ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ Российский патент 2002 года по МПК F15B13/06 

Изобретение относится к гидравлическим устройствам для управления расходом рабочей жидкости и может найти применение в гидросистемах тракторов и других мобильных машин.

Известен гидрораспределитель по DE 3629849 A1, F 15 В 11/02 от 03.03.88 г. для независимого от нагрузки управления потребителями, содержащий по крайней мере один расположенный в отверстии корпуса золотник с образованной вокруг него напорной полостью, соединенной с напорным каналом, проходящим перпендикулярно баковым поверхностям корпуса, и который имеет для управления направлением и скоростью движения потребителя управляющие пазы, служащие в качестве переменного дросселя, и обратный клапан для предотвращения обратного хода потребителя. В этом гидрораспределителе в напорной гидролинии предусмотрен дроссель для ограничения максимального потока, поступающего к потребителю.

Однако его недостаток состоит в том, что использование дросселя в напорной гидролинии приводит к увеличению габаритов гидрораспределителя, увеличивает потери давления даже при его полном открытии, а при частичном закрытии уменьшается величина хода золотника, на котором происходит эффективное регулирование. Кроме того, данный гидрораспределитель не обеспечивает независимое от нагрузки управление несколькими потребителями, в том числе, когда их суммарная потребность превышает производительность насоса.

Последний недостаток устранен в гидрораспределителе по DE 3634728 A1, кл. F 15 В 11/16 от 21.04.88 г., предназначенном для независимого от нагрузки управления несколькими гидравлическими потребителями, содержащем по меньшей мере один дросселирующий золотник, соединенный с напорной, сливной и рабочими гидролиниями и размещенный по меньшей мере в одной рабочей гидролинии потребителя по крайней мере один двухходовой дросселирующий клапан с гидролинией управления. В такой конструкции за счет одинакового перепада давления на золотниках одновременно работающих потребителей независимо от величины подачи насоса обеспечивается заданное установкой золотников соотношение скоростей потребителей, т.е. синхронность их работы.

Цель изобретения состоит в обеспечении регулирования максимального потока рабочей жидкости, поступающего к потребителю, при сохранении неизменной величины хода эффективного регулирования дросселирующего золотника гидрораспределителя и обеспечении независимого от нагрузки управления несколькими одновременно работающими гидравлическими потребителями.

С этой целью гидрораспределитель снабжен дополнительной гидролинией, соединяющей участок гидролинии управления, примыкающий к дросселирующему клапану, с напорной гидролинией, и двумя дросселями, один из которых размещен в гидролинии управления, а другой - в дополнительной гидролинии, причем по меньшей мере один из дросселей выполнен с возможностью регулирования проходного сечения. Оба дросселя могут иметь переменное проходное сечение и быть снабжены единым механизмом управления с возможностью увеличения проходного сечения одного дросселя при уменьшении проходного сечения другого.

На чертеже изображена принципиальная гидравлическая схема гидрораспределителя, который состоит из двух золотниковых секций 1 и 2, имеющих присоединения А₁, B₁ и А₂, В₂ для потребителей. Питание гидрораспределителя осуществляется от нерегулируемого насоса 3. В состав гидрораспределителя входит клапан постоянного перепада давления 4, вход которого соединен с напорной гидролинией 5, а выход - с баком 6. Пружинная полость клапана 4 соединена с гидролинией 7, предназначенной для передачи сигнала давления наиболее нагруженного потребителя. Золотниковые секции имеют распределительный золотник 8, к выходу дросселирующих кромок которого подключен через гидролинию 9 дросселирующий клапан 10. Один торец дросселирующего клапана 10 также соединен с гидролинией 9, а к другому торцу примыкает гидролиния управления 11, в которую установлен дроссель 12. Участок гидролинии управления 11 между дросселем 12 и дросселирующим клапаном 10 соединен гидролинией 13 с напорной гидролинией 5. В гидролинии 13 установлен дроссель 14. Выход дросселирующего клапана 10 рабочей гидролинией 15 соединен с распределительными кромками золотника 8. Клапан ИЛИ 16 одним входом соединен гидролинией 17 с золотником 8 своей секции 2, а другим - с выходом клапана ИЛИ 18 секции 1. Выход клапана ИЛИ 18 секции 1 соединен гидролинией 19 с гидролинией 7 для передачи сигнала давления наиболее нагруженного потребителя. Так как в последней секции 2 у клапана ИЛИ 16 используется только один вход, то запорный элемент в ней не установлен. Сливные кромки золотников 8 соединены гидролинией 20 со сливной гидролинией 21 и баком 6. Механическая связь между механизмами управления проходными сечениями дросселей 12 и 14, в случае если они оба выполнены регулируемыми и имеют единый механизм управления, на чертеже изображена пунктиром.

Гидрораспределитель работает следующим образом.

В нейтральной позиции золотников 8 входы клапанов ИЛИ 16 и 18 соединены гидролиниями 17, 20 со сливной гидролинией 21 и баком 6. В гидролинии 7 создается давление слива. Под действием давления в напорной гидролинии 5 клапан постоянного перепада давления 4, преодолевая усилие пружины, соединяет напорную гидролинию 5 со сливом. Величина давления в напорной гидролинии 5 определяется усилием пружины клапана 4. Присоединения A₁, B₁ и А₂, В₂ потребителей заперты золотниками 8.

При перемещении золотника 8 секции 1 в рабочую позицию (например, в левую) напорная гидролиния 5 соединяется с гидролинией 9. Под действием давления, создаваемого насосом 3, дросселирующий клапан 10 открывает доступ рабочей жидкости в рабочую гидролинию 15, которая соединяется с присоединением B₁ и гидролинией 17. Присоединение потребителя А₁ будет соединено через гидролинию 20 и сливную гидролинию 21 с баком 6. Давление нагрузки потребителя по гидролинии 19 передается через клапан ИЛИ 18 в гидролинию 7 и в пружинную полость клапана постоянного перепада давления 4, который под действием пружины начинает закрываться, создавая в напорной гидролинии 5 давление, равное сумме давления потребителя и давления, определяемого усилием пружины клапана постоянного перепада давления 4. При открытом дросселе 12 и закрытом дросселе 14 давление в гидролинии 9 будет равно давлению потребителя. Поэтому через проходное сечение золотника 8 пойдет поток рабочей жидкости, соответствующий площади этого проходного сечения и перепаду давления, определяемому пружиной клапана постоянного перепада давления 4.

При открытом дросселе 14 и соответствующем закрытии дросселя 12 давление на дросселирующем клапане 10 и, соответственно, в гидролинии 9 будет выше, чем давление потребителя, а так как давление в напорной гидролинии 5 остается постоянным, равным сумме давления потребителя и давления, определяемого усилием пружины клапана постоянного перепада давления 4, то перепад на проходном сечении золотника 8 уменьшится, что при неизменной площади проходного сечения приведет к уменьшению потока рабочей жидкости.

В случае, если оба дросселя 12 и 14 выполнены регулируемыми и имеют единый механизм управления проходным сечением, величина перепада давления на золотнике 8 и величина потока, поступающего к потребителю, будет зависеть от соотношения проходных сечений дросселей 12 и 14.

При установке золотника 8 в правую позицию элементы гидрораспределителя будут работать аналогично.

При одновременном включении обоих потребителей с помощью клапанов ИЛИ 16 и 18 в гидролинию 19 и, соответственно, в гидролинию 7 и гидролинии управления 11 поступает давление наиболее нагруженного из них. Насос 3 развивает соответствующее давление, а дросселирующий клапан 10 менее нагруженной секции компенсирует разницу в нагрузках потребителей, так как он закрывается давлением максимально нагруженного потребителя при открытом дросселе 12 и закрытом дросселе 14 (или еще большим давлением при другом соотношении проходных сечений дросселей 12 и 14).

Если суммарная потребность всех включенных потребителей превысит производительность насоса, перепад давления между напорной гидролинией 5 и гидролинией 7 станет меньше величины определяемой усилием пружины клапана постоянного перепада давления 4. Однако, так как условия баланса давлений в гидролиниях сохранятся, поток рабочей жидкости к каждому потребителю уменьшится пропорционально величине уменьшения перепада давления, сохраняя независимость от нагрузки поступления потоков к каждому потребителю.

В случае работы одного из потребителей на частичном расходе (оба дросселя 12 и 14 приоткрыты), через дроссель 14 по гидролинии 13 и далее через гидролинию управления 11 и дроссель 12 будет проходить некоторый поток рабочей жидкости, который при рабочем положении золотника 8 будет поступать к потребителю (или к наиболее нагруженному потребителю, если их будет включено несколько). Поскольку этот поток незначителен, так как используется только для управления дросселирующим клапаном 10, то он не окажет заметного влияния на работу потребителя.

Таким образом, изменение соотношения проходных сечений дросселей 12 и 14 изменяет перепад давления на дросселирующих кромках золотника 8, оставляя его постоянным и независимым от потока рабочей жидкости, а следовательно, эффективный ход золотника при регулирования расхода не изменяется.

Изобретение предназначено для независимого от нагрузки управления потребителями. Гидрораспределитель с целью регулирования предельного расхода рабочей жидкости в полном диапазоне хода дросселирующего золотника содержит два дросселя, один из которых установлен в гидролинии управления дросселирующего клапана, а другой расположен в дополнительной гидролинии, соединяющей гидролинию управления дросселирующего клапана с напорной гидролинией. Дроссели снабжены единым механизмом управления, позволяющим изменять проходное сечение дросселей и устанавливать необходимый перепад давления на дросселирующем золотнике, регулируя величину расхода рабочей жидкости. Технический результат - обеспечение независимого от нагрузки управления несколькими одновременно работающими потребителями. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Гидрораспределитель преимущественно для независимого от нагрузки управления гидравлическими потребителями, содержащий по меньшей мере один дросселирующий золотник, соединенный с напорной, сливной и рабочей гидролиниями, и размещенный по меньшей мере в одной рабочей гидролинии потребителя по крайней мере один дросселирующий клапан с гидролинией управления, отличающийся тем, что гидрораспределитель снабжен дополнительной гидролинией, соединяющей участок гидролинии управления, примыкающий к дросселирующему клапану, с напорной гидролинией, и двумя дросселями, один из которых размещен в гидролинии управления, а другой - в дополнительной гидролинии, причем по меньшей мере один из дросселей выполнен с возможностью регулирования проходного сечения. 2. Гидрораспределитель по п. 1, отличающийся тем, что оба дросселя имеют переменное проходное сечение. 3. Гидрораспределитель по п. 2, отличающийся тем, что дроссели снабжены единым механизмом управления с возможностью увеличения проходного сечения одного дросселя при уменьшении проходного сечения другого.