РЕГУЛЯТОР ПОТОКА И ДАВЛЕНИЯ УПРАВЛЯЕМЫЙ Российский патент 2013 года по МПК F15B13/42 

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению, а именно к регуляторам потока и давления управляемым, предназначенным для распределения потока и редуцирования давления. Изобретение может быть использовано преимущественно в гидрообъемных приводах гидравлических систем с сервоуправлением.

Известен распределитель-преобразователь потока и давления (патент США №4,184,512. от 22.01.1980 г.) содержащий корпус, сформированный из двух независимых частей, соединенных сборкой. Две части корпуса разделены поперечной плоской поверхностью. В одной части корпуса, где установлен толкатель механизма управления, имеется внутренняя сливная полость выходящая на плоскую разделяющую поверхность корпусов. Напорные, литые полости выполнены во второй части корпуса. Напорные литые полости корпуса пересекается отверстиями подвижных золотников. Золотник имеет радиальные отверстия, соединяющиеся, с глухими осевыми отверстием золотника, выходящим в рабочий канал, расположенный во второй части корпуса. С другой стороны золотники соединены со сливной полостью и подпружинены в шайбу толкателя, расположенного в первой части корпуса. Корпус разделен на две части поперечно оси золотников. Две части корпуса взаимно центрируются, ориентируются и соединяются между собой механически с обеспечением герметичности стыка между двумя частями корпуса.

Недостатком такого решения, является деликатная, индивидуальная механическая обработка распределительных кромок корпуса через отверстия золотников диаметром 6 мм.

Еще одной трудностью является необходимость центрирования, ориентации и герметизации двух частей корпуса.

Кроме этого корпус имеет две отливки.

Между корпусами требуется уплотнение, охватывающее все золотники со сливными каналами, что вынуждает применить при сборке корпусов болт увеличенного сечения с уплотнением.

Следующим недостатком является крепление корпусов через отверстие шарнирного соединения механизма управления.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является конструкция блока управления гидросистем (патент Российской Федерации №2270371 от 29.08.2006 г.).

В этом техническом решении по периметру наружной поверхности корпуса выполнены кольцевые расточки напорная и сливная закрытые внешней обоймой.

Недостатком конструкции является отсутствие универсальности и неэффективность использования материала и пространства при уменьшении количества золотников.

Задачи, решаемые предлагаемым изобретением

Универсальность конструкции.

Уменьшение размеров.

Универсальность формы, и технологии при изготовлении корпуса литьем и механической обработкой.

Упрощение конструкции формы литья корпуса.

Улучшение функциональных характеристик.

Расширение номенклатуры применения при унификации ряда регуляторов потока и давления для одного, двух, четырех и более рабочих каналов.

Поставленные задачи решаются за счет того, что регулятор потока и давления, содержащий корпус с напорными и сливными полостями, пересекающимися с отверстиями подвижных золотников, имеющих радиальные отверстия, соединяющиеся глухим осевым отверстием, выходящим в рабочую камеру, с другой стороны золотники хвостовиками выходят в сливную полость и подпружинены в шайбу толкателя, в эту же шайбу упирается возвратная пружина, опирающаяся на корпус, соответственно пространство размещения пружин соединено со сливной полостью, и в корпусе, со стороны рабочих камер, выполнено осевое отверстие, сопрягающееся с напорными и сливными полостями, которые изолированы между собой и герметизированы снаружи вставкой, неподвижно монтируемой в осевое отверстие корпуса, характеризуется тем, что центральное осевое отверстие корпуса выполнено размерами, обеспечивающими механическую обработку рабочих кромок корпуса в районе отверстий золотников, соответственно напорные полости и сливные полости корпуса в области пересечения их с отверстиями золотников в поперечном сечении корпуса сформированы фигурами вращения с центрами, расположенными на площади центрального отверстия, охватывающими отверстия золотников.

Для обеспечения соединения сливных полостей корпуса вставка выполнена меньше длины центрального отверстия корпуса.

Выполнение вставки ступенчатой ограничивает перемещение вставки вглубь корпуса.

В случае выполнения напорных полостей корпуса секторной формы, вставка имеет выемки для соединения напорных полостей корпуса.

Регулятор потока и давления может устанавливаться на плиту с рабочими каналами, соединенными с рабочими камерами корпуса. Плита в этом случае ограничивает еще и перемещение вставки из корпуса.

Вставка может выполняться заодно с плитой.

Вставка может иметь канал слива и канал напорный, соединенные с одноименными полостями корпуса.

Предложенное решение позволяет изготавливать корпусы регулятора потока и давления по однотипной технологии при различных количествах золотников, и при меньшем количестве золотников уменьшаются размеры корпуса.

В предложенном решении регулятора отсутствует обойма корпуса. Это позволяет выполнять каналы подвода и слива рабочей жидкости, на боковых поверхностях корпуса, без увеличения размеров регулятора. При этом каналы подвода и отвода рабочей жидкости одновременно могут выполняться на корпусе и на плите.

Корпус может изготавливаться как механической обработкой, так и литьем с последующей чистовой обработкой распределительных кромок в корпусе через осевое отверстие, расположенное параллельно оси золотников.

Упрощение формы литья корпуса выражается в простой форме полостей напора и слива, соединенного с увеличенным стержнем осевого отверстия.

Конструкция позволяет расширить, например, канал слива во вставке и плите, за счет этого снижается величина давления на сливе при максимальном расходе.

Для разного количества золотников могут применяться одинаковые золотники и вставки, при этом модули регуляторов могут стыковаться между собой, образуя единый блок с требуемым количеством управляющих линий.

Описание чертежей

На фиг.1 изображен регулятор потока и давления в сечении, проходящем через оси цилиндрических отверстий золотников, установленный на плите, закрывающей вставку.

На фиг.2 на разрезе А-А изображена кольцевая форма сливных полостей корпуса в районе пересечения с отверстиями четырех золотников.

На фиг.3 на разрезе Б-Б изображена кольцевая форма напорной полости корпуса в районе пересечения с отверстиями четырех золотников.

На фиг.4 изображен регулятор потока и давления в сечении, проходящем через оси отверстий золотников, со вставкой, выполненной с плитой как одна деталь, при этом вставка с плитой имеют канал для слива, соединенный с полостями слива в корпусе.

На фиг.5 изображен регулятор потока и давления в сечении, проходящем через оси отверстий золотников, со вставкой, выполненной с плитой как одна деталь, и вставка плиты имеет напорной и сливной каналы, соединенным соответственно с напорной и сливным полостями корпуса.

На фиг.6 изображен регулятор потока и давления в сечении, проходящем через оси цилиндрических отверстий для двух золотников.

На фиг.7 - разрез В-В, секторная форма сливной и напорной полостей корпуса для регулятора потока и давления с двумя золотниками.

На фиг.8 изображен регулятор потока и давления в сечении, проходящем через ось отверстия одного золотника.

На фиг.9 - разрез Г-Г, секторная форма сливной и напорной полостей корпуса для одного золотника.

Регулятор потока и давления управляемый содержит корпус 1 с напорными полостями 2 и сливными полостями 3, которые пересекаются с отверстиями 4. В отверстиях 4 корпуса 1 установлены подвижные золотники 5, имеющие хвостовики 6. Золотники 5 имеют радиальные отверстия 7 и 8, соединенные глухим осевым отверстием 9, выходящим в рабочие камеры 10, образованные отверстиями 4 золотников 5. В исходном положении радиальные отверстия 7 соединены со сливными полостями 3 корпуса 1.

На хвостовике 6 золотника 5 расположена следящая пружина 11, упирающаяся одним концом в золотник 5, а другим концом в шайбу 12 толкателя 13. На шайбу 12 воздействует также возвратная пружина 14, упирающаяся в корпус 1. Следящая пружина 11 и возвратная пружина 14 размещены в пространстве 15 корпуса 1. Пространство 15 сообщается со сливными полостями 3 корпуса 1.

В корпусе 1 со стороны рабочих камер 10 имеется внутреннее, преимущественно цилиндрической формы, осевое отверстие 16, сопрягающееся с напорными полостями 2 и сливными полостями 3. В отверстие 16 установлена неподвижная вставка 17, изолирующая сливные полости 3 от напорных полостей 2 и герметизирующая напорные полости 2 по отношению к наружной поверхности корпуса 1. Напорные полости 2 и сливные полости 3 корпуса 1 в области пересечения их с отверстиями 4 золотников 5 в поперечном сечении сформированы фигурами вращения с центрами, расположенными на площади центрального отверстия 16.

Поверхность 18 напорной полости 2 и поверхность 19 сливной полости 3 имеют деликатную механическую обработку через отверстие 16. Механической обработкой поверхностей 18 и 19 обеспечивается плоскостность поверхностей 18, 19, перпендикулярность поверхностей 18 и 19 оси отверстия 4, золотников 5, необходимая шероховатость, параллельность и расстояние между поверхностями 18, 19 для обеспечения перекрытия отверстий 7, 8 золотников 5.

Напорная полость 2 и сливная полости 3 могут быть выполнены и обработаны как концентрично, так и эксцентрично по отношению к отверстию 16. Для четырех золотников 5 благоприятнее концентрическая форма полостей 2, 3 и механическая обработка поверхностей 18 и 19 по отношению к отверстию 16. При концентричной форме полостей 2 и 3 и концентричной механической обработке, поверхности 18 и 19 обрабатываются за один проход, а это благоприятно для обеспечения точности и простоты измерений расстояния между поверхностями 18, 19.

Эксцентричная форма полостей 2, 3 и эксцентричная механическая обработка поверхностей 18, 19 используется преимущественно, если регулятор давления и потока содержит один или два золотника 5. При эксцентричной форме полостей 2 и 3 и эксцентричной обработке поверхностей 18, 19 относительно отверстия 16 уменьшаются внешние габаритные размеры корпуса 1.

Управляющее устройство, воздействующее на толкатели 13, применяется рычажное или педальное, не изображено. Управляющее устройство, воздействующее на толкатели 13, может быть рычажным аналогично патенту US 4184512 опубл. 22.01.1980 г. или педальным аналогично патенту US 5556716 от 22,10.1996.

Корпус 1 имеет боковой канал 20, соединенный с напорными полостями 2, и боковой канал 21, соединенный с полостями слива 3.

Вставка 17 выполнена меньше длины центрального отверстия 16 корпуса 1 и соединяет сливные полости 3 корпуса 1, увеличивая проходное сечение.

Вставка 17 может иметь выемки 22, соединяющие напорные полости 2 корпуса 1. Выемка 22 требуется преимущественно для эксцентричной формы полостей 2 и 3 при эксцентричной механической обработке поверхностей 18 и 19.

Вставка 17 ступенчатая и зафиксирована за корпус 1. Ступенька вставки 17 упирается в заходную фаску 23 корпуса 1, выполненную для облегчения монтажа уплотнений 24, установленных во вставке 17.

Регулятор потока и давления может монтироваться и закрепляться на плите 25, имеющей рабочие каналы 26, соединенные с рабочими камерами 10 корпуса 1, при этом вставка 17 может быть закреплена за плиту 25.

Вставка 17 может быть выполнена с плитой 25 как одна деталь. Вставку 17 благоприятно выполнять с плитой 25 как одну деталь, для непрерывности канала слива 27, выполненного в плите 25 со вставкой, соединенной с полостью 3 слива корпуса 1, и соответственно канала 28 для нагнетания, соединенного с напорной полостью 2 корпуса 1.

Регулятор потока и давления работает следующим образом.

При нажатии на толкатель 13 перемещается шайба 12, сжимая следящую пружину 11 и возвратную пружину 14. От воздействия следящей пружины 11 золотник 5 перемещается и отсоединяет от сливной полости 3 отверстие 7 и одновременно соединяет отверстие 8 золотника 5 с напорной полостью 2. Рабочая среда под давлением в напорной полости 2 поступает в отверстие 8 и отверстие 9, по которому поступает в рабочую камеру 10, а затем к механизму (на фиг. неуправляемый механизм, куда подается поток под давлением, не показано).

Нарастающее давление в рабочей камере 10 воздействует на поперечную площадь золотника 5 и возвращает золотник 5 в среднее положение до уравновешивания силы следящей пружины 11. В среднем положении золотника 5 происходит дросселирование давления из напорной полости 2 в рабочую камеру 10 через отверстия 8 и 9 и из рабочей камеры 10 через отверстия 9 и 7 в сливную полость 3. Дросселирование на кромках отверстий 7, 8 золотника 5 регулирует величину редуцированного давления в рабочей камере 10 при неподвижности толкателя 13 в промежуточном положении. Величина редуцированного давления в рабочей камере 10 определяется величиной усилия сжатия следящей пружины 11 и площадью поперечного сечения золотника 5.

При отсутствии воздействия на толкатель 13 возвратная пружина 14 возвращает шайбу 12 в исходное положение, освобождая следящую пружину 11 от нагрузки на золотник 5. Золотник 5 возвращается в исходное положение, при этом рабочая камера 10 через отверстия 9 и 7 соединяется со словной полостью 3.

Предложено устройство регулятора потока и давления, содержащее один или несколько редукционных клапанов золотникового типа, установленных в корпусе, у которого со стороны рабочих камер золотников выполнено осевое отверстие, сопрягающееся с напорными и сливными полостями, изолированными между собой и герметизированными снаружи вставкой, неподвижно монтируемой в осевое отверстие корпуса, при этом центральное осевое отверстие корпуса выполнено размерами, обеспечивающими механическую обработку рабочих кромок корпуса в районе отверстий золотников, соответственно напорные полости и сливные полости корпуса в области пересечения их с отверстиями золотников в поперечном сечении корпуса, сформированы фигурами вращения с центрами, расположенными на площади центрального отверстия, охватывающими отверстия золотников. Технический результат - универсальность конструкции. 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Регулятор потока и давления, содержащий корпус с напорными и сливными полостями, пересекающимися с отверстиями подвижных золотников, имеющих радиальные отверстия, соединяющиеся глухим осевым отверстием в золотнике, выходящим в рабочую камеру, с другой стороны хвостовики золотников выходят в полости, соединенные со сливными полостями корпуса, и хвостовики золотников подпружинены в шайбу толкателя, в эту же шайбу упирается возвратная пружина, опирающаяся на корпус, а в корпусе, со стороны рабочих камер, выполнено центральное отверстие, сопрягающееся с напорными и сливными полостями, которые изолированы между собой и герметизированы снаружи вставкой, неподвижно монтируемой в осевое отверстие корпуса, отличающийся тем, что осевое отверстие корпуса для вставки выполнено размерами, обеспечивающими механическую обработку рабочих кромок в районе отверстий для золотников, соответственно напорные полости и сливные полости корпуса в области пересечения их с отверстиями золотников, в поперечном сечении корпуса сформированы фигурами вращения, охватывающими отверстия для золотников, с центрами, расположенными на площади осевого отверстия для вставки.

2. Регулятор потока и давления по п.1, характеризующийся тем, что вставка выполнена меньше длины центрального отверстия корпуса.

3. Регулятор потока и давления по п.1, характеризующийся тем, что вставка имеет выемки, соединяющие напорные полости корпуса.

4. Регулятор потока и давления по п.1, характеризующийся тем, что вставка ступенчатая имеет рабочие каналы, соединенные с рабочими камерами корпуса.

5. Регулятор потока и давления по п.1, характеризующийся тем, вставка имеет канал для слива, соединенный со сливными полостями корпуса.

6. Регулятор потока и давления по п.1, характеризующийся тем, что вставка имеет канал для слива и канал напорный, соединенные с соответствующими полостями корпуса.