирательное устройство передачи наибольшего давления нагрузки, соединенное входами с рабочими гидролиниями, а выходом - с гидролинией, содержащей двухпозиционный золотник, соединяющий полость управления гидрозамками со сливной гидролинией, двухпозиционный золотник со стороны одного торца снабжен подпружиненным обратным клапаном, пружинная полость которого сообщена с гидролинией, соединенной с выходом избирательного устройства передачи наибольшего давления нагрузки, а отверстие седла обратного клапана соединено с полостью управления гидрозамками, причем двухпозиционный золотник установлен с возможностью взаимодействия с обратным клапаном и основным золотником. Двухпозиционный золотник на участке между обратным клапаном и полостью, соединенной со сливной гидролинией, выполнен по меньшей мере с двумя радиально противоположными плоскими лысками. Со стороны торца золотника, противоположного обратному клапану, образована полость, соединенная с его пружинной полостью и имеющая уплотнение наружной поверхности золотника одинакового по диаметру с седлом обратного клапана. Основной и двухпозиционный золотники установлены с возможностью взаимодействия с помощью поворотного двуплечего рычага.

Сущность изобретения более подробно поясняется с помощью ниже приведенных рисунков. На рисунках представлены:
Фиг.1 Гидравлическая схема гидрораспределителя.

Фиг. 2 Разрез конструкции по месту расположения двухпозиционного золотника.

Фиг.3 Сечение по А-А двухпозиционного золотника на фиг.2.

На фиг.1 гидрораспределитель с четырьмя позициями содержит основной золотник 1, напорную 2 и сливную 3 гидролинии. Выходные гидролинии 4 и 5 через гидрозамки 6 и 7 сообщены с рабочими гидролиниями 8 и 9 и с потребителем 10, выполненным в виде поршневого гидроцилиндра с рабочими полостями 11 и 12. К рабочим гидролиниям 8 и 9 присоединено входами избирательное устройство передачи наибольшего давления 13. Гидрозамки 6 и 7, размещенные в общем корпусе 14, содержат поршни управления 15 и 16 и полость управления 17, расположенную между этими поршнями, а также полости 18 и 19 гидрозамка 6 и полости 20 и 21 гидрозамка 7. Полость 19 гидрозамка 6 соединена с рабочей гидролинией 8, а полость 21 гидрозамка 7 - с рабочей гидролинией 9. Полость 18 гидрозамка 6 соединена с входной гидролинией 4, а полость 20 гидрозамка 7 соединена с входной гидролинией 5. Гидрораспределитель содержит также двухпозиционный золотник 22, со стороны одного торца которого размещена полость 23, а со стороны другого торца расположена пружинная полость 24 обратного клапана 25, седло которого имеет одинаковый диаметр с золотником 22. Полости 23 и 24 золотника 22 соединены между собой гидролинией 26, а гидролинией 27, в которой установлен дроссель 28, - с выходом избирательного устройства 13 передачи наибольшего давления. Вокруг двухпозиционного золотника 22 образованы две полости 29 и 30. Полость 29 соединена гидролинией 31 с полостью управления 17 гидрозамков 6 и 7, а полость 30 соединена гидролинией 32 со сливной гидролинией 3. Двухпозиционный золотник 22 на участке между обратным клапаном 25 и полостью 30 имеет по крайней мере две радиально противоположные плоские лыски 33, обеспечивающие соединение полостей 29 и 30. Форма сечения этого участка золотника с тремя лысками 33 показана на фиг.3. Со стороны, противоположной обратному клапану 25, двухпозиционный золотник 22 снабжен радиальным уплотнением 34. Между основным золотником 1 и двухпозиционным золотником 22 установлен на оси вращения 35 двуплечий рычаг 36 с плечами 37 и 38. Основной золотник 1 имеет кулачок 39, взаимодействующий с выступом 40 плеча 37 рычага 36. Двухпозиционный золотник 22 на участке, расположенном в полости 30, соединенной со сливной гидролинией 3, имеет упор 41 для плеча 38 рычага 36.

Позиции основного золотника 1 имеют следующие обозначения: Н - "нейтраль", П - "подъем", Пл - "плавающее", О - "опускание".

Взаимное расположение основного золотника 1 и двухпозиционного золотника 22 в конструкции гидрораспределителя показано на фиг. 2.

Гидрораспределитель работает следующим образом.

В позиции "нейтраль" основного золотника 1 напорная гидролиния 2 перекрыта. Выходные гидролинии 4 и 5, соединенные с полостями 18 и 20 гидрозамков 6 и 7, сообщены со сливной гидролинией 3. Поршень гидроцилиндра 10 гидрозамками 6 и 7 зафиксирован в установленной позиции. При этом давление наиболее нагруженной рабочей гидролинии, передаваемое избирательным устройством 13 передачи наибольшего давления через гидролинию 27, заперто обратным клапаном 25. Двухпозиционный золотник 22 под действием указанного давления, действующего в полости 23, прижат к обратному клапану 25. Уплотнение 34 предотвращает возможность утечки рабочей жидкости из полости 23 в полость 30 через радиальный зазор между золотником 22 и корпусом. Полость управления 17 гидрозамков 6 и 7 через гидролинию 31, полость 29, каналы, образованные лысками 33 на золотнике 22, полость 30 и гидролинию 32 соединена со сливной гидролинией 3.

Если на шток гидроцилиндра 10 действует внешняя нагрузка, например, в левую сторону перемещения поршня, то давление, возникающее в полости 11, передается в полость 19 гидрозамка 6, прижимая последний к своему седлу, препятствуя перетеканию жидкости в полость 18 и рабочую гидролинию 4. Передаваемое по гидролинии 27 к двухпозиционному золотнику 22 давление жидкости воспринимается обратным клапаном 25, прижимаемым к своему седлу, и уплотнением 34. В связи с этим обеспечивается полная герметичность гидрораспределителя при удержании нагрузки в позиции "нейтраль". Поскольку диаметры золотника 22 и седла обратного клапана 25 одинаковы, то золотник 22 находится в уравновешенном положении относительно действующего на его правый торец и обратный клапан 25 давления нагрузки. Его перемещению влево препятствует только усилие пружины обратного клапана 25. Аналогично работают гидрозамок 7, обратный клапан 25, а также уплотнение 34, в случае, если нагрузка действует в противоположном направлении.

В режиме работы "подъем" (движение поршня гидроцилиндра 10 вправо) золотник 1 переключается в правую позицию П, при которой рабочая жидкость от напорной гидролинии 2 по гидролинии 4 поступает в полость 18 гидрозамка 6 и открывает его. Поршни 15 и 16, перемещаясь под действием давления в полости 18, открывают гидрозамок 7. Соответственно рабочая полость 19 гидрозамка 6 и полость 11 гидроцилиндра 10 через гидролинию 8 сообщается с напорной гидролинией 2, а полость 12 гидроцилиндра 10 через гидролинию 9, полости 21 и 20 гидрозамка 7, гидролинию 5 сообщается со сливной гидролинией 3. В результате поршень гидроцилиндра 10 перемещается вправо. Его движение прекращается при переводе золотника 1 в позицию Н, при которой гидрозамки 6 и 7 под действием пружин устанавливаются в закрытое положение. Положение двухпозиционного золотника 22 не меняется, и полость управления 17 гидрозамков остается соединенной со сливной гидролинией 3.

Для обеспечения "плавающего" режима работы гидроцилиндра 10 основной золотник 1 должен быть перемещен в позицию Пл. При этом его кулачок 39 нажимает на выступ 40 плеча 37 рычага 36, вызывая его вращение вокруг оси 35 по часовой стрелке. Плечо 38 рычага 36, нажимая на упор 41, перемещает двухпозиционный золотник 22, преодолевая усилие пружины обратного клапана 25 и открывая его. Одновременно цилиндрическая часть двухпозиционного золотника 22 отсоединяет полость 29 от полости 30. Благодаря тому, что со стороны полости 23 на двухпозиционный золотник 22 действует такое же давление, как и на обратный клапан со стороны полости 24, усилие перемещения основного золотника 1 в позицию Пл не зависит от величины давления нагрузки, а определяется только незначительным усилием пружины обратного клапана 25.

В "плавающем" режиме работы при опускании штока гидроцилиндра 10 под действием внешней нагрузки (перемещение влево на чертеже) в полость управления 17 гидрозамков 6 и 7 по рабочим гидролиниям 8 и 9 через избирательное устройство 13 передачи наибольшего давления, дроссель 28, гидролинию 27, открытый обратный клапан 25, каналы по плоским лыскам 33 на конце двухпозиционного золотника 22, полость 29 и гидролинию 31 подается давление, возникшее от внешней нагрузки на штоке гидроцилиндра 10, и поршни 15 и 16 открывают соответственно гидрозамки 6 и 7, так как площадь каждого поршня больше, чем площадь седла обратного клапана. Жидкость из рабочей полости 11 гидроцилиндра 10 по гидролинии 8 через открытый гидрозамок 6, по гидролинии 4 и через золотник 1 направляется к сливной гидролинии 3. Под действием разрежения, возникающего в рабочей полости 12 гидроцилиндра 10, в нее поступает рабочая жидкость из сливной гидролинии 3 по гидролинии 5 через открытый гидрозамок 7 и гидролинию 9. При выдвижении штока (перемещение вправо на чертеже) работа гидрораспределителя аналогична работе при втягивании штока. В этом случае рабочая жидкость будет вытесняться из полости 12 гидроцилиндра 10 и поступать под действием разрежения в полость 11.

При промежуточном положении основного золотника 1 между позициями Н и Пл двухпозиционный золотник 22 будет находиться также в промежуточном положении, при котором обратный клапан 25 открыт, а полость 29 еще соединена с полостью 30 и сливной гидролинией 3. Давление в полости управления 17 гидрозамков будет зависеть от степени соединения полостей 29 и 30 двухпозиционным золотником 22. При открытом обратном клапане 25 и открытом проходе между полостями 29 и 30, сечение которого превосходит проходное сечение дросселя 28, давление в полости управления 17 будет недостаточным для открытия гидрозамка, находящегося под воздействием внешней нагрузки, например, гидрозамка 6. Поэтому под воздействием внешней нагрузки рабочая жидкость из полости 11 гидроцилиндра 10 будет вытесняться через дроссель 28, обеспечивая замедленную скорость опускания штока гидроцилиндра 10, необходимую для проведения работ при агрегатировании навесного оборудования.

Для обеспечения принудительного опускания, например, с целью заглубления навесного орудия, основной золотник 1 должен быть перемещен в позицию О. Рабочая жидкость от напорной гидролинии 2 по гидролинии 5 поступает в полость 20 гидрозамка 7, открывая его и с помощью поршней 15 и 16 гидрозамок 6. Соответственно полость 12 гидроцилиндра 10 через гидролинию 9, полости 21 и 20 гидрозамка 7, гидролинию 5 и золотник 1 сообщается с напорной гидролинией 2, а полость 11 через гидролинию 8, полости 19 и 18 гидрозамка 6, гидролинию 4 и золотник 1 соединяется со сливной гидролинией 3. В результате обеспечивается движение поршня гидроцилиндра 10 влево. При перемещении золотника 1 в позицию О кулачок 39 выходит из соприкосновения с выступом 40 плеча 37 рычага 36. Под действием усилия пружины обратный клапан 25 закрывается, перемещая двухпозиционный золотник 22 в первоначальную позицию, при которой полости 29 и 30 соединены между собой и со сливом, разгружая тем самым полость управления 17 гидрозамков 6 и 7. Процесс принудительного заглубления заканчивается при возвращении основного золотника 1 в позицию Пл или Н.

Из изложенного следует, что при сохранении имеющейся у прототипа возможности установки плавающего режима работы предложенное техническое решение за счет установки в гидролинию, передающую давление наибольшей нагрузки, механически управляемого обратного клапана обеспечивается надежная герметизация нагруженной в нейтральной позиции действием внешней нагрузки полости гидроцилиндра.

Гидрораспределитель предназначен для управления навесным оборудованием. Гидрораспределитель содержит в рабочих гидролиниях гидрозамки, управляемые для получения плавающей позиции взаимодействием основного и дополнительного золотников. Дополнительный золотник служит для открытия обратного клапана, запирающего гидролинию, нагруженную наибольшим давлением потребителя, и передачи его сигнала к полости управления гидрозамками. Осевая разгрузка дополнительного золотника снижает усилие перевода основного золотника при включении плавающей позиции. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Гидрораспределитель, содержащий основной золотник, напорную, сливную и рабочие гидролинии, в которых расположены гидрозамки с полостью их управления, избирательное устройство передачи наибольшего давления нагрузки, соединенное входами с рабочими гидролиниями, а выходом - с гидролинией, содержащей двухпозиционный золотник, соединяющий полость управления гидрозамками со сливной гидролинией, отличающийся тем, что двухпозиционный золотник со стороны одного торца снабжен подпружиненным обратным клапаном, пружинная полость которого сообщена с гидролинией, соединенной с выходом избирательного устройства передачи наибольшего давления нагрузки, а отверстие седла - с полостью управления гидрозамками. 2. Гидрораспределитель по п.1, отличающийся тем, что двухпозиционный золотник на участке между обратным клапаном и полостью, соединенной со сливной гидролинией, выполнен по меньшей мере с двумя радиально противоположными плоскими лысками. 3. Гидрораспределитель по п.1, отличающийся тем, что со стороны торца двухпозиционного золотника, противоположного обратному клапану, образована полость, соединенная с его пружинной полостью. 4. Гидрораспределитель по п. 3, отличающийся тем, что на наружной поверхности двухпозиционного золотника со стороны торцевой полости установлено уплотнение, а золотник и седло обратного клапана имеют одинаковый диаметр. 5. Гидрораспределитель по п.1, отличающийся тем, что основной и двухпозиционный золотники установлены с возможностью взаимодействия с помощью поворотного двуплечего рычага.