ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ МУЛЬТИПЛИКАТОР Российский патент 2005 года по МПК F15B3/00 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкциям пневмогидравлических усилителей давления, и может быть использовано в станочных приспособлениях, прессах и т.д.

Известен двухступенчатый пневмогидравлический преобразователь, содержащий корпус, камеру высокого давления, камеру низкого давления, пневматический цилиндр с размещенным в нем поршнем, входной канал низкого давления и выходной канал высокого давления. [1].

Недостатком такого устройства является то, что воздух с остатками влаги посредством контакта с рабочей жидкостью проникает в гидросистему, вызывая преждевременный износ и нестабильность работы гидросистемы.

Из известных наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является пневмогидравлический мультипликатор, содержащий корпус с полостями, замкнутыми крышками и разделенными перегородкой, в одной из полостей которого расположен управляющий поршень со штоком, а в другой цилиндр низкого давления с поршнем и цилиндр высокого давления, полости которых соединены между собой отверстием [2].

Недостатком этого устройства являются большие габариты его конструкции, соответственно, большая металлоемкость.

В основу изобретения положена задача уменьшения габаритов и металлоемкости пневмогидравлического мультипликатора.

Поставленная задача достигается тем, что предлагаемый пневмогидравлический мультипликатор, содержащий корпус с полостями, замкнутыми крышками и разделенными перегородкой, в одной из полостей которого расположен управляющий поршень со штоком, а в другой поршень с цилиндром высокого давления, полость которого соединена с вышеупомянутым штоком, снабжен втулкой, одним концом установленной неподвижно в отверстие поршня, выполненное параллельно его оси, а другим концом установлена с возможностью продольного перемещения в отверстие, выполненное в перегородке корпуса, причем на закрепленном неподвижно конце втулки выполнены радиальные отверстия, связывающие осевое отверстие втулки с радиальным каналом и кольцевыми дренажными канавками, выполненными в поршне.

На нижнем конце штока выполнены продольные пазы, пересекающиеся с кольцевой канавкой, соединяющейся каналом с полостью, содержащей поршень и цилиндр высокого давления.

Кроме того, отверстие, в которое подвижно установлена втулка, связано каналом с кольцевой дренажной канавкой, выполненной в перегородке корпуса, и атмосферой.

На чертеже представлен общий вид заявляемого устройства (продольный разрез).

Мультипликатор состоит из корпуса 1, имеющего полости А и Б, разделенные перегородкой 2 и замкнутые крышками 3 и 4. В полости А расположен управляющий поршень 5 с закрепленным на нем штоком 6. Вторым концом шток 6 через расточку 7 в перегородке 2 входит в полость В цилиндра высокого давления 8, расположенного в полости Б мультипликатора.

В полости Б находится поршень 9, установленный на цилиндре высокого давления 8. Поршень 9 уплотняется по наружному диаметру цилиндра высокого давления 8 и внутренним стенкам корпуса 1 в полости Б верхними и нижними соответственно парами внутренних 10 и наружных 11 уплотнений.

Между верхними и нижними парами внутренних 10 и наружных 11 уплотнений поршня 9 выполнены кольцевые дренажные канавки 12 и 13, соединенные между собой радиальным каналом 14.

В отверстии 15 поршня 9, выполненном параллельно оси поршня, неподвижно одним концом установлена втулка 16. Вторым концом втулка 16 установлена подвижно в отверстие 17, выполненное в перегородке 2, параллельно оси мультипликатора. На нижнем конце втулки 16, закрепленном неподвижно, выполнены радиальные отверстия 18 для связи осевого отверстия 19 втулки 16 с радиальным каналом 14 и кольцевыми дренажными канавками 12 и 13.

В расточке 7 перегородки 2 корпуса 1, куда входит свободным концом шток 6, установлены уплотнения 20, 21 и 22.

Между уплотнениями 20 и 21 выполнена кольцевая дренажная канавка 23, которая соединена каналом 24 с отверстием 17 и атмосферой. Между уплотнениями 21 и 22 выполнена кольцевая канавка 25. На нижнем конце штока 6 имеются продольные пазы 26, которые при верхнем положении управляющего поршня 5 пересекают кольцевую канавку 25.

В перегородке 2 корпуса выполнен канал 27 для соединения полости Б с кольцевой канавкой 25, а также канал 28 для соединения полости В цилиндра высокого давления 8 с потребителями. Между крышками 3 и 4 мультипликатора образованы полости Г и Д для подачи сжатого воздуха.

Пневмогидравлический мультипликатор работает следующим образом.

Вначале подают сжатый воздух в полость Д. При этом поршень 9 перемещается вверх (по стрелке Ж), вытесняя находящуюся в полости Б рабочую жидкость по каналу 27, кольцевой канавке 25 и продольным пазам 26 штока 6 в полость В, затем по каналу 28 к рабочим элементам (на чертеже не показаны) При этом сжатый воздух из полости Д не смешивается с рабочей жидкостью из полости Б.

Вследствие некоторого износа нижних уплотнений поршня 9 и неплотного прилегания их к уплотняемым поверхностям сжатый воздух может просачиваться в образовавшиеся зазоры. При этом он проходит в кольцевые дренажные канавки 12 и 13, затем через радиальный канал 14 и радиальное отверстие 18, осевое отверстие 19 во втулке 16 и попадает в атмосферу. Следовательно, в кольцевых дренажных канавках 12 и 13 воздух находится под давлением, равным атмосферному, и не может проникнуть через верхние уплотнения поршня 9 в полость Б с рабочей жидкостью. Аналогично и рабочая жидкость из полости Б не может проникнуть в воздушную полость Д и нарушить работу мультипликатора.

Для создания высокого давления рабочей жидкости сжатый воздух подают в полость Г. Управляющий поршень 5 со штоком 6 движется вниз (по стрелке Е). После того, как продольные пазы 26 штока 6 пересекут плоскость уплотнения 22, в камере В создается стабильно высокое давление рабочей жидкости, которое по каналу 28 передается к рабочим элементам (на чертеже не показано).

После выполнения рабочей операции для снятия высокого давления сжатый воздух подают в полость А (при этом полости Г и Д соединяются с атмосферой). Управляющий поршень 5 со штоком 6 перемещается вверх до упора в крышку 3. Давление в полости В снижается. Рабочая жидкость из рабочих элементов под действием возвратных пружин (на чертеже не показаны) по каналу 28, через полость В, по продольным пазам 26 штока 6, кольцевой канавке 25, каналу 27 попадает в полость Б, отжимая поршень 9 вниз. При этом сжатый воздух из полости А, который просачивается через уплотнение 20, попадает в дренажную канавку 23, затем через каналы 24 в перегородке 2 корпуса уходит в атмосферу. Следовательно, воздух, находящийся в дренажной канавке 23 под атмосферным давлением, не может преодолеть уплотнение 21 и смешаться с рабочей жидкостью в кольцевой канавке 25 и через канал 27 и продольные пазы 26 штока 6 попасть в полости Б и В. Аналогично и рабочая жидкость из полостей Б и В не может проникнуть в полость А и нарушить работу мультипликатора.

Предложенная конструкция пневмогидравлического мультипликатора позволяет повысить его компактность и использовать такие преимущества более компактной конструкции, как снижение металлоемкости, массы, экономия рабочего пространства и т.д.

Источники информации

1. A.c. СССР №1067253, F 15 B 3/00, 1981 г., опубл. в бюл. №2, 1984 г.

2. А.с. СССР №609923, F 15 B 3/00, 1975 г., опубл. в бюл. №21, 1978 г.

Мультипликатор предназначен для увеличения давления в прессах и других механизмах. Мультипликатор содержит корпус с полостями, замкнутыми крышками и разделенными перегородкой, в одной из полостей которого расположен управляющий поршень со штоком, а в другой поршень с цилиндром высокого давления, полость которого соединена с вышеупомянутым штоком. Он снабжен втулкой, одним концом установленной неподвижно в отверстие поршня, выполненное параллельно его оси, а другим концом установленной с возможностью продольного перемещения в отверстие, выполненное в перегородке корпуса, на закрепленном неподвижно конце втулки выполнены радиальные отверстия, связывающие осевое отверстие втулки с радиальным каналом и кольцевыми дренажными канавками, выполненными в поршне, а на нижнем конце штока выполнены продольные пазы, пересекающиеся с кольцевой канавкой, соединяющейся каналом с полостью, содержащей поршень и цилиндр высокого давления. Технический результат - уменьшение металлоемкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Пневмогидравлический мультипликатор, содержащий корпус с полостями, замкнутыми крышками и разделенными перегородкой, в одной из полостей которого расположен управляющий поршень со штоком, а в другой поршень с цилиндром высокого давления, полость которого соединена с вышеупомянутым штоком, отличающийся тем, что он снабжен втулкой, одним концом установленной неподвижно в отверстие поршня, выполненное параллельно его оси, а другим концом установленной с возможностью продольного перемещения в отверстие, выполненное в перегородке корпуса, на закрепленном неподвижно конце втулки выполнены радиальные отверстия, связывающие осевое отверстие втулки с радиальным каналом и кольцевыми дренажными канавками, выполненными в поршне, а на нижнем конце штока выполнены продольные пазы, пересекающиеся с кольцевой канавкой, соединяющейся каналом с полостью, содержащей поршень и цилиндр высокого давления.2. Пневмогидравлический мультипликатор по п.1, отличающийся тем, что отверстие, в которое подвижно установлена втулка, связано каналом с кольцевой дренажной канавкой, выполненной в перегородке корпуса, и атмосферой.