СУДОВОЙ ГИДРОПРИВОД Российский патент 2007 года по МПК B63B19/14 F15B15/16 B66F9/00 

Изобретение относится к области объемных гидравлических приводов, а именно к гидроприводам, обеспечивающим временную последовательность действия гидродвигателей двух и более исполнительных механизмов.

Известна гидросхема, в которой последовательность действий силовых гидроцилиндров обеспечивается механическим путем с помощью толкателей, воздействующих на переключающие (блокировочные) клапаны. Сначала происходит рабочий ход первого гидроцилиндра, в конце его хода упор на штоке открывает соответствующий согласующий (блокировочный) клапан, и лишь после этого в движение приходит поршень второго гидроцилиндра. При изменении направления потока рабочей жидкости порядок включения цилиндров меняется на обратный, т.е. второй гидроцилиндр совершает первым рабочий ход, в конце которого упором включается другой согласующий (блокировочный) клапан, рабочая жидкость поступает в первый гидроцилиндр и обеспечивает его рабочий ход /Т.М.Башта. Гидропривод и гидропневмоавтоматика. М., Машиностроение, 1972, с.225, рис.184/.

Недостатком известной гидросхемы является раздельное выполнение переключающих клапанов и гидроцилиндров, что снижает надежность работы устройства.

Известны гидросхемы, в которых предусмотрена последовательность включения одного из гидроцилиндров штоком другого гидроцилиндра в его конечном или промежуточном положении при движении совместно с поршнем при втягивающем движении поршня. Последовательность движения такого гидроцилиндра обеспечивается упором, жестко связанным со штоком другого гидроцилиндра, который в заданном месте нажимает на хвостовик (шток) блокировочного (перекрывного) клапана, регулирующего течение рабочей жидкости. Обратный ход обоих гидроцилиндров совершается одновременно /Т.М.Башта. Машиностроительная гидравлика. М., Машиностроение, 1971, с.419, 420, рис.241-а,б/.

Недостатком известных гидросхем является то, что блокировочный клапан (перекрывной клапан) не встроен в гидроцилиндр и находится отдельно от него, что снижает надежность устройства.

Известен гидропривод устройства для открывания-закрывания щита люка, содержащий общую гидросистему питания рабочей жидкостью, в т.ч. с гидрораспределителем, гидроцилиндр двухстороннего действия со штоком, рабочими полостями и блокировочным клапаном, вход которого гидравлически связан с одной из рабочих полостей гидроцилиндра, подводяще-отводящие гидролинии, связывающие рабочие полости гидроцилиндра с общей гидросистемой питания, отводящую гидролинию к потребителю - силовому гидродвигателю мачтового устройства, соединенную с выходом блокировочного клапана, а также сигнализатор крайних положений штока гидроцилиндра /РФ, пат. №2201373, публ. 27.03.2003/. Здесь блокировочный клапан осуществляет специальную функцию - в качестве части гидропривода преобразует входные воздействия в выходные и обеспечивает требуемые действия гидропривода и последовательность его работы. Будучи установлен в заданном месте, он открывает или перекрывает проходное сечение трассы при открывнии-закрывании щита, чем обеспечивает соответствующее течение рабочей жидкости, реализуя гидромеханическое управление очередностью работы элементов гидропривода.

Недостаток известного гидропривода устройства для открывания-закрывания щита люка состоит в неустойчивости работы блокировочного клапана при промежуточных (между крайними) положениях штока. Так, при принудительном опускании поршня гидроцилиндра после опускания подвижного элемента, связанного с силовым гидродвигателем мачтового устройства, и одновременном воздействии попутной внешней нагрузки, например, волновой, на шток гидроцилиндра двухстороннего действия в гидролинии, подключенной к выходу блокировочного клапана, будет повышаться давление рабочей жидкости. Следствием этого является несанкционированное выдвижение подвижного элемента от действия силового гидродвигателя мачтового устройства до момента закрытия проходного сечения блокировочного клапана, после которого возможно несанкционированное открытие проходного сечения блокировочного клапана за счет действия повышенного давления рабочей жидкости. Ложное срабатывание ведет к неустойчивой работе блокировочного клапана и силового гидродвигателя мачтового устройства, что может привести к появлению стуков и вибрации и даже к развитию аварийной ситуации вследствие соударения подвижных элементов.

Известный гидропривод устройства для открывания-закрывания щита люка выбран в качестве наиболее близкого аналога заявляемого изобретения.

Задача изобретения заключается в повышении надежности работы устройства.

Задача решена тем, что судовой гидропривод, содержащий общую гидросистему питания, имеющую слив, связанный с ней гидрораспределитель, подсоединенный к нему гидроцилиндр двухстороннего действия с рабочими полостями, одна из которых связана с входом блокировочного клапана, выход которого выполнен с возможностью гидравлической связи с потребителем, в соответствии с изобретением, снабжен перепускным управляемым клапаном, который выполнен в виде гидрозамка с поршневой, штоковой и клапанной полостями, причем его поршневая полость гидравлически связана параллельно с гидрораспределителем и другой рабочей полостью упомянутого гидроцилиндра, его штоковая полость - со сливом общей гидросистемы питания, а его клапанная полость связана с выходом блокировочного клапана и выполнена с возможностью параллельной гидравлической связи с потребителем.

Кроме того, гидропривод снабжен дросселем, установленным с возможностью гидравлической связи со стороны входа с клапанной полостью перепускного управляемого клапана и, параллельно, с выходом блокировочного клапана, а со стороны выхода - с потребителем.

Технический результат изобретения состоит в исключении возможности ложного срабатывания потребителя, например, привода мачтового устройства, под действием попутной внешней нагрузки, а также в исключении шумовых сигналов (стук, вибрация), обусловленных неустойчивой работой блокировочного клапана.

Заявляемое устройство схематически представлено на чертеже.

Гидропривод содержит гидрораспределитель 1, гидроцилиндр двухстороннего действия 2 (далее - гидроцилиндр 2), оснащенный скрепленными между собой штоком 3 и поршнем 4, который имеет зацепы 5 в виде выступов. Гидроцилиндр 2 имеет рабочие полости - поршневую полость 6 и штоковую полость 7, а также блокировочный клапан 8, вход которого 9 обеспечивает гидравлическую связь с поршневой полостью 6, а выход 10 обеспечивает гидравлическую связь с потребителем 11 для дистанционной передачи ему рабочих команд. Штоковая полость 7 не имеет гидравлической связи с блокировочным клапаном 8.

Судовой гидроцилиндр 2 может быть реализован, например, как гидродвигатель открывания-закрывания щита люка мачтового устройства, потребителем 11 при этом может быть дистанционно гидроуправляемый гидрораспределитель, обеспечивающий работу силового гидродвигателя мачтового устройства (не показан). При таком выполнении потребителя 11 будет исключено влияние повышенного давления рабочей жидкости на работу блокировочного клапана 8 в условиях одновременного воздействия попутной внешней нагрузки и собственного веса частично выдвинутого подвижного элемента при его опускании и действии силового гидродвигателя мачтового устройства.

Гидрораспределитель 1 связан подводяще-отводящими гидролиниями 12, 13 и 14, 15, 16 с рабочей поршневой полостью 6 и рабочей штоковой полостью 7 гидроцилиндра 2. Выход 10 блокировочного клапана 8 посредством соединенных последовательно гидролиний 17 и 18, которые соединены с гидролинией 19 через дроссель 20, подключен к потребителю 11.

Гидравлическая связь гидрораспределителя 1 с поршневой полостью 6 и штоковой полостью 7 предусматривает дросселирование потока рабочей жидкости посредством установки соответственно дросселя 21 между гидролиниями 12 и 13 и дросселя 22 между гидролиниями 14 и 15.

Гидропривод имеет также перепускной управляемый клапан 23, который выполнен в виде гидрозамка с поршнем и штоком и содержит поршневую полость 24, которая гидролиниями 25, 15, через дроссель 22 и гидролинию 14 соединена со штоковой полостью 7 гидроцилиндра 2, а гидролиниями 25 и 16 связана с гидрораспределителем 1. Штоковая полость 26 перепускного управляемого клапана 23 посредством гидролиний 27 и 28 постоянно соединена со сливом общей гидросистемы питания. Клапанная полость 29 перепускного управляемого клапана 23 посредством гидролиний 30 и 17 соединена с выходом 10 блокировочного клапана 8, а гидролиниями 30, 18, дросселем 20 и гидролинией 19 подключена ко входу потребителя 11. Можно говорить, что дроссель 20 установлен с возможностью гидравлической связи со стороны входа - параллельно с клапанной полостью 29 перепускного управляемого клапана 23 и выходом 10 блокировочного клапана 8, а со стороны выхода - с потребителем 11. Установка дросселей 20, 21, 22 в гидролиниях, обеспечивающих работу устройства, позволяет исключать пульсации потока рабочей жидкости и резкие воздействия на рабочие органы гидропривода.

В гидрораспределителе 1 предусмотрены собственные переключения в рабочие положения 31 (среднее), 32, 33, гидролинией 34 он соединен с напором, а гидролиниями 35 и 28 - со сливом, связанным с общей системой гидропитания (не показана).

Заявляемое устройство работает следующим образом. В исходном положении шток 3 гидроцилиндра 2 убран, блокировочный клапан 8 закрыт. Источник давления в общей системе гидропитания подает рабочую жидкость по гидролинии 34 к гидрораспределителю 1, установленному в среднее положение 31, запирающее подачу рабочей жидкости отсечкой гидролинии 34. В этом положении через гидролинии 28 и 35 к сливу подключены поршневая полость 6 гидроцилиндра 2 (через гидролинию 12, дроссель 21, гидролинию 13), штоковая полость 7 гидроцилиндра 2 (через гидролинию 14, дроссель 22, гидролинии 15 и 16), а также поршневая полость 24 перепускного управляемого клапана 23 (через гидролинии 25 и 16). При этом клапанная полость 29 перепускного управляемого клапана 23 отсечена от штоковой полости 26 клапана 23, которая соединена со сливом постоянно.

Для подъема (выдвижения) штока 3 гидроцилиндра 2 гидрораспределитель 1 устанавливают в положение 32, рабочая жидкость подается по гидролинии 34 и по гидролинии 13 через дроссель 21 и по гидролинии 12 в поршневую полость 6 гидроцилиндра 2, что вызывает движение поршня 4 со штоком 3. При выдвижении штока 3 вместе с поршнем 4 рабочая жидкость из штоковой полости 7 гидроцилиндра 2 поступает на слив по гидролинии 14 через дроссель 22, гидролинии 15, 16, гидрораспределитель 1 и гидролинии 35 и 28. При этом блокировочный клапан 8 перекрывает вход 9 и препятствует поступлению рабочей жидкости к выходу 10 клапана 8 и далее к потребителю 11. При движении поршня 4 его зацепы 5 доходят до блокировочного клапана 8, упираются в торец клапана 8 и вызывают перемещение клапана 8, преодолевая усилие прижатия клапана 8 к входу 9. В результате проходное сечение входа 9 открывается, а рабочая жидкость поступает из поршневой полости 6 через выход 10 клапана 8, гидролинии 17, 18, дроссель 20 и гидролинию 19 к потребителю 11, что вызывает, например, выдвижение мачтового устройства, если потребитель 11 выполнен так, как указано выше. По окончании полного хода поршня 4 блокировочный клапан 8 полностью открыт. Поскольку при этом поршневая полость 24 перепускного управляемого клапана 23 соединена со сливом через гидролинии 25 и 16, гидрораспределитель 1 и гидролинии 35 и 28, а штоковая полость 26 постоянно соединена со сливом и отсечена от клапанной полости 29, то течение рабочей жидкости в гидролинии 30 отсутствует.

Для убирания (опускания) штока 3 внутрь гидроцилиндра 2 гидрораспределитель 1 устанавливают в положение 33, рабочую жидкость подают по гидролинии 34 к гидрораспределителю 1, откуда она поступает по гидролиниям 16, 15, через дроссель 22 и по гидролинии 14 в штоковую полость 7 гидроцилиндра 2. Под действием давления рабочей жидкости поршень 4 совместно со штоком перемещается вниз, а рабочая жидкость поступает из поршневой полости 6 гидроцилиндра 2 по гидролинии 12 через дроссель 21 и далее по гидролинии 13, гидрораспределитель 1, по гидролиниям 35 и 28 на слив. При перемещении поршня 4 блокировочный клапан 8, имеющий опору на зацепы 5, опускается вместе с поршнем до момента перекрытия клапаном 8 входа 9, что прекращает подачу рабочей жидкости к выходу 10. Одновременно рабочая жидкость под напором подается через гидрораспределитель 1 по гидролиниям 16 и 25 в поршневую полость 24 перепускного управляемого клапана 23, что вызывает смещение поршня гидрозамка и открытие гидрозамка, при котором клапанная полость 29 соединяется со штоковой полостью 26, которая постоянно соединена со сливом. Вследствие этого выход 10 блокировочного клапана 8 по гидролиниям 17, 30, через клапанную полость 29 и штоковую полость 26, по гидролиниям 27 и 28 оказывается подключенным к сливу так же, как и потребитель 11 - по гидролинии 19, через дроссель 20, по гидролиниям 18, 30, через клапанную полость 29 и штоковую полость 26 и по гидролиниям 27 и 28, оказывается подключенным к сливу.

Одновременное, а не последовательное, подключение к сливу потребителя 11 и блокировочного клапана 8 исключает повышение давления рабочей жидкости в гидролиниях, подключенных к выходу 10 блокировочного клапана 8, даже при сопутствующем внешнем воздействии нагрузки на шток 3 гидроцилиндра 2, вплоть до закрытия клапана 8.

После убирания (опускания) штока 3 внутрь гидроцилиндра 2 на полный ход гидрораспределитель 1 устанавливают в среднее положение 31 для подготовки гидропривода к очередному действию.

Таким образом, использование перепускного управляемого клапана в виде гидрозамка обеспечивает параллельное присоединение к сливу потребителя и выхода блокировочного клапана гидроцилиндра, что позволяет исключить влияние попутной внешней нагрузки на шток гидроцилиндра, ложные срабатывания, стуки и вибрацию, сопровождающие неустойчивую работу блокировочного клапана. Повышение надежности работы устройства за счет использования изобретения может быть наиболее эффективно на подводных технических средствах.

Изобретение относится к объемным гидравлическим приводам. Судовой гидропривод содержит общую гидросистему питания, гидрораспределитель, подсоединенный к нему гидроцилиндр двухстороннего действия и блокировочный клапан, вход которого связан с одной из рабочих полостей гидроцилиндра, а выход - с потребителем. В гидроприводе установлен перепускной управляемый клапан, выполненный в виде гидрозамка с поршневой, штоковой и клапанной полостями. При этом поршневая полость гидравлически связана параллельно с гидрораспределителем и другой рабочей полостью гидроцилиндра, штоковая полость связана со сливом общей системы гидропитания, а клапанная полость связана с выходом блокировочного клапана и выполнена с возможностью параллельной гидравлической связи с потребителем. Кроме того, гидропривод снабжен дросселем, установленным с возможностью гидравлической связи со стороны входа с клапанной полостью перепускного управляемого клапана и параллельно с выходом блокировочного клапана, а со стороны выхода - с потребителем. Такое выполнение гидропривода обеспечивает повышение надежности работы гидропривода за счет предотвращения ложного срабатывания потребителя, в частности привода мачтового устройства, в условиях волновой нагрузки. 1 з.п ф-лы, 1 ил.

1. Судовой гидропривод, содержащий общую гидросистему питания, имеющую слив, связанный с ней гидрораспределитель, подсоединенный к нему гидроцилиндр двухстороннего действия с рабочими полостями, одна из которых связана с входом блокировочного клапана, выход которого выполнен с возможностью гидравлической связи с потребителем, отличающийся тем, что снабжен перепускным управляемым клапаном, который выполнен в виде гидрозамка с поршневой, штоковой и клапанной полостями, причем его поршневая полость гидравлически связана параллельно с гидрораспределителем и другой рабочей полостью упомянутого гидроцилиндра, его штоковая полость - со сливом общей гидросистемы питания, а его клапанная полость связана с выходом блокировочного клапана и выполнена с возможностью параллельной гидравлической связи с потребителем.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гидропривод снабжен дросселем, установленным с возможностью гидравлической связи со стороны входа с клапанной полостью перепускного управляемого клапана и параллельно с выходом блокировочного клапана, а со стороны выхода - с потребителем.