ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ Российский патент 2013 года по МПК F15B13/12 F15B1/02 F16L55/04 

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в гидроприводах строительных, дорожных, сельскохозяйственных и других машин.

Ближайшим аналогом является известный гидрораспределитель, содержащий напорную секцию с регулятором давления, на который воздействуют пружина, расположенная в пружинной полости, рабочие секции с золотниками, каналами и отводами к гидродвигателям, сливную секцию. Каждая рабочая секция гидрораспределителя снабжена двумя обратными клапанами, установленными в каналах управления, соединяющих тот или другой отвод к гидродвигателю с пружинной полостью регулятора давления напорной секции при включенном положении золотника (см. патент РФ на изобретение №2062371, опубл. 20.06.1996).

Недостатком этого гидрораспределителя является то, что при плавном включении золотника рабочей секции, в начале его хода, происходит резкое нарастание давления в напорной линии, сопровождающееся гидравлическими ударами. Это приводит к преждевременному износу всей гидросистемы в целом, а также может повлечь за собой возникновение аварийных ситуаций.

Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, является повышение надежности гидрораспределителя при одновременном уменьшении его размеров.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что гадрораспределитель содержит напорную секцию с напорной магистралью, предохранительным клапаном и сливной магистралью, рабочие секции с золотником с каналами и сливную секцию. В рабочих секциях установлены компенсаторы давления, которые поддерживают постоянный перепад давления на кромках золотников и таким образом обеспечивают постоянный поток при каждом положении золотника независимо от изменения давления нагрузки, причем компенсатор давления расположен перпендикулярно по отношению к золотнику, что позволяет уменьшить габаритные размеры рабочей секции и всего гидрораспределителя.

На фиг.1 изображен в разрезе предложенный двухсекционный гидрораспределитель с нейтральной позицией золотников, на фиг.2 - сечение по А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение по Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - схема гидравлическая принципиальная гидрораспределителя.

Гидрораспределитель состоит из напорной секции 1, рабочей секции 2 с золотником 3, сливной секции 4, напорной магистрали 5, предохранительного клапана 6, запорно-регулирующего элемента 7, пружины 8, расположенной в пружинной полости 9, канала управления 10, клапана переключения давления 11, сливной магистрали 12, отводящего канала 13, сливного отвода 14, отводов 15 и 16, каналов 17, 18 и 19, компенсатора давления 20 с пружиной 21, напорного канала 22, каналов 23 и 24, расположенных в золотнике 3.

В напорной секции 1 выполнена напорная магистраль 5, через которую жидкость поступает в гидрораспределитель от насоса гидросистемы. В напорной секции 1 расположен предохранительный клапан 6 и запорно-регулирующий элемент 7, на который воздействует пружина 8. Пружинная полость 9 запорно-регулирующего элемента 7 соединена с каналом управления 10.

В рабочей секции 2 имеется клапан переключения давления 11 с запорно-регулирующим элементом. При нейтральном положении золотника 3 канал 17 соединен с линией слива либо с клапаном переключения давления другой рабочей секции, канал 18 соединен с пружинной полостью 9, либо с клапаном переключения давления другой рабочей секции, канал 19 соединен со сливной магистралью 12 через золотник 3. В рабочей секции 2 имеется компенсатор давления 20 с пружиной 21, расположенный в напорном канале 22 перед золотником 3. В золотнике 3 имеются каналы 23 и 24, соединяющие при включенном положении золотника 3 канал 19 с отводами 15 и 16 соответственно. Сливная магистраль 12 предназначена для отвода жидкости из сливной секции 4 в гидробак гидросистемы. Напорная магистраль 5 напорной секции 1 соединена с напорным каналом 22 и при правом положении запорно-регулирующего элемента 7 соединяется с отводящим каналом 13, соединенным со сливным отводом 14. Отводы 15 и 16 в рабочей секции соединены с гидродвигателем гидросистемы.

Гидрораспределитель работает следующим образом.

При нейтральном положении золотника 3, жидкость от насоса через напорную магистраль 5 в напорной секции 1 поступает к запорно-регулирующему элементу 7. При этом пружинная полость 9 запорно-регулирующего элемента 7 через канал 10 и клапаны переключения давления 11 соединяется со сливной магистралью 12 и гидробаком гидросистемы. Сила давления жидкости преодолевает усилие пружины 8 запорно-регулирующего элемента 7 и под небольшим давлением через отводящий канал 13 и сливной отвод 14 поступает в гидробак. Таким образом происходит разгрузка насоса при нейтральном положении золотника 3 гидрораспределителя.

При включении одного из золотников 3 гидрораспределителя, например в левое положение, канал 19 отсоединяется от сливной магистрали 12, одновременно рабочий отвод 16 соединяется с каналом 19 через канал 24 в золотнике 3. Сила давления нагрузки рабочего отвода 16 прижимает запорно-регулирующий элемент клапана переключения давления 11 к седлу, при этом рабочий отвод 16 соединяется с пружинной полостью 9 запорно-регулирующего элемента 7. Таким образом, пружинная полость отсоединяется от сливного канала 13. Запорно-регулирующий элемент 7 под воздействием силы давления нагрузки закрывается. Напорный канал 22 отсоединяется от сливного канала 13. Жидкость от насоса направляется в напорный канал 22 и далее к отводу 16 и гидродвигателю. Слив жидкости из гидродвигателя происходит через отвод 15, сливную магистраль 12 и сливной отвод 14 в гидробак гидросистемы.

При перемещении золотника 3 в другую сторону, например, в правое положение, гидрораспределитель работает аналогично.

При включении двух или нескольких золотников 3 в любое из рабочих положений, пружинная полость 9 соединяется через один или несколько клапанов переключения давления 11 с рабочим отводом только наиболее нагруженной рабочей секции. Рабочие отводы менее нагруженных рабочих секций с пружинной полостью 9 не соединяются. В напорной магистрали напорной секции поддерживается давление, создаваемое нагрузкой гидродвигателя.

При соединении напорного канала 22 с рабочим отводом, жидкость проходит через компенсатор давления 20, установленный в рабочей секции 2 перед золотником 3. При этом на компенсатор давления 20 сверху вниз в зоне 25 действует сила давления р2, определяемого нагрузкой перед золотником 3, снизу вверх в зоне 26 действует сила давления p3, определяемого нагрузкой после золотника 3, а также усилие пружины 21. Уравнение равновесия сил на компенсаторе давления 20:

р2×А=(p3×А)+F, где

р2 - давление нагрузки перед золотником 3, р3 - давление нагрузки после золотника 3, А - площадь компенсатора давления 20, F - усилие пружины 21.

Перепад давлений dp на золотнике 3 определяется следующим образом:

dp=p2-p3=F/A=const

Таким образом, компенсатор давления 20 поддерживает постоянный перепад давления на кромке золотника 3 и обеспечивает постоянную скорость гидродвигателя при каждом положении золотника 3 независимо от изменения давления нагрузки, что повышает производительность выполнения рабочей операции. Причем компенсатор давления 20 расположен перпендикулярно по отношению к золотнику 3, что позволяет уменьшить габаритные размеры рабочей секции и всего гидрораспределителя.

При одновременном включении двух и более золотников 3 компенсаторы давления 20 поддерживают постоянный перепад давления на золотниках 3, что определяет независимость скорости выполнения отдельной операции от давлений нагрузки других операций, что также повышает производительность выполнения двух или нескольких операций.

Таким образом, обеспечивается постоянный поток независимо от изменения давления нагрузки, а также уменьшены габаритные размеры рабочей секции и всего гидрораспределителя.

Гидрораспределитель может быть выполнен имеющимися техническими средствами на имеющемся оборудовании.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в гидроприводах строительных, дорожных, сельскохозяйственных и других машин. Гидрораспределитель содержит напорную секцию с напорной магистралью, предохранительным клапаном и сливной магистралью, рабочие секции с золотником с каналами и сливную секцию. В рабочих секциях установлены компенсаторы давления, которые поддерживают постоянный перепад давления на кромках золотников. Компенсатор давления расположен перпендикулярно по отношению к золотнику, что позволяет уменьшить габаритные размеры рабочей секции и всего гидрораспределителя. 4 ил.

Гидрораспределитель, содержащий напорную секцию с напорной магистралью, предохранительным клапаном и сливной магистралью, рабочие секции с золотником с каналами и сливную секцию, отличающийся тем, что он снабжен компенсаторами давления, установленными в рабочих секциях перед золотником и расположенными перпендикулярно по отношению к золотнику.