ГИДРОПРИВОД ШАГОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК E02F9/22 

Изобретение относится преимущественно к механизмам для строительства и ремонта магистральных нефтепроводов и может быть использовано для шагового перемещения навешиваемого на эти трубопроводы технологического (землеройного, очистного, изоляционного) оборудования, а также во всех случаях шагового перемещения по монорельсу.

Известен гидропривод шагового перемещения машины для подкопа трубопровода МПТ-720 (см. Приложение 3 - Руководство по эксплуатации 1045.00.000РЭ, институт проблем транспорта энергоресурсов "ИПТЭР", стр. Уфа, 1997 г.).

Известный гидропривод машины включает закрепленные на ее корпусе соосно трубопроводу два гидроцилиндра (Ц5, Ц6), выдвижные штоки которых снабжены узлами поочередного продольного упора в трубопровод, выполненными в виде тележек (задней и передней) с зажимами (Ц1/Ц2, Ц3/Ц4) трубопровода. Поршневые (основные рабочие) полости этих гидроцилиндров через гидропереключатель поочередно подключаются к напорной и сливной магистралям, при этом очередной толкающий гидроцилиндр упирается своим штоком с зажимом в трубопровод и корпус машины (с другим гидроцилиндром) перемещается вперед на шаг. При этом шток с разжатым зажимом другого гидроцилиндра одновременно дополнительно перемещается еще и в нем вперед до переднего предельного положения давлением жидкости, вытесняемой из штоковой полости первого гидроцилиндра в штоковую полость второго по связывающей их перепускной гидромагистрали. Один из двух выключателей (датчиков), установленных на корпусе машины и поочередно управляющих гидропереключателем, при движении корпуса вперед контактирует ("наезжает") с неподвижным сцепленным с трубопроводом зажимом и дает команду на захват трубопровода вторым выдвинувшимся вперед зажимом, разжатие первого и меняет подключение напорной и сливной магистралей к пошневым полостям гидроцилиндров. В результате этого осуществляется очередное шаговое перемещение корпуса машины вперед до наезда второго концевого переключателя на неподвижный зажим, команда которого обеспечит приведение исполнительных элементов машины в вышеописанное исходное положение, после чего цикл перемещения машины на следующий шаг может быть повторен.

В процессе эксплуатации известного привода неизбежны утечки (вынос через уплотнения) жидкости из замкнутых друг на друга перепускной магистралью штоковых полостей гидроцилиндров, вследствии чего шток каждого гидроцилиндра, выдвигаемый вперед вытесняемым из штоковой полости другого гидроцилиндра уменьшенным объемом жидкости, не будет доходить до своего предельного переднего (штатного) положения, автоматика переключения зажимов и гидроцилиндров нарушится, и машина остановится.

Для предотвращения останова (или возобновления движения) машины в ее приводе имеется узел подпитки, включающий управляемый вручную 3-х ходовой кран (см. Р31 на схеме прототипа), обеспечивающий подпитывающее подключение напорной магистрали к перепускной магистрали. Таким образом, эксплуатация известного привода предусматривает необходимость обязательного периодического осуществления эксплуатационниками дополнительной операции "дозаправки" гидропривода, что связано с дополнительными затратами времени, т.е. снижает производительность машины и не гарантирует от сбоев из-за халатности.

Задачей настоящего изобретения явилось упрощение эксплуатации гидропривода и повышение его эффективности.

Решение поставленной задачи осуществлено путем обеспечения следующего технического результата: постоянной автоматической подпитки штоковых полостей гидроцилиндра одновременно (попутно) с осуществлением гидроприводом своей основной функции - шагового перемещения корпуса машины.

Данное техническое решение осуществлено тем, что в гидроприводе машины, содержащем закрепленные на ее корпусе соосно трубопроводу два гидроцилиндра, штоки которых снабжены узлами продольного упора в трубопровод, штоковые полости соединены между собой перепускной магистралью с узлом подпитки от напорной магистрали, а гидроцилиндры снабжены гидропереключателем поочередной связи их поршневых полостей с напорной и сливной магистралями, управляемым от датчиков завершения окружного шагового перемещения машины, узел подпитки выполнен в виде последовательно установленных обратного клапана и дросселя и дополнительно снабжен подключенным к перепускной магистрали клапаном избыточного давления, связанным со сливной магистралью.

Узел подпитки может быть связан с напорной магистралью через один из выходных каналов упомянутого гидропереключателя.

Такое выполнение узла подпитки делает его по существу автоматическим, т. е. подпитка штоковых полостей осуществляется периодически одновременно с подачей рабочего давления в гидроцилиндр (один либо оба).

Предложение пояснено чертежом, где схематично изображен заявляемый гидропривод. Привод состоит из гидроцилиндров 1 и 2 с поршнями (не обозначены) и штоками соответственно 3 и 4, поршневыми полостями 5 и 6 и штоковыми полостями 7 и 8. Поршневые полости 5 и 6 через гидропереключатель 9 могут подключаться поочередно к напорной 10 (связанной с насосом 11 и баком 12) и сливной 13 магистралям.

Штоковые полости 7, 8 гидравлически соединены между собой перепускной магистралью 14, к которой подключен подпитывающий узел в виде двух параллельных ветвей, одна из которых содержит обратный клапан 15 и компенсирующий дроссель 16, гидравлически соединенный магисталью 17 с магистралью 18, связывающий гидропереключатель 9 с полостью 6. Другая ветвь содержит сбросовый клапан 19 избыточного давления, связанный со сливной магистралью 13.

Каждый из штоков 3 и 4 снабжен зажимами 20 и 21 трубопровода (с гидроприводами, не показанными на чертеже) известной конструкции (например, в виде пары подпружиненных башмаков, обеспечивающих клинящий односторонний продольный, упор в трубопровод, типа описанных в патенте РФ 2084589).

Гидропереключатель 9 управляется от установленных на корпусе машины от датчиков (выключателей) 22 и 23, поочередно срабатывающих при контакте с неподвижным зажимом соответственно 20 или 21 при завершении ее очередного рабочего хода.

Привод работает следующим образом. После того как землеройная машина с заявляемым приводом устанавливается на трубопровод, включают привод основного рабочего органа (ротора), после чего включают насос 11 гидропривода. Жидкость под давлением через напорную магистраль 10, гидрораспределитель 9 и магистраль 18 подается в рабочую полость 6 гидроцилиндра 2 и гидропривод, зажим 21 которого, сжимая трубопровод, обеспечивает продольный осевой упор в него штока 4, перемещая корпус машины вперед на величину рабочего хода, а ее рабочий орган осуществит требуемую землеройную работу по подкопу трубопровода. При этом жидкость из штоковой полости 8 гидроцилиндра 2 через перепускную магистраль 14 вытесняется в штоковую полость 7 гидроцилиндра 1, вдвигая в него шток 3 (с зажимом 20) в предельное переднее положение, жидкость из поршневой полости 5 гидроцилиндра 1 через магистраль 24, гидропереключатель 9, сливную магистраль 13 поступает в бак 12. При завершении рабочего хода машины концевой выключатель 23 срабатывает от контакта с неподвижным зажимом 21 (см. пунктир на чертеже), обеспечивая переключение гидропереключателя 9, при котором его выходные патрубки (каналы) "напор" -"слив" поменяют свои функции. Соответственно меняются функции гидроцилиндров: гидроцилиндр 1, продольно опираясь зажимом 20 своего штока 3 в трубопровод, будет перемещать машину вперед на величину рабочего хода до контакта его концевого выключателя 22 в зажим 20, шток 4 гидроцилиндра 2 будет втягиваться в него пока не займет переднее предельное положение (позиция на чертеже), чем и завершается двухходовой цикл подачи, который далее повторяется автоматически.

В каждом цикле при подключении напорной магистрали 10 к гидроцилиндру 2 жидкость по магистрали 17, дросселю 16, клапану 15 подпитывает штоковые полости 7 и 8 обоих гидроцилиндров, автоматически компенсируя неизбежные потери жидкости.

Избыточное количество жидкости при этом (во избежание нарастающего уменьшения величины рабочих ходов гидроцилиндров) выдавливается через клапан 19 в сливную магистраль 13.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет обеспечить автоматическое непрерывное функционирование гидропривода и тем самым повысить надежность и эффективную эксплуатацию самой машины, подтвержденную проведенным экспериментально-производственными испытаниями ее головного образца.

Изобретение относится к механизмам для строительства и ремонта магистральных нефтепроводов и предназначено для обеспечения перемещения по ним технологического (землеройного, очистного, изоляционного) оборудования. Задачей изобретения является упрощение эксплуатации гидропривода, повышение его эффективности и надежности работы в автоматическом режиме. Гидропривод шагового перемещения технологической, преимущественно землеройной, машины по магистральному трубопроводу содержит закрепленные на ее корпусе соосно трубопроводу два гидроцилиндра, штоки которых снабжены узлами продольного упора в трубопровод. Штоковые полости гидроцилиндров соединены между собой перепускной магистралью с узлом подпитки от напорной магистрали. Гидроцилиндры снабжены гидропереключателем поочередной связи их поршневых полостей с напорной и сливной магистралями, управляемым от датчиков завершения очередного шага машины. Узел подпитки выполнен в виде связывающих перепускную магистраль с напорной последовательно установленных обратного клапана и дросселя, а со сливной - клапана избыточного давления. Подпитывающий узел может быть связан с напорной магистралью через один из выходных каналов упомянутого гидропереключателя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Гидропривод шагового перемещения технологической, преимущественно землеройной машины, по магистральному трубопроводу, содержащий закрепленные на ее корпусе соосно трубопроводу два гидроцилиндра, штоки которых снабжены узлами продольного упора в трубопровод, штоковые полости гидроцилиндров соединены между собой перепускной магистралью с узлом подпитки от напорной магистрали, а гидроцилиндры снабжены гидропереключателем поочередной связи их поршневых полостей с напорной и сливной магистралями, управляемым от датчиков завершения очередного шага машины, отличающийся тем, что узел подпитки выполнен в виде связывающих перепускную магистраль с напорной последовательно установленных обратного клапана и дросселя, а со сливной - клапана избыточного давления. 2. Гидропривод по п. 1, отличающийся тем, что узел подпитки связан с напорной магистралью через один из выходных каналов упомянутого гидропереключателя.