ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО КЛАПАННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ Российский патент 2009 года по МПК F15B13/43 

Описание патента на изобретение RU2365796C1

Изобретение относится к гидроприводу карьерного бурового станка, осуществляющего управление подачей бурового става в процессе бурения взрывных скважин, а также управление вспомогательными гидравлическими механизмами станка, с расходом жидкости Q=400 л/мин.

Другие области применения изобретения: гидроприводы станков, прессов, листогибов, мобильной техники и другого гидрофицированного оборудования.

Аналогом изобретения является "Способ распределения жидкости для гидравлического управления механизмами карьерного бурового станка с помощью трехлинейного блочного клапанного распределения с защитой гидролинии от перегрузок и гидроударов", описанный в заявке на изобретение №2006128942/20(031450), поданной ОАО "Лебединский ГОК" г.Губкин, Белгородской обл., 09.08.2006 года.

Способ основан на использовании в гидроприводе клапанного распределения рабочей жидкости. Совпадение существенных признаков с заявленным на изобретение устройством заключается в применении в распределении рабочей жидкости управляемых клапанов.

Аналогом (прототипом) изобретения является цифровой клапанный гидропривод ГЭК-250, KP822X025-01/03.98, производства ГСКТБ ГА, г.Гомель, Республика Беларусь, который представляет собой набор клапанных гидрораспределителей, смонтированных на функциональном гидроблоке управления и, в частности, с секцией, обеспечивающей функции дискретного управления пуском, остановом и направлением движения исполнительных органов. Совпадение существенных признаков с заявленным на изобретение устройством заключается в использовании в распределении рабочей жидкости управляемого клапана.

Раскрытие изобретения

Сущность изобретения заключается в получении технического решения на четырехлинейное, многопозиционное гидравлическое устройство клапанного распределения, обеспечивающее управление потоком рабочей жидкости и создающее заданное направление течения посредствам электрического и гидравлического (от собственного потока) управления, рассчитанное на расход жидкости Q=160-600 л/мин и рабочее давление р=20-25 МПа.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик гидравлического привода бурового станка.

Поставленная цель достигается с помощью заявленного на изобретение гидравлического устройства клапанного распределения, содержащего металлический корпус прямоугольной формы (1), имеющий внутренние каналы, четыре внешние отводные линии и независимые сливные каналы, управляемые клапаны (2), состоящие из затвора (3), пилота (4), фланца (5) с подводными, отводными и сливным каналами и встроенной заглушкой (6) в одном из двух каналов a, b подвода (отвода) давления управления к затвору, обратные клапаны (7), встроенные в корпус в отводных каналах внешних линий подвода и отвода рабочей жидкости, отличающегося от известных тем, что исходное состояние (позиция) устройства выполнено комбинацией количества и местом установки заглушки во фланцах, обратными клапанами, подводящими давление управления от внешних (подводящей и отводящей) линий к затворам управляемых клапанов, посредством которых изменяется их положение с нормально открытых на нормально закрытые и наоборот, причем таких позиций двенадцать, а последующие изменения исходного состояния (позиций) устройства осуществляются комбинацией и количеством пилотов, включаемых электрическими средствами, при этом обратные клапаны позволяют осуществлять подвод (отвод) рабочей жидкости к любой из четырех внешних линий.

Устройство разработано как альтернатива золотниковым электрогидрораспределителям типа Р203, Р323, РПГ20, РПГ32 (В.К.Свешников, Гидрооборудование: Международный справочник. Книга 2. Гидроаппаратура. ООО «Издательский центр «Техинформ» МАИ-2002 г.).

Расходные характеристики устройства составляют Q=380-500 л/мин при условных проходах рабочих каналов Dy 30 и управляемых клапанов Dy25.

ПЕРЕЧЕНЬ ФИГУР

Фиг.1, 2, 3 - гидравлическое устройство клапанного распределения трубного монтажа, виды, разрезы;

Фиг.4 - гидравлическое устройство клапанного распределения стыкового монтажа;

Фиг.5 - гидравлическая схема устройства:

1 - корпус устройства;

2 - управляемый клапан-аналог управляемого клапана МКГВ/ЗФ2Э, производства РУП "Гомельский завод "Гидропривод", Республика Беларусь, г.Гомель;

3 - затвор;

4 - фланец;

5 - пилот-электрогидрораспределитель ВЕ6.574А, производства ОАО "Гидроаппарат", г.Ульяновск;

6 - заглушка;

7 - обратный клапан;

8 - корпус-гнездо с уплотнением;

9 - шарик;

10 - пружина;

Фиг.6 - схема позиций, получаемых установкой заглушек в каналах фланцев 6 и включением пилотов 5 управляемых клапанов 2;

Фиг.7 - гидравлическая схема управления механизмами карьерного бурового станка СБШ-250 МНА-32,091.02.72.0000 производства ОАО «Рудгормаш», г.Воронеж;

Фиг.8 - гидравлическая схема карьерного бурового станка с использованием в ней заявленного на изобретение гидравлического устройства клапанного распределения:

11 - электрогидрораспределитель Р203 АЛ1-14, производства ОАО «Гидроаппарат», г.Ульяновск;

12 - электрогидрораспределитель Р203 АЛ2-24, производства ОАО «Гидроаппарат», г.Ульяновск;

13 - гидроцилиндры механизма подачи бурового станка;

14 - гидроблок управления механизмами сборки разборки бурового става станка, 091-59.53.0000;

15 - гидроблок управления вспомогательными механизмами (домкраты, мачта и др.), 091-02.78.0103, станка;

16 - управляемый гидрозамок;

17 - гидронасос подачи рабочей жидкости;

18 - предохранительный клапан;

19 - гидронасос подвода давления управления;

20 - клапан давления;

Фиг.8 - гидравлическая схема карьерного бурового станка СБШ-250 МНА-32 с использованием в ней заявленного на изобретение гидравлического устройства клапанного распределения (вариант);

Фиг.9 (Схемы 7, 6, 5) - варианты исполнения гидравлического устройства клапанного распределения.

ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ

Устройство, Фиг.1, 2, 3, 4, состоит из металлического корпуса 1 прямоугольной формы с внутренними и внешними отводными каналами, четырех однотипных управляемых клапанов 2, в состав которых входят затвор 3, фланец 4 и пилот 5. Затвор включает в себя дифференциальный клапан, взаимодействующий с гильзой, и пружину, причем разгрузка надклапанной полости затвора осуществляется по независимым каналам. Фланец имеет внутренние подводные и сливной каналы, выведенные на стыковую плоскость (в устройстве стыкового монтажа), и внешний сливной канал (в устройстве трубного монтажа), при этом для подвода давления управления в надклапанную полость затвора от пилота выполнены два отверстия а, b с резьбой, в одном из которых встроена заглушка 6, которая совместно с гидравлической схемой пилота устанавливает исходное исполнение управляемого клапана (нормально закрытое или нормально открытое), а в комбинации с остальными - исходную гидравлическую схему устройства, причем при одном типе пилота таких комбинаций двенадцать, Фиг.6. Дифференциальный затвор позволяет осуществлять подвод рабочей жидкости как с торца, так и сбоку клапана, а соответственно и отвод ее во внешнюю линию. В частности, при разгрузке надклапанной полости затвор открывается при подаче рабочей жидкости в любом направлении. В связи с чем давление управления на закрытие клапана поступает в надклапанную полость затвора как с торца, так и сбоку клапана, а это, в свою очередь, позволяет подводить рабочую жидкость к любой из четырех внешних линий. Для подвода давления управления в надклапанную полость затвора в корпусе выполнены каналы, в которые встроены обратные клапаны 7, содержащие корпус-гнездо 8 с уплотнением, шарик 9 и пружину 10, и по сути, выполняют логическую функцию "ИЛИ", но при этом обеспечивают более надежную герметизацию каналов от перетечек жидкости из одного в другой, а также простоту и технологичность выполнения и установки клапана.

Наличие абсолютно одинаковых элементов устройства и их взаимозаменяемость определяет его унифицированность, а применение дифференциальных обратных клапанов и заглушек, обеспечивающих многопозиционность с подводом рабочей жидкости к любому из внешних выводов - универсальность.

Все элементы устройства изготовлены из сталей соответствующих марок.

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ

Распределение потока рабочей жидкости устройством, Фиг.1, 2, основано на электрогидравлическом управлении клапанами 2 переводом их с нормально открытого состояния в нормально закрытое и наоборот.

Исходное состояние устройства выбирается исходя из технического задания, проекта, гидравлической схемы или иных технических условий посредством установок заглушек 6 в резьбовые каналы а или b фланцев 4.

На Фиг.5, Схема 1, приведена гидравлическая схема устройства клапанного распределения, в котором заглушки установлены в резьбовых каналах a, при этом надклапанная полость затвора 3 разгружена через канал b и пилот 5. Рабочая жидкость по каналу Р подводится к внешним каналам А, В, Т через нормально открытые управляемые клапаны. Согласно ГОСТ 2.781-68 приведенное исходное состояние устройства соответствует четырнадцатой (14) схеме распределения.

На Фиг.5, Схема 2, приведена гидравлическая схема устройства клапанного распределения, в котором заглушки установлены в резьбовых каналах b фланцев, при этом надклапанная полость затворов нагружается давлением, подводимым из внешних линий Р, А, В через обратные клапаны 7, пилоты и каналы а - все управляемые клапаны нормально закрыты, что соответствует сорок четвертой (44) схеме распределения. Комбинируя количеством и местом установок заглушек а или b, возможно выполнить двенадцать схем распределения, а имея исходную (любую) схему распределения, остальные одиннадцать (Фиг.6) выполняются посредством электрических средств включения пилотов устройства, при этом подвод рабочей жидкости может осуществляться к любой из четырех внешних линий.

На Фиг.7 (Схема 3) приведена существующая гидравлическая схема управления механизмами карьерного бурового станка СБШ-250 МНА-32, в которой применены электрогидравлические распределители (далее гидрораспределители) 1P203M2-14 (11) и 1Р203АЛ2-24 (12) с дистанционным подводом давления управления от насоса (19) и сливом с пилота, соединенным с общим сливом. Гидрораспределитель (11) обеспечивает подвод рабочей жидкости от насоса (17) либо к гидрораспределителю (12), либо к гидроблокам (14, 15). В исходном состоянии все линии соединены со сливом. Гидрораспределитель (12) обеспечивает управление гидроцилиндрами (13) механизма подачи бурового става, осуществляющего создание осевого усилия на забой скважины, а также его маневровые перемещения, в том числе и по дифференциальной схеме. Во избежание падения бурового става при остановах в магистраль штоковых полостей устанавливается управляемый гидрозамок (16). Одним из недостатков данных гидрораспределителей является их малая пропускная способность (Qном=200 л/мин при требуемых Qном=400 л/мин).

На Фиг.8 (Схема 4) приведена гидравлическая схема того же станка с применением в ней двух гидравлических устройств клапанного распределения, причем устройства независимы друг от друга и в исходном состоянии посредством установок заглушек 6 в каналах а или b фланцев 4, имеют: в системе управления гидроцилиндрами пятьдесят четвертую (54) схему распределения, в системе управления гидроблоками вспомогательными механизмами - тридцать четвертую (34), с запиранием потока рабочей жидкости на последнем и свободным ее отводом на слив через первое, при этом магистрали гидроблоков (14, 15) разгружены, а штоковые полости гидроцилиндров заперты. Дальнейшее распределение потока и управление механизмами осуществляется комбинацией и количеством включаемых электрическими средствами пилотов и давления собственного потока, переводящих управляемые клапаны устройств с нормально закрытых на нормально открытые и наоборот. В частности, приведенная гидравлическая схема исключает применение насоса подвода давления управления (19) и управляемого гидрозамка (16).

На Фиг.9 приведены варианты конструктивного исполнения гидравлического устройства клапанного распределения в виде гидравлических схем, в которых наличие или отсутствие каналов между двумя параллельными управляемыми клапанами 2, соединяющими боковые поверхности затворов 3, образуит:

Схема 5 - пятилинейное гидравлическое устройство клапанного распределения с подводом двух независимых потоков рабочей жидкости P1, Р и отводом их в независимые каналы А и В либо подвод обоих потоков как в линию А, так и в линию В, а также в обе линии;

Схема 6 - четырехлинейное гидравлическое устройство клапанного распределения с подводом двух независимых потоков рабочей жидкости P1, Р и отводом их в независимые каналы А и В либо подвод обоих потоков как в линию А, так и в линию В, а также в обе линии;

Схема 7 - шестилинейное гидравлическое устройство клапанного распределения с подводом двух независимых потоков рабочей жидкости P1, Р и отводом их в линии А, В и С, D.

ПОЛУЧАЕМЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ

- Высокая герметичность.

- Легкость в управлении, простота изготовления.

- Высокая надежность и ремонтопригодность.

- Возможность получения одним устройством любой из двенадцати фиксированных позиций с полной взаимозаменяемостью составных элементов.

Похожие патенты RU2365796C1

название год авторы номер документа
КЛАПАННЫЙ ТРЕХЛИНЕЙНЫЙ ТРЕХПОЗИЦИОННЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ С ЗАЩИТОЙ ЛИНИИ ОТВОДА ОТ ПЕРЕГРУЗОК, ЕЕ ЗАПИРАНИЕ И ДЕМПФИРОВАНИЕ 2008
  • Прасолов Василий Васильевич
  • Богатырев Александр Семенович
  • Воротынцев Александр Александрович
  • Шевчик Алексей Валентинович
RU2375611C2
УСТРОЙСТВО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИМИ МЕХАНИЗМАМИ КАРЬЕРНОГО БУРОВОГО СТАНКА 2007
  • Прасолов Василий Васильевич
RU2353826C2
СПОСОБ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМАМИ КАРЬЕРНОГО БУРОВОГО СТАНКА 2006
  • Прасолов Василий Васильевич
RU2336406C2
УСТРОЙСТВО ИЗМЕНЕНИЯ РАБОЧЕГО ОБЪЕМА НАСОСА 2007
  • Прасолов Василий Васильевич
  • Собина Андрей Александрович
  • Берестнев Евгений Юрьевич
  • Богатырев Александр Семенович
  • Рудый Владимир Семенович
RU2374490C2
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ДЛЯ МОРСКОЙ ВОДЫ 2014
  • Семенов Станислав Евгеньевич
  • Хабаров Алексей Сергеевич
RU2555635C1
ЗОЛОТНИКОВЫЙ ПНЕВМО-ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ 2021
  • Галлямов Шамиль Рашитович
  • Исламов Линар Ильшатович
  • Нартдинов Радим Айдарович
RU2759883C1
УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕНЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ НАСОСА ПРИ ПОСТОЯННОМ ДАВЛЕНИИ 2006
  • Прасолов Василий Васильевич
RU2325555C2
Система управления гидравлическим прессом 1982
  • Грецкий Георгий Георгиевич
  • Ведман Виталий Эмильевич
SU1060500A1
Система управления гидравлическим прессом 1979
  • Зотов Вячеслав Иванович
  • Грецкий Георгий Георгиевич
  • Чесноков Олег Витальевич
SU854747A1
Гидропривод литьевой машины 1984
  • Менакер Марк Семенович
  • Коренфельд Эммануил Давидович
  • Векслер Александр Бенционович
SU1265061A1

Реферат патента 2009 года ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО КЛАПАННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Устройство предназначено для клапанного распределения рабочей жидкости различным гидравлическим потребителям. Устройство содержит металлический корпус прямоугольной формы, имеющий внутренние каналы, четыре внешние отводные линии и независимые сливные каналы, управляемые клапаны, состоящие из затвора, пилота, фланца с подводными, отводными и сливным каналами со встроенной заглушкой в одном из двух каналов подвода (отвода) давления управления к затвору, обратные клапаны, встроенные в корпус в отводных каналах внешних линий подвода и отвода рабочей жидкости. Исходная позиция устройства выполнена комбинацией количества и местом установок заглушек во фланцах, обратными клапанами, подводящими давление управления от внешних подводящей и отводящей линий к затворам управляемых клапанов, посредством которых изменяется их положение с нормально открытых на нормально закрытые и наоборот, причем таких позиций двенадцать, а дальнейшее изменение позиций устройства осуществляется комбинацией и количеством пилотов, включаемых электрическими средствами, при этом обратные клапаны позволяют осуществлять подвод (отвод) рабочей жидкости к любой из четырех внешних линий. Технический результат - высокая герметичность, легкость в управлении и простота изготовления, высокая надежность и ремонтопригодность. 9 ил.

Формула изобретения RU 2 365 796 C1

Гидравлическое устройство клапанного распределения, содержащее металлический корпус прямоугольной формы, имеющий внутренние каналы, четыре внешние отводные линии и независимые сливные каналы, управляемые клапаны, состоящие из затвора, пилота, фланца с подводными, отводными и сливным каналами со встроенной заглушкой в одном из двух каналов подвода (отвода) давления управления к затвору, обратные клапаны, встроенные в корпус в отводных каналах внешних линий подвода и отвода рабочей жидкости, отличающееся тем, что исходное состояние (позиция) устройства выполнено комбинацией количества и мест установок заглушек во фланцах, обратными клапанами, подводящими давление управления от внешних подводящей и отводящей линий к затворам управляемых клапанов, посредством которых изменяется их положение с нормально открытых на нормально закрытые и наоборот, причем таких позиций двенадцать, а дальнейшее изменение исходного состояния устройства осуществляется комбинацией и количеством пилотов, включаемых электрическими средствами, при этом обратные клапаны позволяют осуществлять подвод (отвод) рабочей жидкости к любой из четырех внешних линий.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2365796C1

RU 2006128942 A1, 20.02.2008
ПНЕВМОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ КЛАПАННОГО ТИПА 2001
  • Редько П.Г.
  • Амбарников А.В.
  • Верин Н.А.
  • Трофимов С.Е.
RU2211382C2
ПЯТИЛИНЕЙНЫЙ ДВУХПОЗИЦИОННЫЙ КЛАПАННЫЙ ПНЕВМОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ 2000
  • Редько П.Г.
  • Таркаев С.В.
  • Амбарников А.В.
  • Чугунов А.С.
  • Нахамкес К.В.
  • Волков А.В.
RU2241144C2
US 5081902 A, 21.01.1992
DE 19721739 A1, 26.11.1998.

RU 2 365 796 C1

Авторы

Прасолов Василий Васильевич

Богатырев Александр Семенович

Даты

2009-08-27Публикация

2008-05-16Подача