ГИДРОПРИВОД Российский патент 2007 года по МПК F15B11/20 F15B13/07 

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

Известна гидросхема, в которой последовательность действий силовых гидроцилиндров обеспечивается механическим путем с помощью толкателей (упоров), воздействующих на переключающие (блокировочные) клапаны. Рабочий ход первого гидроцилиндра заканчивается действием упора на штоке на согласующий (блокировочный) клапан, после чего 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 снижение надежности работы устройства, т.к. переключающие (блокировочные) клапаны находятся вне гидроцилиндров, вследствие чего возможно рассогласование ходов гидроцилиндров.

Известны гидросхемы, в которых предусмотрено включение одного из гидроцилиндров штоком другого гидроцилиндра в его конечном или промежуточном положении при втягивающем движении совместно с поршнем. Последовательность движения такого гидроцилиндра обеспечивается упором, жестко связанным со штоком другого гидроцилиндра, который в заданном месте нажимает на хвостовик (шток) блокировочного (перекрывного) клапана, который обеспечивает соответствующее 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 (в т.ч. с гидрораспределителем) гидросистему питания рабочей жидкостью, гидроцилиндр двухстороннего действия со штоком, рабочими полостями и блокировочным клапаном, вход которого гидравлически связан с одной из рабочих полостей гидроцилиндра, а также подводяще-отводящие гидролинии, связывающие рабочие полости гидроцилиндра с общей гидросистемой питания, а также отводящую гидролинию к потребителю - силовому гидродвигателю мачтового устройства, соединенную с выходом блокировочного клапана. Функция блокировочного клапана в гидроприводе состоит в преобразовании входных воздействий в выходные с обеспечением требуемых действий гидропривода. Блокировочный клапан гидромеханически обеспечивает последовательность работы гидропривода путем открытия - перекрытия проходного сечения заданного участка трассы при течении рабочей жидкости. При крайних положениях штока гидроцилиндра двухстороннего действия срабатывают соответствующие встроенные преобразователи электрических сигналов сигнализаторов /РФ, п. №2201373, публ.27.03.2003/.

Недостатком известного гидропривода является неконтролируемость срабатывания блокировочного клапана при его открывании, что обусловлено прямым подключением выхода блокировочного клапана к силовому гидродвигателю мачтового устройства. Следствием такого подключения является потенциальная возможность протечек блокировочного клапана до момента открытия его нормального проходного сечения при принудительном выдвижении поршня гидроцилиндра двухстороннего действия, что может привести к преждевременному запуску силового гидродвигателя мачтового устройства, а также сопутствующему соударению подвижных элементов, приводимых в действие гидроцилиндром двухстороннего действия и силовым гидродвигателем мачтового устройства, и к развитию аварийной ситуациии.

Известный гидропривод выбран в качестве наиболее близкого аналога заявляемого изобретения.

Задача изобретения состоит в повышении надежности работы устройства.

Задача решена тем, что гидропривод, содержащий гидрораспределитель с общей системой гидропитания, связанный с ним гидроцилиндр двухстороннего действия с рабочими поршневой и штоковой полостями и блокировочным клапаном, вход которого гидравлически связан с одной из рабочих полостей, а выход - с потребителем, а также подводяще-отводящие гидролинии, в соответствии с изобретением, снабжен селектором утечек рабочей жидкости, который выполнен в виде двухпозиционного гидравлически управляемого прерывателя потока с линиями управления закрытием и открытием прохода рабочей жидкости и установлен с возможностью подсоединения к потребителю, при этом вход селектора утечек и линия управления закрытием прохода рабочей жидкости соединены гидролиниями с выходом блокировочного клапана, выход селектора утечек связан со сливом общей гидросистемы питания, а линия управления открытием прохода рабочей жидкости - со штоковой полостью гидроцилиндра.

Кроме того, подводяще-отводящие гидролинии к гидроцилиндру снабжены дросселями, установленными на входе в поршневую и штоковую полости, а также на выходе блокировочного клапана.

Технический результат изобретения состоит в обеспечении поддержания номинального давления в поршневой полости при открытом блокировочном клапане и исключении ложных срабатываний потребителя, в частности, силового гидродвигателя мачтового устройства.

Заявляемый гидропривод схематически представлен на чертеже.

Гидропривод содержит гидрораспределитель 1, гидроцилиндр двухстороннего действия 2 со штоком 3, соединенным с поршнем 4 с зацепами 5, рабочими полостями - поршневой полостью 6 и штоковой полостью 7, блокировочным клапаном 8, вход 9 которого служит для гидравлической связи с поршневой полостью 6, а выход 10 служит для передачи сигнала гидравлического дистанционного управления (команд на срабатывание) потребителю 11. Блокировочный клапан 8 выполнен как невозвратно-управляемый клапан.

Поршневая полость 6 соединена с гидрораспределителем 1 подводяще-отводящей гидролинией 12 и через дроссель 13 гидролинией 14. Штоковая полость 7 соединена с гидрораспределителем 1 подводяще-отводящей гидролинией 15 и через дроссель 16 гидролиниями 17 и 18. Блокировочный клапан 8 через выход 10 и гидролинию 19 подключен к потребителю 11 посредством гидролинии 20, через дроссель 21 гидролиниями 22 и 23, а также через общую точку гидролиний 22 и 23 параллельно подключен ко входу селектора утечек 24 посредством гидролинии 25.

Селектор 24 утечек выполнен в виде гидравлически управляемого двухпозиционного прерывателя потока (позиции собственных переключений 26 - открытие прохода рабочей жидкости, 27 - закрытие прохода рабочей жидкости, отсечка) с линиями управления 28 и 29 соответственно открытия и закрытия прохода рабочей жидкости. Селектор 24 утечек обеспечивает исключение влияния возможных протечек через закрытый блокировочный клапан 8 на поток рабочей жидкости и предотвращает поступление больших объемов рабочей жидкости в слив общей системы гидропитания при открытом блокировочном клапане 8. Управление открытием и закрытием (отсечкой потока) прохода рабочей жидкости для переключения позиции положения селектора 24 утечек осуществляется соответственно посредством гидролинии 30 через общую точку гидролиний 17, 18 и гидролинии 31 через общую точку гидролиний 19, 20. Таким образом, линия управления 28 открытием прохода рабочей жидкости соединена со штоковой полостью 7 гидроцилиндра 2 (28-30-17-16-15), а линия управления 29 закрытием прохода рабочей жидкости соединена с выходом 10 блокировочного клапана 8 (29-31-19). При этом выход селектора утечек 24 гидролиниями 32, 33 соединен со сливом общей системы гидропитания.

Гидрораспределитель 1 выполнен с возможностью собственных переключений для выполнения различных операций (позиции 34 (нейтральное, среднее), 35 (подъем штока 3), 36 (опускание штока 3). Гидрораспределитель 1 соединен гидролинией 37 с напором, а гидролиниями 38 и 33 - со сливом общей системы гидропитания.

Гидропривод работает следующим образом. В исходном положении при подготовке гидропривода к работе шток 3 гидроцилиндра 2 убран, блокировочный клапан 8 закрыт. Гидрораспределитель 1 установлен в среднее положение 34, в котором напорная гидролиния 37 отсечена от напора общей системы гидропитания.

К сливу общей гидросистемы питания через (последовательно) гидролинии 33 и 38 и гидрораспределитель 1 подключены параллельно:

- штоковая полость 7 гидроцилиндра 2 - через гидролинии 18, 17, дроссель 16 и гидролинию 15;

- поршневая полость 6 гидроцилиндра 2 - через гидролинию 14, дроссель 13 и гидролинию 12.

К сливу общей гидросистемы питания подключены также:

- линия управления 28 открытия прохода рабочей жидкости - посредством гидролиний 30, 18, через гидрораспределитель 1 (положение переключения 34), гидролинии 38, 33;

- потребитель 11 посредством гидролиний 23, 25, через селектор 24 утечек (переключатель селектора 24 в позиции 26), гидролинию 32, сливную гидролинию 33;

- блокировочный клапан 8 по входу 9 и выходу 10 - посредством гидролиний 19, 20, через дроссель 21, гидролинии 22, 25, селектор утечек 24 рабочей жидкости (переключатель селектора 24 в позиции 26), гидролинии 32, сливной гидролинии 33;

- линия управления 29 закрытия прохода (отсечка потока) рабочей жидкости - посредством гидролиний 31, 20, через дроссель 21, гидролинии 22, 25, селектор 24 утечек рабочей жидкости (переключатель селектора 24 в позиции 26), гидролинии 32, сливной гидролинии 33.

Для выдвижения штока 3 гидроцилиндра 2 рабочую жидкость подают с помощью источника давления от общей гидросистемы питания (не показаны) по гидролинии 37 к гидрораспределителю 1, установленному в положение 35, после которого по гидролинии 14, через дроссель 13, гидролинию 12 рабочая жидкость поступает в поршневую полость 6 гидроцилиндра 2. Под действием давления рабочей жидкости поршень 4 со штоком 3 выдвигается вверх. При этом вытесняется рабочая жидкость из штоковой полости 7 гидроцилиндра 2 и поступает на слив по гидролиниям 15, дроссель 16, гидролиниям 17, 18, гидрораспределитель 1 (в позиции 35), гидролиниям 38 и 33. Блокировочный клапан 8 оказывается прижатым ко входу 9, препятствуя поступлению рабочей жидкости к выходу 10 клапана 8 и к потребителю 11. Однако при закрытом блокировочном клапане 8 (до момента его открытия) существуют протечки рабочей жидкости, которая через вход 9 и выход 10 блокировочного клапана 8, по гидролиниям 19, 20, через дроссель 21, гидролинии 22, 25, селектор утечек рабочей жидкости 24 (в положении 26 "проход"), гидролинии 32, 33 отводится на слив гидросистемы питания, предотвращая ложное срабатывание потребителя 11.

При перемещении поршня 4 наступает момент, когда зацепы 5 поршня 4 упираются в торец блокировочного клапана 8, и далее поршень 4 перемещается вместе с клапаном 8, преодолевая усилие прижатия клапана 8 к стенкам корпуса. При перемещении поршня 4 вместе с блокировочным клапаном 8 открывается проходное сечение входа 9 клапана 8, что обеспечивает поступление рабочей жидкости из поршневой полости 6 через выход 10 блокировочного клапана 8 в гидролинию 19 и далее из общей точки параллельно к потребителю 11 (по гидролинии 20, через дроссель 21, гидролинии 22, 23) и по гидролинии 31 в линию управления 29 закрытия прохода (отсечки потока) рабочей жидкости.

При открытом для прохода рабочей жидкости селекторе 24 утечек происходит ее слив по гидролинии 20, через дроссель 21, гидролиниям 22, 25, положение 26 селектора 24 утечек и гидролиниям 32, 33. По окончании полного хода поршня 4 блокировочный клапан 8 полностью открыт. При дросселировании рабочей жидкости на дросселе 21 происходит повышение давления в гидролиниях 19, 20, 31 и линии 29, вследствие чего селектор утечек рабочей жидкости 24 переводится в положение 27, что обеспечивает отсечку гидролинии 25 и прекращение поступления рабочей жидкости через блокировочный клапан 8 на слив гидросистемы питания. Тогда рабочая жидкость поступает к потребителю 11 для обеспечения его работы, например, выдвижения мачтового устройства (не показано).

При выдвижении штока 3 совместно с поршнем 4 гидролиния 30 и линия 28 соединены со сливом общей гидросистемы питания посредством гидролинии 18, через гидрораспределитель 1 в позиции 35, гидролинии 38, 33.

Для убирания (опускания) штока 3 внутрь гидроцилиндра 2 гидрораспределитель 1 устанавливают в положение 36 и по гидролинии 37 подают к нему рабочую жидкость, которая далее по гидролиниям 18, 17, через дроссель 16 и гидролинию 15 поступает в штоковую полость 7 гидроцилиндра 2. Под давлением рабочей жидкости поршень 4 вместе со штоком 3 перемещается вниз, вытесняя рабочую жидкость, которая из поршневой полости 6 гидроцилиндра 2 по гидролинии 12 через дроссель 13, гидролинии 14, гидрораспределитель 1, гидролиниям 38 и 33 поступает на слив общей гидросистемы питания. При перемещении поршня 4 блокировочный клапан 8, опираясь на зацепы 5, опускается вместе с поршнем 4 до момента закрытия клапаном 8 входа 9, что исключает поступление рабочей жидкости на выход 10. Одновременно рабочая жидкость под напором подается через гидрораспределитель 1 (в положении 36) по гидролинии 18 в гидролинию 30 и далее в линию 28. Вследствие этого селектор 24 утечек переводится в позицию 26 (проход), что обеспечивает гидравлическое соединение выхода селектора 24 утечек посредством гидролиний 32, 33 со сливом общей гидросистемы питания. При этом вход селектора 24 утечек гидравлически соединяется параллельно (через общую точку) с выходом 10 блокировочного клапана 8 посредством гидролиний 19, 20, через дроссель 21, гидролинии 22 и 25, а с входом потребителя 11 посредством гидролиний 23 и 25.

Линия 29 сквозь гидролинию 31 гидравлически соединена параллельно с выходом 10 блокировочного клапана 8 через гидролинию 19 и со входом потребителя 11 через гидролинию 20, дроссель 21, гидролинии 22, 23, и со входом селектора 24 утечек посредством гидролинии 20, через дроссель 21, гидролинии 22, 25.

После убирания (опускания) штока 3 внутрь гидроцилиндра 2 на полный ход, гидрораспределитель 1 устанавливают в исходное положение (позиция 34) для подготовки к повторному действию.

При практическом использовании гидроцилиндр 2 может быть реализован как гидродвигатель открывания-закрывания щита мачтового устройства, а потребитель 11 как дистанционно гидравлически управляемый гидрораспределитель, который обеспечивает работу силового гидродвигателя мачтового устройства (не показаны). Для такого потребителя исключается падение давления рабочей жидкости в полости гидроцилиндра двухстороннего действия и его влияние на работу блокировочного клапана 8, которое может возникнуть при непосредственном подключении полости гидроцилиндра 2 к полости силового гидродвигателя мачтового устройства.

Заявляемый гидропривод обеспечивает повышение надежности работы устройства за счет предотвращения ложного срабатывания потребителя, например, привода мачтового устройства, при принудительном выдвижении поршня гидроцилиндра двухстороннего действия при наличии протечек блокировочного клапана до момента открытия его нормального проходного сечения. Гидропривод обеспечивает также повышение надежности работы устройства путем поддержания величины номинального давления в поршневой полости в момент открытия блокировочного клапана. Наибольший эффект от изобретения может быть достигнут на подводных технических средствах.

Гидропривод предназначен для обеспечения работы выдвижных мачтовых устройств на подводных технических средствах. Гидропривод содержит гидрораспределитель с общей системой гидропитания, гидроцилиндр двухстороннего действия с рабочими поршневой и штоковой полостями и блокировочным клапаном, вход которого гидравлически связан с одной из рабочих полостей, а выход - с потребителем, и подводяще-отводящие гидролинии. Новым является установка селектора утечек рабочей жидкости в виде двухпозиционного гидравлически управляемого прерывателя потока с линиями управления закрытием и открытием прохода рабочей жидкости. Выход селектора утечек связан со сливом общей гидросистемы питания. Вход селектора утечек и линия управления закрытием прохода рабочей жидкости соединены гидролиниями с выходом блокировочного клапана, а линия управления открытием прохода рабочей жидкости - со штоковой полостью гидроцилиндра. Технический результат - повышение надежности работы гидропривода. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Гидропривод, содержащий гидрораспределитель с общей системой гидропитания, связанный с ним гидроцилиндр двухстороннего действия с рабочими поршневой и штоковой полостями и блокировочным клапаном, вход которого гидравлически связан с одной из рабочих полостей, а выход - с потребителем, а также подводяще-отводящие гидролинии, отличающийся тем, что он снабжен селектором утечек рабочей жидкости, который выполнен в виде двухпозиционного гидравлически управляемого прерывателя потока с линиями управления закрытием и открытием прохода рабочей жидкости и установлен с возможностью подсоединения к потребителю, при этом вход селектора утечек и линия управления закрытием прохода рабочей жидкости соединены гидролиниями с выходом блокировочного клапана, выход селектора утечек связан со сливом общей гидросистемы питания, а линия управления открытием прохода рабочей жидкости - со штоковой полостью гидроцилиндра.2. Гидропривод по п.1, отличающийся тем, что подводяще-отводящие гидролинии к гидроцилиндру снабжены дросселями, установленными на входе в поршневую и штоковую полости, а также на выходе блокировочного клапана.