ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ С МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ПО ПОЛОЖЕНИЮ ЗОЛОТНИКА Российский патент 2010 года по МПК F15B3/00 F15B9/07 F15B13/44 

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроительной электрогидравлической автоматики и может быть использовано в высокоточных системах управления рабочих органов подвижных транспортных средств и летательных аппаратов.

Известны конструкции электрогидравлических усилителей мощности с использованием в предварительном каскаде струйного принципа управления, в частности усилители с неподвижными соплами, расположенными соосно с приемными отверстиями и затенением потока с помощью дефлектора. Достоинством такой схемы является высокий коэффициент усиления, возможность работы при давлениях до 20 МПа и достаточно высокая технологичность изготовления (см. «Гидропривод и средства гидроавтоматики» под ред. Ю.И.Чупракова, изд. «Машиностроение», 1979 г. стр.48, рис.25, в).

Наиболее близким аналогом-прототипом к заявленному техническому решению по совокупности признаков и достигаемому эффекту является электрогидравлический усилитель мощности, содержащий корпус с напорным и сливным каналами подвода гидропитания и полостными каналами, с трехбуртовым цилиндрическим золотником, связанным через шарик, размещенный в проточке среднего бурта золотника, с силовой пружиной механической обратной связи по положению золотника, выполненной единой деталью с жестким стержнем, закрепленным на конце в якоре электромеханического преобразователя, а в другой своей части жестко связанным с подвижным дефлектором, имеющим внутреннее конусное отверстие, со стороны большего диаметра которого размещено неподвижное напорное сопло с внутренним каналом, сообщенным с напорной гидролинией через фильтр, со стороны меньшего диаметра размещен неподвижный приемник с конусными каналами, сообщенными через гидролинии в корпусе с соответствующими подторцевыми полостями золотника (см. «Инженерные исследования гидроприводов летательных аппаратов» под ред. д.т.н. проф. Д.Н.Попова, изд. «Машиностроение», г.Москва, 1978 г., стр.51, рис.3.1г).

Основным достоинством указанного электрогидравлического усилителя мощности по сравнению с другими выполненными с элементом «сопло-заслонка» является наличие одного напорного сопла вместо двух, что предполагает вероятность лишь «пассивного» отказа при засорении внутреннего канала напорного сопла и исключает «активный» отказ, который возможен для электрогидравлических усилителей мощности с элементом «сопло-заслонка».

К недостаткам данного струйного каскада усиления следует отнести конусные приемные отверстия, расположенные под углом к напорному соплу, что вносит определенную технологическую сложность в изготовление и регулировку точного взаимного расположения элементов тройки «напорное сопло - дефлектор - приемник».

Технической задачей предлагаемого изобретения является улучшение технологичности изготовления и повышение точности регулировки струйного каскада управления.

Поставленная задача решается тем, что в заявленном электрогидравлическом усилителе мощности с механической обратной связью по положению золотника, содержащем корпус с напорным, сливным каналами и полостными каналами, трехбуртовый цилидрический золотник, электромеханический преобразователь с дефлекторной заслонкой на якоре, струйный каскад усиления, имеющий два напорных сопла и два приемных отверстия, соответственно соединенных гидролиниями с подторцевыми полостями золотника, фильтр в напорной гидролинии к соплам, согласно изобретению струйный каскад усиления выполнен в виде двух цилиндрических элементов, с зазором установленных соосно в корпусе, при этом со стороны торцов, обращенных друг другу, в цилиндрических элементах выполнены пазы под размещение дефлекторной заслонки, а со стороны цилиндрической поверхности с выходом в паз каждого цилиндрического элемента соосно выполнены напорное сопло и приемное отверстие, с противоположной пазу стороны цилиндрические элементы имеют резьбовые окончания, на которые навернуты футорки, а наружной резьбой футорки ввернуты в корпус, при этом шаг резьбы в корпусе и на окончании цилиндрических элементов выполнен разным.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором показана схема электрогидравлического усилителя мощности с механической обратной связью по положению золотника.

Электрогидравлический усилитель мощности с механической обратной связью по положению золотника содержит корпус 1 с напорным 2, сливным 3 каналами и полостными каналами 4, трехбуртовый цилидрический золотник 5, электромеханический преобразователь 6 с дефлекторной заслонкой 7 на якоре и пружинной механической обратной связью 8, соединенной через шарик с золотником, струйный каскад усиления, имеющий два напорных сопла 9 и 10, два приемных отверстия 11 и 12, соответственно соединенных гидролиниями с подторцевыми полостями 13 и 14 золотника, фильтр 15 в напорной гидролинии к соплам. Струйный каскад усиления выполнен в виде двух цилиндрических элементов 16 и 17, с зазором установленных соосно в корпусе 1, при этом со стороны торцов, обращенных друг другу, в цилиндрических элементах выполнены пазы под размещение дефлекторной заслонки 7, а со стороны цилиндрической поверхности в пазу каждого цилиндрического элемента выполнены напорные сопла 9 и 10 и приемные отверстия 11 и 12, расположенные соосно напротив друг друга, с противоположной пазу стороны цилиндрические элементы имеют резьбовые окончания, на которые навернуты футорки 18 и 19, а резьбой на наружной поверхности футорки ввернуты в корпус, при этом шаг резьбы в корпусе и на окончании цилиндрического элемента выполнен разным.

Электрогидравлический усилитель работает следующим образом.

При подаче давления напора рабочей жидкости в напорный канал 2 подвода гидропитания давление напора подается к правой кромке левого бурта и к левой кромке правого бурта золотника 5, а через фильтры 15 к напорным соплам 9 и 10. В сливной канал 3 подвода гидропитания подается давление слива рабочей жидкости, которое поступает к левой и правой кромкам среднего бурта золотника 5 и далее к полости дефлекторной заслонки 7, Кинетическая энергия струи рабочей жидкости из напорных сопел 9 и 10 преобразуется в потенциальную энергию давления рабочей жидкости в подторцевых полостях 13 и 14 золотника 5 за счет сообщения их соответственно с приемными отверстиями 11 и 12 в цилиндрических элементах 16 и 17.

При отсутствии подачи электрических сигналов управления в электромеханический преобразователь 6 дефлекторная заслонка 7 находится в нейтральном положении и одинаково затеняет оба напорных сопла 9 и 10 в цилиндрических элементах 16 и 17. В этом случае давления рабочей жидкости в подторцевых полостях 13 и 14 будут равны и золотник 5 находится в покое в нейтральном положении.

При подаче электрического сигнала управления определенной полярности и значения в электромеханический преобразователь 6 якорь с дефлекторной заслонкой 7 смещается, преодолевая усилие пружины обратной связи 8, например, в левую сторону из нейтрального положения, и заслонка затеняет свободный проток жидкости из напорного сопла 9 в приемное отверстие 11 в левом цилиндрическом элементе 17, что приводит к снижению рабочего давления в подторцевой полости 13 золотника 5. В этом же положении дефлекторной заслонки 7 в правом цилиндрическом элементе 16 открывается свободный проток жидкости из напорного сопла 10 в приемное отверстие 12, что приводит к повышению рабочего давления в подторцевой полости 14 золотника 5. Под действием перепада давления в полостях 13 и 14 золотник 5 переместится вправо, увлекая за собой шарик пружины обратной связи 8, при этом создается момент на якоре электромеханического преобразователя 6 пропорционально величине смещения золотника 5 от нейтрального положения. Этот момент складывается с моментом сил, обусловленным электрическим сигналом управления. Как только эти моменты сравняются, золотник 5 остановится в положении, пропорциональном величине электрического сигнала, при этом в правой полости 4 будет давление подачи, а в левой полости 4 - давление слива.

При подаче электрического сигнала управления обратной полярности в электромеханический преобразователь 6 работа электрогидравлического усилителя происходит аналогичным образом, золотник 5 при этом смещается в обратном направлении, отслеживая своим положением значение и полярность этого электрического сигнала и открывая соответствующие дросселирующие окна кромками своих буртов.

Величина и направление расхода рабочей жидкости, проходящего через дросселирующие окна на кромках буртов золотника 5 электрогидравлического усилителя, определяется значением и полярностью электрического управляющего сигнала, поданного в электромеханический преобразователь 6.

Усилитель предназначен для высокоточных систем управления в машиностроении. В усилителе применен струйный каскад усиления с двумя напорными соплами и соответственно с двумя приемными каналами, которые гидролиниями соединены с подторцевыми полостями золотника. Струйный каскад усиления выполнен из двух цилиндрических элементов, соосно установленных с зазором в корпусе. Со стороны торцов, обращенных друг к другу, в цилиндрических элементах выполнены пазы под размещение дефлекторной заслонки электромеханического преобразователя, со стороны цилиндрической поверхности в паз каждого элемента соосно выполнены напорное сопло и приемный канал. С противоположной пазу стороны цилиндрические элементы имеют резьбовые окончания, на которые навернуты футорки, а наружной резьбой футорки ввернуты в корпус, при этом резьба в корпусе и на цилиндрических элементах, а также соответственно в футорках имеет разный шаг. Технический результат заключается в улучшении технологичности изготовления, упрощении конструкции струйного усилителя с возможностью его высокоточной регулировки. 1 ил.

Электрогидравлический усилитель мощности с механической обратной связью по положению золотника, содержащий корпус с напорным, сливным каналами и полостными каналами, трехбуртовый цилиндрический золотник, электромеханический преобразователь с дефлекторной заслонкой на якоре, струйный каскад усиления, имеющий два напорных сопла и два приемных отверстия, соответственно соединенных гидролиниями с подторцевыми полостями золотника, фильтр в напорной гидролинии к соплам, отличающийся тем, что струйный каскад усиления выполнен в виде двух цилиндрических элементов, с зазором установленных соосно в корпусе, при этом со стороны торцов, обращенных друг к другу, в цилиндрических элементах выполнены пазы под размещение дефлекторной заслонки, а со стороны цилиндрической поверхности в пазу каждого цилиндрического элемента соосно выполнены напорное сопло и приемное отверстие, с противоположной пазу стороны цилиндрические элементы имеют резьбовые окончания, на которые навернуты футорки, а наружной резьбой футорки ввернуты в корпус, при этом шаг резьбы в корпусе и на окончании цилиндрических элементов выполнен разным.