РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ЗОЛОТНИК С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ ПО ФУНКЦИИ "ИЛИ" (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2011 года по МПК F15B13/42 

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано в гидравлических системах и устройствах управления, а также в гидравлических тормозных системах и в пневмосистемах.

В системах гидравлического управления часто применяются гидрораспределители, у которых золотники управляются по функции "или" от двух гидравлических сигналов. Для формирования управляющего гидравлического сигнала с такой функцией используется гидравлический клапан «ИЛИ», который при подаче гидравлического сигнала в какую-либо из его полостей управления направляет его к выходу клапана. В случае одновременной подачи сигналов в обе полости управления клапана «ИЛИ» к его выходу будет направлен сигнал с большим давлением.

В составе клапанов «ИЛИ» применяется запорная деталь, которая при работе клапана совершает возвратно-поступательные движения, перемещаясь, как челнок, то к первой, то ко второй полости управления, соединяя с выходом соответственно вторую или первую полости управления.

Гидравлические логические клапаны «ИЛИ» называют также челночными клапанами, а их запорный элемент - челноком.

Известен распределительный блок с клапанами «ИЛИ» (усл. обозначение РБКИ 6/1Т), выпускаемый в Беларуси ЗАО «ЭЛГА» (сайт: http://www.elgahydro.com/, далее см. /каталог гидроаппаратуры/ гидроблоки/ РБКИ 6/1Т; или, см. по адресу: http://www.elgahvdro.com/catalogue/cat.php-catalogue=76&page_num4.htm).

Минус этой конструкции - необходимость изготовления в теле корпуса пяти гнезд. Двух - для золотников гидрораспределителей и трех - для челноков гидравлических клапанов «ИЛИ». Следующий недостаток этого устройства - последовательное переключение гидравлических логических клапанов «ИЛИ» и управляемых ими распределительных золотников. Возможен случай, когда для переключения золотника гидрораспределителя, при подаче управляющего сигнала на один из входов блока, челнок клапана «ИЛИ» должен будет переместиться к другому входу и запереть его. Затем сигнал с выхода клапана «ИЛИ» будет подан в полость управления золотника гидрораспределителя, после чего произойдет его переключение.

Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения является блок гидравлический, в корпусе которого расположен двухпозиционный гидрораспределитель и гидравлический логический клапан «ИЛИ», выход которого соединен с полостью управления золотника гидрораспределителя, снабженного пружинным возвратом (Mannesmann Rexroth, Abschaltventile Тур MH3WA… und MH3WH…, RD64 578/07.95) Каталог Mannesmann Rexroth, Abschaltventile Тур MH3WA… und MH3WH…, RD64 578/07.95).

Данному прототипу присущи все вышеперечисленные недостатки. В теле корпуса приходится выполнять отдельное гнездо для золотника гидрораспределителя и отдельное гнездо для челнока логического клапана «ИЛИ». При подаче сигнала на вход клапана «ИЛИ» происходит сначала перемещение челнока логического клапана «ИЛИ», а затем золотника гидрораспределителя. Последовательное переключение челнока и золотника не позволяет достигнуть максимально возможного быстродействия устройства.

Предлагаемое техническое решение направлено на решение следующих задач:

а) сокращение времени от момента поступления управляющего сигнала в любую из полостей управления клапана «ИЛИ» до момента переключения золотника гидрораспределителя;

б) снижение величины мгновенного расхода, потребного для быстрого переключения золотника в рабочую розицию;

в) унификация гнезд распределительного золотника и челнока или, как вариант, замена двух гнезд одним единым гнездом.

Указанный технический результат достигается тем, что по первому варианту распределительный золотник с устройством возврата золотника со стороны одного его торца и с полостью управления со стороны другого его торца с гидравлическим управлением по функции «или» от сигналов, подаваемых в полости управления челнока, который установлен между ними подвижно, при этом новым является то, что челнок и распределительный золотник размещены в одном гнезде и могут взаимодействовать друг с другом посредством толкателя, расположенного в полости управления распределительного золотника, совпадающей с ближней полостью управления челнока.

Распределительный золотник и челнок клапана «ИЛИ» располагаются тандемом в одном гнезде, выполненном в корпусе гидроблока. Одна полость управления челнока объединяется с полостью управления распределительного золотника. В результате отпадает необходимость подавать в полость управления распределительного золотника гидравлический логический сигнал с выхода клапана «ИЛИ». Становится возможным упростить конструкцию всего устройства, отказавшись от изготовления канала, соединяющего выход клапана «ИЛИ» с полостью управления гидравлического золотника.

По второму варианту новым является то, что челнок и распределительный золотник размещены в одном гнезде и могут взаимодействовать друг с другом посредством толкателя, расположенного в полости управления распределительного золотника, совпадающей с ближней полостью управления челнока, причем челнок имеет возможность объединять с имеющимся отводящим каналом ту свою полость управления, в которой сигнал имеет большее давление.

Челнок установлен в одном гнезде с распределительным золотником, причем в устройстве имеется отводящий канал, по которому гидравлический логический сигнал «или» может быть направлен к любому другому устройству.

По третьему варианту новым является то, что челнок и распределительный золотник размещены каждый в своем гнезде и могут взаимодействовать друг с другом посредством толкателя, расположенного в полости управления распределительного золотника, совпадающей с ближней полостью управления челнока.

Челнок и распределительный золотник устанавливаются в раздельные гнезда, унифицированные по внутреннему сопрягаемому диаметру, при этом, одна полость управления челнока объединяется с полостью управления распределительного золотника.

По четвертому варианту новым является то, что челнок и распределительный золотник размещены каждый в своем гнезде и могут взаимодействовать друг с другом посредством толкателя, расположенного в полости управления распределительного золотника, совпадающей с ближней полостью управления челнока, причем челнок имеет возможность объединять с имеющимся отводящим каналом ту свою полость управления, в которой сигнал имеет большее давление.

Челнок и распределительный золотник также устанавливаются в раздельные гнезда, унифицированные по внутреннему сопрягаемому диаметру, при этом одна полость управления челнока объединяется с полостью управления распределительного золотника, но устройство дополнительно имеет отводящий канал, что дает возможность подать сигнал «или» к другим устройствам.

На фиг.1 показан осевой разрез распределительного золотника с гидравлическим управлением по функции «или» в соответствии с вариантом 1.

На фиг.2 дана схема гидравлическая принципиальная для распределительного золотника с управлением по функции «или», реализованным по варианту 1.

На фиг.3 приведен осевой разрез распределительного золотника с гидравлическим управлением по функции «или» согласно варианту 2.

На фиг.4 - схема гидравлическая принципиальная распределительного золотника с управлением по функции «или», реализованным по варианту 2.

На фиг.5 - осевой разрез распределительного золотника с гидравлическим управлением по функции «или», осуществленным по варианту 3.

На фиг.6 изображен осевой разрез распределительного золотника с гидравлическим управлением по функции «или» согласно варианту 4.

Распределительный золотник с гидравлическим управлением по функции «или» включает в себя: собственно распределительный золотник 1, его устройство возврата 2, его полость управления 3, а также полости управления 4 и 5 челнока 6, гнездо 7 и толкатель 8. Для сигналов, подаваемых в полости управления 4 и 5, предназначены входы X1 и Х2 (см. фиг.1, 2, 3, 4, 5 и 6).

В случае необходимости распределительный золотник с гидравлическим управлением по функции «или» может дополнительно иметь отводящий канал 9, предназначенный для направления сформированного сигнала «или» через выход Y к другим устройствам (см. фиг.3, 4 и 6). Распределительный золотник с гидравлическим управлением по функции «или» может иметь гнезда 10 и 11 (см. фиг.5 и 6). В нерабочем состоянии распределительному золотнику 1 соответствует позиция А, во включенном состоянии - позиция Б (см. фиг.2 и 4).

Распределительный золотник с гидравлическим управлением по функции «или» (вариант 1 и вариант 3) работает следующим образом. В исходном состоянии сигналы на входах X1 и Х2 челнока 6 отсутствуют. Давление в полостях управления 3, 4 и 5 равно нулю. Поэтому распределительный золотник 1 под воздействием пружины в устройстве возврата 2 находится в исходной позиции А. Распределительный золотник 1 упирается в толкатель 8, который воздействует на челнок 6 и стремится сдвинуть его влево до упора (см. фиг.1, 2 и 5).

При подаче гидравлического сигнала, например, на вход X1 давление в полостях управления 3 и 4 будет выше давления в полости управления 5, поэтому челнок 6 останется сдвинутым влево до упора, а распределительный золотник 1 под действием давления в управляющих полостях 3 и 4 переместится вправо, сжимая пружину в устройстве возврата 2. Таким образом, распределительный золотник 1 переключится в рабочую позицию Б.

Когда давление на входе X1 снизится до нуля, распределительный золотник 1 под воздействием пружины в устройстве возврата 2 переместится из рабочей позиции Б в исходную позицию А, до упора в толкатель 8.

При подаче гидравлического сигнала на вход Х2 челнок 6 под действием давления в полости управления 5 начнет сдвигаться вправо, воздействуя через толкатель 8 на распределительный золотник 1 и на пружину устройства возврата 2. Переместившись вправо до упора, распределительный золотник 1 переключается в рабочую позицию Б. После снятия сигнала с входа Х2 давление в полости управления 5 исчезнет. Под действием усилия сжатой пружины в устройстве возврата 2 распределительный золотник 1, взаимодействуя через толкатель 8 с челноком 6, вернется в исходную позицию А. При этом челнок 6 займет крайнее левое положение.

При одновременной подаче сигналов на входы X1 и Х2 имеет значение, давление какого сигнала выше. Сигнал с большим давлением будет иметь приоритет, и устройство будет работать от действия этого сигнала так, как если бы он был подан на вход один.

Распределительный золотник с гидравлическим управлением по функции «или» (вариант 2 и вариант 4) работает следующим образом. В исходном состоянии сигналы на входах X1 и Х2 челнока 6 отсутствуют. Давление в полостях управления 3, 4 и 5 равно нулю. Распределительный золотник 1 под воздействием пружины в устройстве возврата 2 находится в исходной позиции А. Распределительный золотник 1 упирается в толкатель 8, который воздействует на челнок 6 и стремится сдвинуть его влево до упора (см. фиг.3, 4 и 6).

При подаче гидравлического сигнала, например, на вход X1 давление в полостях управления 3 и 4 будет выше давления в полости управления 5, поэтому челнок 6 останется сдвинутым влево до упора, а распределительный золотник 1 под действием давления в управляющих полостях 3 и 4 переместится вправо, сжимая пружину в устройстве возврата 2. Таким образом, распределительный золотник 1 переключится в рабочую позицию Б, а сигнал с входа X1 через челнок 6 будет направлен в отводящий канал 9 к выходу Y.

Когда давление на входе X1 снизится до нуля, распределительный золотник 1 под воздействием пружины в устройстве возврата 2 переместится из рабочей позиции Б в исходную позицию А, до упора в толкатель 8.

При подаче гидравлического сигнала на вход Х2 челнок 6 под действием давления в полости управления 5 начнет сдвигаться вправо, воздействуя через толкатель 8 на распределительный золотник 1 и на пружину устройства возврата 2. Переместившись вправо до упора, распределительный золотник 1 займет рабочую позицию Б. При этом сигнал с входа Х2 через челнок 6 будет направлен в отводящий канал 9 к выходу Y. После снятия сигнала с входа Х2 давление в полости управления 5 исчезнет. Под действием усилия сжатой пружины в устройстве возврата 2 распределительный золотник 1, взаимодействуя через толкатель 8 с челноком 6, вернется в исходную позицию А. При этом челнок 6 займет крайнее левое положение.

При одновременной подаче сигналов на входы X1 и Х2 имеет значение, давление какого сигнала выше. Сигнал с большим давлением будет иметь приоритет, и устройство будет работать от действия этого сигнала так, как если бы он был подан на вход один.

Золотник предназначен для гидравлических систем и устройств управления, а также для гидравлических и пневматических тормозных систем. Распределительный золотник содержит устройство возврата золотника со стороны одного его торца и полость управления со стороны другого его торца, гидравлическое управление по функции «или» от сигналов, подаваемых в полости управления челнока, который установлен подвижно, при этом челнок и распределительный золотник размещены в одном гнезде и могут взаимодействовать друг с другом посредством толкателя, расположенного в полости управления распределительного золотника, совпадающей с ближней полостью управления челнока. Изобретение позволяет упростить конструкцию и технологию изготовления устройства с распределительным золотником, который управляется двумя гидравлическими сигналами по логической функции «или», и повысить быстродействие устройства. 4 н.п. ф-лы, 6 ил.

1. Распределительный золотник с устройством возврата золотника со стороны одного его торца и с полостью управления со стороны другого его торца, с гидравлическим управлением по функции «или» от сигналов, подаваемых в полости управления челнока, который установлен между ними подвижно, отличающийся тем, что челнок и распределительный золотник размещены в одном гнезде и могут взаимодействовать друг с другом посредством толкателя, расположенного в полости управления распределительного золотника, совпадающей с ближней полостью управления челнока.

2. Распределительный золотник с устройством возврата золотника со стороны одного его торца и с полостью управления со стороны другого его торца, с гидравлическим управлением по функции «или» от сигналов, подаваемых в полости управления челнока, который установлен между ними подвижно, отличающийся тем, что челнок и распределительный золотник размещены в одном гнезде и могут взаимодействовать друг с другом посредством толкателя, расположенного в полости управления распределительного золотника, совпадающей с ближней полостью управления челнока, причем челнок имеет возможность объединять с имеющимся отводящим каналом ту свою полость управления, в которой сигнал имеет большее давление.

3. Распределительный золотник с устройством возврата золотника со стороны одного его торца и с полостью управления со стороны другого его торца, с гидравлическим управлением по функции «или» от сигналов, подаваемых в полости управления челнока, который установлен между ними подвижно, отличающийся тем, что челнок и распределительный золотник размещены каждый в своем гнезде и могут взаимодействовать друг с другом посредством толкателя, расположенного в полости управления распределительного золотника, совпадающей с ближней полостью управления челнока.

4. Распределительный золотник с устройством возврата золотника со стороны одного его торца и с полостью управления со стороны другого его торца, с гидравлическим управлением по функции «или» от сигналов, подаваемых в полости управления челнока, который установлен подвижно между ними, отличающийся тем, что челнок и распределительный золотник размещены каждый в своем гнезде и могут взаимодействовать друг с другом посредством толкателя, расположенного в полости управления распределительного золотника, совпадающей с ближней полостью управления челнока, причем челнок имеет возможность объединять с имеющимся отводящим каналом ту свою полость управления, в которой сигнал имеет большее давление.