БЛОК РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ Российский патент 2009 года по МПК F15B13/00 

Изобретение относится к области гидроавтоматики и может быть использовано в гидравлических системах различного назначения.

Известен блок распределительный, выполненный в одном корпусе с встроенным в нем предохранительным устройством в виде золотника, подпружиненного с двух сторон через упоры, и защищающим две силовые магистрали, соединенные с дренажем через два обратных клапана и подведенные к торцам золотника, при этом в корпусе выполнены две гидролинии в виде каналов, расположенных, например, диаметрально противоположно вокруг золотника, выходящих на его рабочую поверхность и соединяющих указанные силовые магистрали при перемещении золотника в любую из двух сторон (RU №2092734, 1997).

Недостатком этого блока является узость функциональных возможностей, т.к. он способен обеспечивать единственный режим работы.

Известен также блок распределительный, содержащий секции, каждая из которых состоит из двух электроуправляемых золотниковых распределителей первого каскада, размещенных в первом корпусе, золотникового распределителя второго каскада, размещенного во втором корпусе, причем управляющие камеры золотникового распределителя второго каскада соединены с выходами соответствующего золотникового распределителя первого каскада, а каналы входа-выхода подведены к отверстиям, размещенным на монтажной плоскости второго корпуса, и сопряженные с вторыми корпусами монтажные плиты блока, в которых выполнены соответственно напорный и сливной каналы, подключенные к золотниковым распределителям вторых каскадов, а также каналы входа и дренажа давления управления золотниковых распределителей первых каскадов, при этом продольные оси золотниковых распределителей первого каскада каждой секции размещены по обе стороны плоскости, в которой расположена продольная ось золотникового распределителя второго каскада, и перпендикулярной монтажной плоскости второго корпуса, а золотниковые распределители первого каскада смещены вдоль своих продольных осей навстречу друг другу с перекрытием (RU №2017018, 1994, прототип).

Недостатком данного блока также является узость функциональных возможностей, не возможность обеспечения работы блока с задействованием одного из двух насосов для их резервирования или преодоления повышенного гидравлического сопротивления.

Технической задачей изобретения является создание эффективного блока распределительного и расширение арсенала блоков распределительных.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в расширении функциональных возможностей для обеспечения работы блока, по меньшей мере, в трех режимах, с обеспечением резервирования насоса - поочередного или одновременного задействования любого из двух насосов. При этом второй насос может быть выключен для экономии ресурса или по неисправности. В случае резкого роста гидравлического сопротивления системы оба насоса могут работать последовательно.

Сущность изобретения состоит в том, что блок распределительный содержит установленные в корпусе подпружиненный обратный клапан и три двухпозиционных двухлинейных распределителя, каждый из которых имеет подпружиненный ступенчатый клапан с камерой управления, поршнем и штоком, выполненным с возможностью взаимодействия с седлом, разделяющим входную и выходную гидролинии распределителя, при этом в корпусе выполнены три канала подвода, три канала отвода и дренажный канал, соединенный с пружинными полостями распределителей, один из которых выполнен нормальнозакрытым и подпружинен со стороны поршня, а его штоковая управляющая полость соединена с выходом обратного клапана и с поршневыми управляющими полостями двух других выполненных нормальнооткрытыми распределителей, подпружиненных каждый со стороны штока, первый канал подвода корпуса соединен со входом обратного клапана, выход которого соединен с первым каналом отвода и со входной гидролинией первого распределителя, соединенного выходной гидролинией с третьим каналом отвода корпуса, входные гидролинии второго и третьего распределителей соединены между собой и со вторым каналом подвода, а выходные гидролинии - с третьим и вторым каналами отвода, соответственно, причем в канале третьего отвода установлен дроссель.

Предпочтительно второй канал подвода и третий канал отвода связаны между собой через кран, на втором канале отвода установлен дополнительный кран, клапаны распределителей установлены в корпусе параллельно обратному клапану.

Кроме того, блок может быть снабжен расширителем для отделения взвешенного и растворенного воздуха, верхняя часть которого соединена соединительными трубопроводами с третьим каналом отвода, а нижняя - с третьим каналом подвода корпуса блока, выполненным в виде проточного бака с поперечным сечением, превышающим поперечное сечение соединительных трубопроводов, по меньшей мере, в 10 раз.

На чертеже фиг.1 изображена принципиальная схема блока распределительного, на фиг.2 - схема работы блока распределительного в первом режиме, на фиг.3 - схема работы блока распределительного во втором режиме, на фиг.4 - схема работы блока распределительного в третьем режиме, на фиг.5 - пример принципиальной схемы гидросистемы, в которой может быть использован блок распределительный.

Блок распределительный содержит установленные в едином корпусе 1 подпружиненный обратный клапан 2 и три двухпозиционных двухлинейных распределителя 3, 4, 5, каждый из которых имеет подпружиненный ступенчатый клапан с камерой управления, поршнем и штоком, выполненным с возможностью взаимодействия торца штока с седлом, разделяющим входную и выходную гидролинии соответствующего распределителя 3-5 в корпусе 1 блока. Клапаны распределителей 3-5 установлены в корпусе 1 параллельно обратному клапану 2 (для сокращения габаритов и упрощения монтажа блока).

В корпусе 1 выполнены три канала 6, 7, 8 подвода, три канала 9, 10, 11 отвода и дренажный канал 12, соединенный с пружинными полостями 13, 14, 15 распределителей 3, 4, 5. Распределитель 5 выполнен нормальнозакрытым и подпружинен со стороны его поршня (не обозначен), а его штоковая управляющая полость 16 соединена с выходом обратного клапана 2 и с поршневыми управляющими полостями 17, 18 двух других выполненных нормальнооткрытыми распределителей 3, 4, соответственно, подпружиненных каждый со стороны штока (не обозначены). Первый канал 6 подвода корпуса 1 соединен со входом обратного клапана 2, выход которого соединен с первым каналом 9 отвода и со входной гидролинией первого распределителя 3, соединенного выходной гидролинией с первым каналом 9 отвода корпуса 1. Входные гидролинии второго и третьего распределителей 4, 5 соединены между собой и со вторым каналом 7 подвода, а выходные гидролинии - со третьим и вторым каналами 11, 10 отвода, соответственно. В канале 11 третьего отвода установлен дроссель 19. Второй канал 7 подвода и третий канал 11 отвода связаны через кран 20, т.е. могут быть сообщены или разобщены между собой. На втором канале 10 отвода установлен дополнительный кран 21. Блок снабжен расширителем 22 для отделения взвешенного и растворенного воздуха, верхняя часть которого соединена соединительными трубопроводами (не обозначены) с третьим каналом 11 отвода, а нижняя - с третьим каналом 8 подвода корпуса 1 блока, выполненным в виде проточного бака с поперечным сечением, превышающим поперечное сечение соединительных трубопроводов, по меньшей мере, в 10 раз.

На чертежах фиг.2-5 стрелками показано направление потоков рабочей жидкости в режимах функционирования.

В схеме на фиг.6 обозначены лопастные (центробежные) насосы 23, 24, бак 25, бак 26, потребитель 27 (например, теплообменник или турбина), краны 28, 29, 30, 31, предназначенные для обслуживания насоса 24, и указатели 32, 33 уровня в баках 25, 26. Насос 23 подключен всасыванием непосредственно к каналу 9, а нагнетанием - к потребителю 27, соединенному выходом с каналом 7. Насос 24 подключен всасыванием непосредственно к баку 25, а нагнетанием - к каналу 6. Канал 10 через кран 21 может быть соединен с баками 25, 26 (с последним - на номинальном уровне, выше которого организован перелив в бак 25). Верхняя часть расширителя 22 соединена с баком 26 выше максимального уровня жидкости для приема воздуха, выделяющегося при расширении потока жидкости в расширителе 22. Кран 12 соединен с баком 26 на самом нижнем уровне для гарантированного заполнения полостей управления распределителей 3-5 рабочей жидкостью. Данная принципиальная схема гидросистемы, в которой может быть использован блок распределительный, является предпочтительной, но не обязательной.

Блок распределительный работает следующим образом.

Насос 24 при включении забирает рабочую жидкость из бака 25. Кран 31 открыт при любом включении системы. При включенном насосе 24 рабочая жидкость подается в канал 6 подвода, обратный клапан 2 открыт, давление подается в полости 16-18, и распределители 3-5, преодолевая усилие пружин, перемещаются. При этом распределители 3, 4 закрываются, а распределитель 5 открывается. Если кран 21 закрыт, а кран 20 открыт (фиг.2), рабочая жидкость из канала 6 подвода поступает под давлением насоса 24 в канал 9 отвода и через неработающий насос 23 в потребитель 27, а из него возвращается в запертый краном 21 канал 7 подвода и поступает через кран 20 и расширитель 22 в бак 26 для его заполнения. При этом происходит заполнение гидротрассы потребителя 27 и бака 26 рабочей жидкостью. После заполнения бака 26 до номинального уровня излишек может сливаться из него в бак 25. В процессе заполнения могут делаться, при необходимости, перерывы в работе для пополнения бака 25 (если объем бака 26 больше объема бака 25).

В расширителе 22 происходит резкое снижение скорости жидкости и выделение растворенного воздуха.

Затем, если кран 20 закрыть, а кран 21 открыть (фиг.3), рабочая жидкость возвращается в канал 7 подвода и поступает через кран 21 в бак 25, обеспечивая рабочую циркуляцию через потребитель 27, а бак 26 выполняет функцию подпиточного, обеспечивая компенсацию температурного изменения объема рабочей жидкости.

Если сопротивление гидротрассы повышено (например, при сильно пониженной температуре окружающего воздуха, например ниже минус 30°С), одновременно включаются насосы 23, 24 при состоянии распределителей 3-5 и кранов 20, 21, приведенном на фиг.3, а рабочая жидкость поступает под суммарным давлением насосов 23, 24 в потребитель 27, а из него возвращается в бак 25.

В режиме, соответствующем фиг.4, включен только насос 23. Насос 23 при включении забирает рабочую жидкость из бака 25. При включенном насосе 23 обратный клапан 2 закрыт, давление в полости 16-18 не подается, и распределители 3-5 находятся в своих нормальных положениях, определяемых настройкой их пружин. При этом распределители 3, 4 открыты, а распределитель 5 закрыт. Если кран 21 открыт, а кран 20 закрыт (фиг.4), рабочая жидкость, поступающая в канал 7 подвода, поступает в канал 11 отвода, далее, через расширитель 22 - в канал 8 подвода и через канал 9 отвода под давлением насоса 23, минуя неработающий насос 24, в потребитель 27, а из него возвращается на всасывание насоса 23. Бак 26 через расширитель 22 выполняет при этом функцию подпиточного объема.

Таким образом, создан эффективный блок распределительный и расширен арсенал блоков распределительных.

При этом расширены функциональные возможности для обеспечения работы блока, по меньшей мере, в трех режимах питания потребителя и заполнения баков и гидросистемы, с обеспечением резервирования насосов, т.е. поочередного задействования любого из двух насосов, при этом второй насос может быть выключен для экономии ресурса или по неисправности, или обоих насосов одновременно для гарантированного питания потребителя в диапазоне температур ±50°С (при изменении гидравлического сопротивления гидросистемы в широком диапазоне), с обеспечением компенсации объемного расширения/сжатия жидкости и удаления растворенного воздуха. В блоке используются простейшие распределители клапанного типа, обеспечивающие максимально возможную герметичность разделения подвода и отвода (в паре клапан-седло) и размещенные параллельно для максимально эффективного использования объема единого корпуса и обеспечения ремонтопригодности (доступа при ремонте) при отказе любого из распределителей.

Блок предназначен для гидравлических систем. Блок содержит установленные в корпусе 1 обратный клапан 2 и три двухпозиционных двухлинейных распределителя 3, 4, 5, каждый из которых имеет подпружиненный ступенчатый клапан с камерой управления, поршнем и штоком, выполненным с возможностью взаимодействия с седлом, разделяющим входную и выходную гидролинии распределителя 3-5 в корпусе 1 блока. В корпусе 1 выполнены три канала 6, 7, 8 подвода, три канала 9, 10, 11 отвода и дренажный канал 12, соединенный с пружинными полостями 13, 14, 15 распределителей 3, 4, 5. Распределитель 5 выполнен нормальнозакрытым и подпружинен со стороны его поршня, а его штоковая управляющая полость 16 соединена с выходом обратного клапана 2 и с поршневыми управляющими полостями 17, 18 двух других выполненных нормальнооткрытыми распределителей 3, 4, соответственно, подпружиненных каждый со стороны штока. Первый канал 6 подвода корпуса 1 соединен со входом обратного клапана 2, выход которого соединен с первым каналом 9 отвода и со входной гидролинией третьего распределителя 5, соединенного выходной гидролинией с третьим каналом 11 отвода корпуса 1. Входные гидролинии первого и второго распределителей 3, 4 соединены между собой и со вторым каналом 7 подвода, а выходные гидролинии - со вторым и третьим каналами 9, 10 отвода, соответственно. В канале 11 третьего отвода установлен дроссель 19. Второй канал 7 подвода и третий канал 11 отвода соединены между собой через кран 20. На втором канале 10 отвода установлен дополнительный кран 21. Блок снабжен расширителем 22 для отделения взвешенного и растворенного воздуха, верхняя часть которого соединена соединительными трубопроводами (не обозначены) с третьим каналом 11 отвода, а нижняя - с третьим каналом 8 подвода корпуса 1 блока. При этом расширены функциональные возможности для обеспечения работы блока, по меньшей мере, в четырех режимах, с обеспечением поочередного или одновременного задействования любого из двух насосов. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Блок распределительный, содержащий установленные в корпусе подпружиненный обратный клапан и три двухпозиционных двухлинейных распределителя, каждый из которых имеет подпружиненный ступенчатый клапан с камерой управления, поршнем и штоком, выполненным с возможностью взаимодействия с седлом, разделяющим входную и выходную гидролинии распределителя, при этом в корпусе выполнены три канала подвода, три канала отвода и дренажный канал, соединенный с пружинными полостями распределителей, один из которых выполнен нормально закрытым и подпружинен со стороны поршня, а его штоковая управляющая полость соединена с выходом обратного клапана и с поршневыми управляющими полостями двух других выполненных нормально открытыми распределителей, подпружиненных каждый со стороны штока, первый канал подвода корпуса соединен со входом обратного клапана, выход которого соединен с первым каналом отвода и со входной гидролинией третьего распределителя, соединенного выходной гидролинией с третьим каналом отвода корпуса, входные гидролинии первого и второго распределителей соединены между собой и со вторым каналом подвода, а выходные гидролинии - со вторым и третьим каналами отвода соответственно, причем в канале третьего отвода установлен дроссель.2. Блок по п.1, отличающийся тем, что второй канал подвода и третий канал отвода соединены между собой через кран.3. Блок по п.1, отличающийся тем, на втором канале отвода установлен дополнительный кран.4. Блок по п.1, отличающийся тем, что он снабжен расширителем для отделения, взвешенного и растворенного воздуха, верхняя часть которого соединена соединительными трубопроводами с третьим каналом отвода, а нижняя - с третьим каналом подвода корпуса блока, выполненным в виде проточного бака с поперечным сечением, превышающим поперечное сечение соединительных трубопроводов, по меньшей мере, в 10 раз.