ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ Российский патент 2002 года по МПК F15B13/44 

Изобретение относится к области объемного гидропривода и может быть использовано, например, в гидросистемах летательных аппаратов.

Из патентной литературы известен электрогидравлический распределитель, содержащий корпус, расположенный в корпусе распределительный элемент для управления потоком рабочей жидкости, выполненный в виде встречно расположенных сопел, и пьезокерамический привод в виде биморфной пластины, один конец которой закреплен в корпусе, а другой установлен между соплами с возможностью из перекрытия в качестве заслонки [1].

Недостатками такого распределителя является его чрезмерно малая мощность, обусловленная малым усилием, развиваемым биморфной пластиной, что не позволяет использовать его в высокодинамичных гидроприводах.

Из патентной литературы известен и электрогидравлический распределитель, содержащий корпус, расположенный в корпусе распределительный элемент для управления потоком рабочей жидкости, и пьезокерамический привод, один конец которого закреплен в корпусе, а на другой установлен, с возможностью перемещения в корпусе, поршень, связанный с распределительным элементом через мультипликатор [2]. В этом распределителе мультипликатор выполнен гидравлическим, что исключает стабильность связи пьезокерамического привода с распределительным элементом из-за неизбежных утечек рабочей жидкости мультипликатора. Кроме того, перемещение поршня, установленного на пьезокерамическом приводе, составляет не более десятков микрон и поэтому гидравлический мультипликатор, который должен обеспечить перемещения распределительного элемента на единицы миллиметра, обладает значительными габаритами. Такой привод неудобно также использовать для управления заслонкой в устройстве "сопло-заслонка", шариковыми клапанами, струйной трубкой и плоским золотником.

Техническая задача изобретения - повышение надежности электрогидравлического распределителя, упрощение конструкции и уменьшение габаритов.

Решение поставленной технической задачи обеспечивается тем, что мультипликатор выполнен в виде изогнутой упругой пластины, на торце поршня и корпусе выполнены пазы для взаимодействия с пластиной, средняя часть которой связана с распределительным элементом. Распределительный элемент может быть выполнен в виде встречно расположенных сопел, а изогнутая упругая пластина установлена между соплами с возможностью их перекрытия в качестве заслонки.

В корпусе может быть дополнительно установлен цилиндрический золотник, образующий с корпусом торцевые командные полости, которые сообщены с соплами, причем сопла установлены в плоскости, перпендикулярной оси золотника.

В корпусе также может быть выполнено седло, а распределительный элемент выполнен в виде шарика, который расположен между седлом и изогнутой упругой пластиной, причем пластина может быть обращена к шарику либо выпуклой, либо вогнутой стороной.

В корпусе распределителя могут быть выполнены и приемные отверстия, а распределительный элемент выполнен в виде струйной трубки, установленный с возможностью взаимодействия с приемными отверстиями и контакта с изогнутой упругой пластиной.

В корпусе распределителя может быть образована и плоская поверхность с отверстиями, а распределительный элемент выполнен в виде плоского золотника, установленного с возможностью контакта с плоской поверхностью корпуса и с изогнутой упругой пластиной.

На фиг.1-7 представлены различные варианты реализации изобретения.

Электрогидравлический распределитель содержит корпус 1, расположенный в корпусе 1 распределительный элемент 2 для управления потоком рабочей жидкости и пьезокерамический привод 3, один конец 4 которого закреплен в корпусе 1, а на другой установлен с возможностью перемещения в корпусе 1 поршень 5, связанный с распределительным элементом 2 через мультипликатор 6. Мультипликатор 6 выполнен в виде изогнутой упругой пластины 7, на конце поршня 5 и в корпусе 1 выполнены пазы 8, 9 для взаимодействия с пластиной 7, средняя часть 10 которой связана с распределительным элементом 2.

В варианте распределителя, представленном на фиг.1, распределительный элемент 2 выполнен в виде встречно расположенных сопел 11, 12, а изогнутая упругая пластина 7 установлена между соплами 11, 12 с возможностью их перекрытия в качестве заслонки. Сопла 11, 12 связаны непосредственно с торцевыми командными полостями 13, 14, образованными с корпусом 1, золотником 15 и напорной гидролинией 16 через дроссели 17, 18. На золотнике 15 установлен датчик обратной связи 19.

На фиг. 2 представлен тот же распределитель, только сопла 11, 12 в нем установлены в плоскости 20, перпендикулярной оси золотника.

На фиг.3 представлен двухкаскадный распределитель с золотником 21 первого каскада, прижатым к изогнутой упругой пластине 7 пружиной 22.

На фиг.4 и 5 представлен распределитель, в корпусе 1 которого выполнено седло 23, а распределительный элемент 2 выполнен в виде шарика 24, который расположен между седлом 23 и изогнутой упругой пластиной 7. В нормально открытом клапане, представленном на фиг.4, изогнутая упругая пластина 7 обращена к шарику выпуклой стороной, а в нормально закрытом, представленном на рис. 5, - вогнутой.

На фиг. 6 представлен вариант распределителя, в корпусе 1 которого выполнены приемные отверстия 25, 26, а распределительный элемент 2 выполнен в виде струйной трубки 27, установленной с возможностью взаимодействия с приемными отверстиями 25, 26 и контакта с изогнутой упругой пластиной 7.

На фиг. 7 представлен вариант распределителя, в корпусе 1 которого образована плоская поверхность 28 с отверстиями 29, 30, 31, а распределительный элемент выполнен в виде плоского золотника 32, установленного с возможностью контакта с плоской поверхностью 28 корпуса 1, и посредством упора 29 - с изогнутой упорной пластиной 7.

Представленные варианты распределителя работают следующим образом.

При подаче напряжения на пьезокерамический привод 3 происходит увеличение его длины, в результате чего поршень 5 перемещается в корпусе 1, обжимая упругую изогнутую пластину 7 мультипликатора 6. Из-за малой величины стрелки прогиба пластины 7 незначительные, измеряемые десятками микрометров перемещения поршня 5 вызывают значительное перемещение средней части 10 изогнутой упругой пластины, достаточные для осуществления функции управления потоком рабочей жидкости.

В устройствах, представленных на фиг. 1, 2, 3, 6, 7, нейтральные положения распределительных элементов 2 обеспечиваются некоторой постоянной величиной напряжения, подаваемого на пьезокерамический привод. Управляющим воздействием на этих устройствах, вызывающим отклонение распределительных элементов 2 от нейтрали, является повышение или понижение напряжения, соответствующего нейтральному положению.

В распределителе, представленном на фиг.2, расположение сопел 11, 12 в плоскости 20, перпендикулярной оси золотника 15, позволяет разместить пьезокерамический привод 3 с поршнем 5 и изогнутою упругою пластиною 7 параллельно оси золотника 15, обеспечивая минимальные габаритные размеры распределителя.

Клапанный распределитель, изображенный на фиг.4, является "нормально открытым" т. к. при отсутствии напряжения на пьезокерамическом приводе 3 шарик 24 не соприкасается с седлом 23, а садится на него при подаче напряжения.

Шарик 24 клапанного распределителя, представленного на фиг.5, наоборот при подаче напряжения на пьезокерамический привод 3 отходит от седла 23 и поэтому такой распределитель является "нормально закрытым".

Предлагаемый электрогидравлический распределитель по сравнению с известными имеет чрезвычайно простую конструкцию, высокодинамичен, надежен.

Источники информации
1. Заявка Германии 19547149 A1, кл. F 15 B 13/044 от 16.12.95 г.

2. Патент Германии 3714337 C2, кл. F 15 B 13/044.

Распределитель предназначен для объемного гидропривода и может быть использован в гидросистемах летательных аппаратов. Электрогидравлический распределитель с пьезокерамическим приводом, связанным с распределительным элементом посредством мультипликатора, выполненного в виде изогнутой упругой пластины, сжимаемой при подаче напряжения на привод, причем перемещение его средней части вызывает перемещение распределительного элемента. Технический результат - повышение надежности и упрощение конструкции распределителя. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Электрогидравлический распределитель, содержащий корпус, расположенный в корпусе распределительный элемент для управления потоком рабочей жидкости и пьезокерамический привод, один конец которого закреплен в корпусе, а на другом установлен, с возможностью перемещения в корпусе, поршень, связанный с распределительным элементом через мультипликатор, отличающийся тем, что мультипликатор выполнен в виде изогнутой упругой пластины, на торце поршня и в корпусе выполнены пазы для взаимодействия с пластиной, средняя часть которой связана с распределительным элементом. 2. Электрогидравлический распределитель по п. 1, отличающийся тем, что распределительный элемент выполнен в виде встречно расположенных сопел, а изогнутая упругая пластина установлена между соплами с возможностью их перекрытия в качестве заслонки. 3. Электрогидравлический распределитель по п. 2, отличающийся тем, что в корпусе дополнительно установлен цилиндрический золотник, образующий с корпусом торцевые командные полости, причем сопла установлены в плоскости, перпендикулярной оси золотника. 4. Электрогидравлический распределитель по п. 1, отличающийся тем, что в корпусе выполнено седло, а распределительный элемент выполнен в виде шарика, который расположен между седлом и изогнутой упругой пластиной. 5. Электрогидравлический распределитель по п. 4, отличающийся тем, что изогнутая упругая пластина обращена к шарику выпуклой стороной. 6. Электрогидравлический распределитель по п. 4, отличающийся тем, что изогнутая упругая пластина обращена к шарику выгнутой стороной. 7. Электрогидравлический распределитель по п. 1, отличающийся тем, что в корпусе выполнены приемные отверстия, а распределительный элемент выполнен в виде струйной трубки, установленной с возможностью взаимодействия с приемными отверстиями и контакта с изогнутой упругой пластиной. 8. Электрогидравлический распределитель по п. 1, отличающийся тем, что в корпусе образована плоская поверхность с отверстиями, а распределительный элемент выполнен в виде плоского золотника, установленного с возможностью контакта с плоской упругой пластиной.