ГИДРОЦИКЛОН Российский патент 2006 года по МПК B04C11/00 

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению и предназначено для использования в гидравлических системах управления и смазки, в частности транспортных средств.

Гидросистемы управления транспортных средств имеют относительно низкие значения давлений управления, но из-за необходимости повышать быстродействие этих систем давления управления стремятся увеличивать, что делает систему малоэкономичной. Кроме того, возникающие в системе при изменениях расхода гидроудары и пульсации давления приводят к необходимости применения демпфирующих устройств в клапанах гидросистем.

Для очистки масла в гидросистемах транспортных средств часто применяют гидроциклонные фильтры благодаря их способности не менять своего сопротивления в зависимости от времени работы.

Известны гидроциклонные фильтры, представляющие собой гидродинамический очиститель силового типа - см. информационный материал «Очистка смазочных масел при помощи гидроциклонов», исп. В.В.Ободовский, Министерство транспортного машиностроения СССР, Всесоюзный научно-исследовательский институт, отд.№4 и №17, Ленинград, 1957 г.; Поваров А.И. «Гидроциклон», Москва, 1961 г.; Большая советская энциклопедия, том 6, стр.510, Москва, изд. «Советская энциклопедия», 1971 г.; В.А.Колесов «Гидросистемы трансмиссий гусеничных машин (конструкция и расчет)» М., ЦНИИ информация, 1978 г.

Гидроциклон состоит из корпуса с цилиндрической и конической частями, входного и выходного патрубков, бункера для осадка. Корпус гидроциклона выполняется с тангенциальным щелеобразным входом и с выходом по продольной оси корпуса.

Масло, поступающее в цилиндрическую часть по касательной через входную щель, закручивается, вращается в конической части и выходит в центральную трубку. Загрязнитель выносится через нижнее отверстие в бункер для осадка.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность очистки жидкости в трассах с переменным расходом, например в трассах управления, из-за переменной скорости движения жидкости в гидроциклоне.

Указанное известное техническое решение гидроциклонного фильтра является прототипом предлагаемого изобретения.

Целью предлагаемого изобретения является стабилизация скорости потока жидкости на входе в гидроциклон и давления управления без клапанной коробки, придание гидроциклону аккумулирующих свойств для предохранения гидросистемы от гидроударов и пульсаций давления и частичной компенсации требуемого расхода жидкости на период заполнения исполнительных механизмов.

Новизной предлагаемого изобретения является то, что корпус гидроциклона снабжен дополнительным щелеобразным тангенциальным выходом и подвижным поршнем, установленным соосно продольному выходу с возможностью изменения рабочего объема гидроциклона и сечения дополнительного выхода посредством пружин.

На фиг.1 изображен продольный разрез предложенного гидроциклона (бункер не показан). На фиг.2 изображен поперечный разрез гидроциклона.

Гидроциклон состоит из корпуса 1, подвижного поршня 2 со штоком, пружин 3, 5, крышки 4 с выходным фланцем, бункера для осадка.

В предлагаемом гидроциклоне имеется корпус 1 с тангенциальным щелеобразным входом Б и выходом Д по продольной оси корпуса. Соосно продольному выходу в корпусе 1 установлен поршень 2 с возможностью изменения рабочего объема гидроциклона и сечения дополнительного выхода посредством пружин.

Корпус 1 снабжен дополнительным щелеобразным тангенциальным выходом Г с возможностью изменения сечения выхода Г поршнем 2 при изменении рабочего объема гидроциклона.

На чертежах стрелками показано направление движения очищаемого масла.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Рабочая жидкость от насоса поступает через канал Б в полость В корпуса 1 гидроциклона. Создаваемое насосом давление осуществляет перемещение подвижного поршня 2 со штоком, сжимая пружины 3, 5. Поршень движется до того момента, пока не откроется канал Г дополнительного выхода жидкости, например в радиатор охлаждения или на слив.

Рабочая жидкость под давлением управления, определяемым жесткостью пружин 3, 5 и открытым сечением Г, по выходному патрубку Д поступает в систему управления.

Пружинное пространство Е может быть соединено как со сливом, так и с источником давления, например с каналом Г, как условно показано на фиг.1, что позволяет обеспечить автоматическое поддержание давления в канале Г, подсоединенном, например, к радиатору охлаждения, и предохранить радиатор в холодное время от повреждения.

При изменении расходов в системе управления (включение исполнительных механизмов) давление под поршнем - полость В упадет, и он под действием пружин переместится, вытесняя жидкость в систему управления и перекрывая выход жидкости из гидроциклона по дополнительному каналу Г. Вытесняемый поршнем объем масла частично скомпенсирует необходимый расход жидкости на период заполнения исполнительных механизмов. Перекрытие дополнительного сливного канала уменьшит расход в эту трассу, и скорость на входе в гидроциклон не измениться.

Применение предлагаемого гидроциклона позволяет получить эффект установки в гидросистему аккумулятора, предохраняющего систему от гидроударов и автоколебаний. Положительные свойства гидроаккумулятора в трассах гидросистем общеизвестны - см. Т.М.Башта «Машиностроительная гидравлика», М., изд. Машиностроение, 1971 г.

Использование гидроциклона как аккумулятора позволяет понизить давление управления с сохранением быстродействия системы.

В гидросистемах гидроциклон, как правило, имеет максимальный диаметр по отношению к другим гидроагрегатам, и, если его использовать как аккумулятор, то произойдет совмещение функций, позволяющее объединить в одном агрегате два и получить новое качество, с уменьшением суммарной массы и габаритов.

Благодаря постоянной скорости движения жидкости в гидроциклоне условия работы гидроциклона соответствуют расчетным и он работает с максимальной эффективностью.

Дополнительный выход из гидроциклона с изменением сечения по ходу поршня позволяет стабилизировать и давление управления, исключить клапанную коробку, применяемую в известных гидросистемах.

Изобретение предназначено для очистки масла в гидравлических системах управления и смазки, в частности транспортных средств. Гидроциклон состоит из корпуса с входным отверстием и выходом по продольной оси, подвижного поршня со штоком, пружин, крышки с выходным фланцем, бункера для осадка. Корпус снабжен дополнительным щелеобразным тангенциальным выходом. Подвижный поршень установлен соосно продольному выходу с возможностью изменения рабочего объема гидроциклона и сечения дополнительного выхода посредством пружин. В гидроциклоне обеспечиваются стабилизация скорости потока жидкости на входе и давление управления без клапанной коробки, гидроциклону приданы аккумулирующие свойства для предохранения гидросистемы от гидроударов и пульсаций давления и частичной компенсации требуемого расхода жидкости на период заполнения исполнительных механизмов. Технический результат: повышение эффективности очистки. 2 ил.

Гидроциклон, содержащий корпус с тангенциальным щелеобразным входом и выходом по продольной оси корпуса, отличающийся тем, что корпус снабжен дополнительным щелеобразным тангенциальным выходом и подвижным поршнем, установленным соосно продольному выходу с возможностью изменения рабочего объема гидроциклона и сечения дополнительного выхода посредством пружин.