АВТОНОМНЫЙ ГИДРОПРИВОД Российский патент 2002 года по МПК F15B15/00 

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для передачи движения приводимому устройству, например, в системах регулирования расходных потоков, в частности воды, мазута, воздуха и т.п.

Известен пневмогидравлический привод по авт. cв. СССР 407141, F 16 К 33/00, 1969 г., в корпусе которого установлен силовой орган, воспринимающий давление управляющей среды, состоящей из двух поршней, между которыми размещено устройство фиксации. Силовой орган кинематически связан с приводимым устройством.

Недостатком этой конструкции является возможность фиксации силового органа, а следовательно, и приводимого устройства только в крайних положениях.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является пневмогидравлический привод (авт. cв. СССР 750202, F 16 К 31/12, 1980 г.), корпус которого содержит два цилиндра с расположенным в них силовым органом, воспринимающим давление управляющей среды и выполненным в виде двух подпружиненных поршней, установленных на общем штоке, жестко связанном с приводимым устройством. Каждый цилиндр поршнем разделен на две рабочие камеры с входными и выходными отверстиями. На входах камер установлены клапаны. В данной конструкции предусмотрена возможность фиксации приводимого устройства в заданном положении с помощью дополнительного пневматического привода.

Недостатком данного привода является сложность его конструкции и большие габариты, так как для приведения привода в действие необходимо использовать внешние источники и дополнительные элементы в конструкции.

Задачей изобретения является создание малогабаритного автономного гидропривода, обеспечивающего широкий диапазон воздействия на приводимое устройство с возможностью фиксации его в любой точке этого диапазона.

Поставленная задача решается тем, что автономный гидропривод содержит корпус, состоящий из двух рабочих камер, каждая из которых имеет входное отверстие, а, по меньшей мере, одна из камер имеет выходное отверстие и силовой орган, воспринимающий давление управляющей среды, связанный с приводимым устройством посредством штока, причем на входах камер установлены клапаны, согласно изобретению, он снабжен узлом перепада давления и каналами, соединяющими узел со входами и выходом камер, причем входные каналы соединены с областью высокого давления, а выходной канал - с областью низкого давления.

Узел перепада давления может быть любой известной конструкции, например в виде трубы Вентури или диафрагмы.

Силовой орган может быть выполнен в виде подпружиненного поршня, разделяющего корпус на две камеры.

При выполнении силового органа в виде подпружиненного поршня вторая камера может быть выполнена с выходным отверстием, соединенным каналом с областью низкого давления узла перепада давления.

При таком выполнении силового органа на выходе одной или обеих камер могут быть установлены клапаны.

Силовой орган может быть выполнен в виде сильфона, расположенного внутри корпуса соосно с ним и являющегося оной из камер, выходное отверстие которого через клапан соединено каналом с областью низкого давления узла перепада давления.

При выполнении силового органа в виде сильфона на выходе другой камеры может быть установлен клапан.

На фиг. 1 приведен разрез автономного гидропривода с силовым органом в виде поршня. На фиг.2 - гидропривод с силовым органом в виде сильфона.

Автономный гидропривод (фиг. 1) содержит корпус 1, разделенный силовым органом 2, воспринимающим давление управляющей среды, на камеры 3 и 4, расположенные на одной оси. Силовой орган 2 жестко соединен со штоком 5. Входы камер 3 и 4 через клапаны соответственно 6 и 7 соединены каналами 8 и 9 с узлом перепада давления 10 в области высокого давления, а выходной канал 11 одной из камер соединен с узлом перепада давления в области низкого давления. Узел перепада давления 10 может быть выполнен в виде трубы Вентури или диафрагмы. Силовой орган 2 посредством штока 5 связан с приводимым устройством, например, заслонкой (не показана).

Силовой орган 2 может быть выполнен в виде подпружиненного поршня (фиг. 1) либо в виде сильфона (фиг.2), выходное отверстие которого соединено с областью низкого давления узла перепада давления 10 каналом 12 через клапан 13.

Автономный гидропривод работает следующим образом.

Рассмотрим работу гидропривода при выполнении силового органа в виде подпружиненного поршня (фиг.1).

В исходном положении камеры 3 и 4 заполнены жидкостью, клапаны 6 и 7 закрыты, при этом поршень 2 состоит в среднем положении. При открывании клапана 6, оставляя закрытым клапан 7, жидкость из области высокого давления поступает по каналу 8 через клапан 6 в камеру 3, перемещая поршень 2 вниз. Жидкость вытесняется через канал 11 камеры 4 в область низкого давления узла перепада давления 10. Для обеспечения перемещения поршня 2 в противоположном направлении открывают клапан 7, не закрывая клапан 6. Под действием давления поступающей в камеру 4 жидкости и упругих сил пружины поршень 2 перемещается вверх. Шток 5, жестко связанный с поршнем 2, передает его перемещение приводимому устройству. Поршень 2 может быть остановлен в любой момент перемещения одновременным закрыванием клапанов 6 и 7, что фиксирует в определенном положении приводимое устройство.

При выполнении силового органа 2 в виде сильфона (фиг.2) работа силового органа 2 осуществляется следующим образом. При открытых клапанах 6 и 13 и закрытом клапане 7 происходит заполнение жидкостью камеры 3 корпуса 1 по каналу 8 из области высокого давления узла 10. В результате давление в камере 3 возрастает, вызывая сжатие сильфона, являющегося камерой 4, и перемещение штока 5 вниз. При этом жидкость из камеры 4 через канал 12 и клапан 13 отводится в область низкого давления узла 10. Для перемещения штока 5 в обратном направлении закрывают клапаны 6 и 13 и открывают клапаны 7. Жидкость из камеры 3 через канал 11 отводится в область низкого давления узла 10, а из области высокого давления узла 10 через канал 9 и клапан 7 заполняется камера 4 (сильфон). В результате увеличения давления в камере 4 и под действием упругих сил сильфон разжимается, перемещая шток 5 вверх. Перемещение штока 5, вызванное работой сильфона, передает соответствующее перемещение приводимому устройству, остановка которого в любой момент времени может быть обеспечена одновременным закрыванием всех клапанов 6, 7 и 13.

При конструктивном решении гидропривода без клапанов на выходах камер 3 и 4 его работа обеспечивается геометрией каналов.

Использование предлагаемого изобретения позволяет значительно сократить габариты самого привода и обеспечивает его автономность, исключая внешние источники управления им. Привод работает в широком диапазоне воздействия на приводимое устройство и позволяет фиксировать приводимое устройство в любой момент и любой точке этого диапазона.

Гидропривод предназначен для передачи движения приводимому устройству. Гидропривод содержит корпус, состоящий из двух камер и силового органа, воспринимающего давление управляющей среды, связанного с приводимым устройством посредством штока и узла перепада давления. Камеры связаны входными каналами с областью высокого давления узла перепада давления. Силовой орган может быть выполнен в виде поршня или сильфона. Выходной канал одной из камер и выходной канал сильфона связаны с областью низкого давления перепада давления. Технический результат - уменьшение габаритов гидропривода. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Автономный гидропривод, содержащий корпус, состоящий из двух рабочих камер, каждая из которых имеет входное отверстие, а по меньшей мере одна из камер имеет выходное отверстие, и силовой орган, воспринимающий давление управляющей среды, связанный с приводимым устройством посредством штока, причем на входах камер установлены клапаны, отличающийся тем, что он снабжен узлом перепада давлений и каналами, соединяющими узел со входами и выходом камер, причем входные каналы соединены с областью высокого давления, а выходной - с областью низкого давления. 2. Автономный гидропривод по п. 1, отличающийся тем, что узел перепада давлений выполнен в виде трубы Вентури или диафрагмы. 3. Автономный гидропривод по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что силовой орган выполнен в виде подпружиненного поршня, разделяющего корпус на две камеры. 4. Автономный гидропривод по пп. 1-3, отличающийся тем, что другая камера содержит выходное отверстие, соединенное каналом с областью низкого давления узла перепада давления. 5. Автономный гидропривод по пп. 1-4, отличающийся тем, что на выходе одной или обеих камер установлены клапаны. 6. Автономный гидропривод по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что силовой орган выполнен в виде сильфона, расположенного внутри корпуса соосно с ним и являющегося одной из камер, выходное отверстие которого через клапан соединено каналом с областью низкого давления узла перепада давления. 7. Автономный гидропривод по п. 6, отличающийся тем, что на выходе другой камеры установлен клапан.