БЛОК КЛАПАНОВ Российский патент 2014 года по МПК E02F9/22 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к блоку клапанов для управления - в особенности независимо от нагрузки - по меньшей мере одним потребителем, таким как гидроцилиндр, гидромотор или подобный потребитель. Областью использования изобретения является в особенности область сельскохозяйственных машин, оснащенных агрегатами с гидроприводом или гидравлическим управлением, или область строительных машин.

Уровень техники

Из патентного документа ЕР 0473030 А1 известен блок клапанов указанного типа, в котором между двумя подсоединениями (подключениями) к сторонам потребителя, подсоединением к насосу и подсоединением к баку, имеются четыре золотниковых управляющих клапана с гидравлическим управлением, которые соединяют подсоединение к насосу и подсоединение к баку с каждым из подсоединений к сторонам потребителя. Золотниковые управляющие клапаны между подсоединением к насосу и подсоединениями к сторонам потребителя могут управляться преднамеренным образом. Когда один из них открывается, высокое давление поступает через обратный клапан в первое из подсоединений к стороне потребителя. Золотниковый управляющий клапан между вторым подсоединением к стороне потребителя и подсоединением к баку имеет управляющий вход, который связан с выходом первого золотникового управляющего клапана, так что при открытии первого золотникового управляющего клапана высокое давление на его выходе вызывает также открытие второго золотникового управляющего клапана. Таким образом обеспечивается возможность того, что когда через первый золотниковый управляющий клапан и первое подсоединение к стороне потребителя гидравлическое масло подается в первую полость потребителя двухстороннего действия, из второй полости потребителя гидравлическое масло отводится к баку через второе подсоединение к стороне потребителя и второй золотниковый управляющий клапан.

Для того чтобы даже при неработающем насосе можно было поддерживать высокое давление на выходах сторон потребителя и за счет этого фиксировать его в установленном положении, между первым и вторым золотниковыми управляющими клапанами и двумя подсоединениями к сторонам потребителя предусмотрены два обратных клапана. Поскольку весь поток подачи гидравлического масла к потребителю должен проходить через один из двух обратных клапанов, перепад давления на обратных клапанах оказывает негативное влияние на кпд гидравлической машины, в которой используется известный блок клапанов.

Известный блок клапанов может использоваться для снабжения потребителя независимо от давления нагрузки посредством того, что поступающее на потребитель давление нагрузки отводится на вход одного из обратных клапанов и подается через сигнальную линию давления нагрузки на компенсатор на подсоединении к насосу блока клапанов и при необходимости на регулятор насоса. Для того чтобы при нейтральном положении компенсатор был надежно заперт или насос оставался выключенным, давление в сигнальной линии давления нагрузки должно гарантироваться равным давлению в баке несмотря на возможное высокое давление в других компонентах блока клапанов. Для обеспечения этого первый и второй золотниковые управляющие клапаны, контролирующие поток среды под давлением между подсоединением к насосу и подсоединениями к сторонам потребителя, в качестве главных золотниковых управляющих клапанов объединены каждый соответственно в ходовом клапане со вспомогательным золотниковым управляющим клапаном, причем вспомогательный золотниковый управляющий клапан каждого ходового клапана при запертом состоянии главного золотникового управляющего клапана соединяет сигнальную линию давления нагрузки с баком с помощью линии обратного слива утечек. Главные золотниковые управляющие клапаны ходовых клапанов должны иметь большие размеры, чтобы пропускать весь поток масла между насосом и потребителем с небольшим перепадом давления. При их объединении со вспомогательными золотниковыми управляющими клапанами в ходовых клапанах требуемое для них конструктивное пространство становится еще больше.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является создание блока клапанов для управления по меньшей мере одним потребителем, в котором сведены к минимуму внутренние потери давления и, соответственно, обеспечивается работа потребителя с высоким кпд.

Поставленная задача решена за счет того, что в блоке клапанов, содержащем два узла подсоединения (называемые далее подключениями) к сторонам потребителя, узел подсоединения (называемый далее подключением) к насосу и узел подсоединения (называемый далее подключением) к баку, а также четыре гидравлически управляемых с помощью соответствующего управляющего подключения золотниковых управляющих клапана, из которых первый золотниковый управляющий клапан соединяет подключение к насосу и первое подключение к стороне потребителя, второй золотниковый управляющий клапан соединяет подключение к насосу и второе подключение к стороне потребителя, третий золотниковый управляющий клапан соединяет первое подключение к стороне потребителя и подключение к баку и четвертый золотниковый управляющий клапан соединяет второе подключение к стороне потребителя и подключение к баку, предусмотрены первый сервоклапан и второй сервоклапан для управления управляющими подключениями соответственно каждой пары золотниковых управляющих клапанов.

За счет того, что при этом отпадает необходимость в обычном управлении третьим и четвертым золотниковыми управляющими клапанами посредством давления на выходе первого и второго золотниковых управляющих клапанов, больше не требуется обратных клапанов, чтобы сохранять надлежащую разность давлений между подключением к стороне потребителя и управляющим подключением третьего или четвертого золотникового управляющего клапана. При исключении обратных клапанов устраняется также связанные с ним перепады давления, что улучшает кпд потребителя. За счет того, что каждый сервоклапан управляет не одним, а двумя золотниковыми управляющими клапанами, может также выдерживаться невысоким расход гидравлической текучей среды, требуемый для работы сервоклапанов, а следовательно, и связанные с работой сервоклапанов потери мощности.

Существуют различные возможности по подчинению золотниковых управляющих клапанов сервоклапанам. Согласно первому простому примеру выполнения управляющие подключения первого и четвертого золотниковых управляющих клапанов подсоединены параллельно к выходу первого сервоклапана, а управляющие подключения второго и третьего золотниковых управляющих клапанов подсоединены параллельно к выходу второго сервоклапана. При этом обеспечивается возможность одновременно открывать первый и четвертый золотниковые управляющие клапаны и приводить потребитель двухстороннего действия в первом направлении или открывать второй и третий золотниковые управляющие клапаны и приводить потребитель в противоположном направлении.

Согласно второму примеру выполнения по дальнейшему развитию изобретения может быть реализовано плавающее положение потребителя, в котором он может перемещаться под действием внешних сил. Эта возможность достигается за счет того, что для первого и второго золотниковых управляющих клапанов предназначены соответственно первый и второй переключающий клапан, причем первый переключающий клапан избирательно соединяет управляющее подключение первого золотникового управляющего клапана с первым сервоклапаном или с подключением к баку, а второй переключающий клапан избирательно соединяет управляющее подключение второго золотникового управляющего клапана со вторым сервоклапаном или с подключением к баку. При этом через первый золотниковый управляющий клапан в зависимости от положения предназначенного для него переключающего клапана может осуществляться управление подачей гидравлической текучей среды к потребителю или ее отводом от потребителя через первое подключение к стороне потребителя. Путем координированного задействования обоих сервоклапанов потребитель может приводиться в двух противоположных направлениях.

Переключающими клапанами могут служить или переключающие клапаны как таковые или ходовые клапаны. Когда они выполнены в виде ходовых клапанов, первый ходовой клапан может избирательно соединять первый сервоклапан с одним из управляющих подключений двух относящихся к нему золотниковых управляющих клапанов, в особенности первого и третьего золотниковых управляющих клапанов, а второй ходовой клапан может избирательно соединять второй сервоклапан с одним из управляющих подключений двух относящихся к нему золотниковых управляющих клапанов, в особенности второго и четвертого золотниковых управляющих клапанов. Так, например, выходное давление от первого сервоклапана может передаваться через первый ходовой клапан, с одной стороны, на третий золотниковый управляющий клапан, чтобы обеспечивать отвод гидравлической текучей среды от первого подключения к стороне потребителя, и одновременно переводить второй ходовой клапан в положение, при котором давление на выходе второго сервоклапана передается на управляющее подключение второго золотникового управляющего клапана, чтобы обеспечивать подачу гидравлической текучей среды к потребителю через второе подключение к стороне потребителя.

Предпочтительно требуемое для переключения первого и второго переключающих клапанов выходное давление сервоклапанов ниже выходного давления, требуемого для открытия золотниковых управляющих клапанов. Таким образом, путем координированного повышения давления на выходе двух сервоклапанов можно вначале переключить оба переключающих клапана. При этом исключается переключение переключающих клапанов при открытых золотниковых управляющих клапанах.

Предпочтительно два переключающих клапана содержат каждый второй управляющий вход, к которому обратным ходом ведет его выход, так что имеющееся на выходе давление противодействует давлению, подаваемому на первый управляющий вход. Это давление, подаваемое обратным ходом на второй управляющий выход, обеспечивает удержание переключающего клапана в положении, которое он занимает при отсутствии давления, несмотря на давление на первом управляющем входе. Таким образом, что при одновременной подаче давления на оба переключающих клапана они не изменяют своего положения.

Предпочтительно сервоклапаны выполнены в виде пропорциональных редукционных клапанов.

Для обеспечения возможности управления подсоединенным потребителем независимо от нагрузки предпочтительно между подключением к насосу и первым и вторым золотниковыми управляющими клапанами встроен индивидуальный дифференциальный клапан, управляемый давлением в одном из подключений к стороне потребителя.

С помощью отпираемого обратного клапана между управляющим входом индивидуального дифференциального клапана и каждым из подключений к стороне потребителя на индивидуальный дифференциальный клапан может быть передано наибольшее давление в подключениях к сторонам потребителя без изменения давления в другом подключении к стороне потребителя. При выключенном насосе обратные клапаны предотвращают поток среды под давлением от одного подключения к стороне потребителя к другому через сигнальную линию давления нагрузки, так что потребитель не может непроизвольно поддаваться воздействию внешней нагрузки. Отпирание одного из обратных клапанов также позволяет правильно передавать к индивидуальному дифференциальному клапану давление, отводимое от одного из подключений к сторонам потребителя.

Для управления отпиранием обратных клапанов в оптимальном варианте может использоваться выходной сигнал одного из сервоклапанов.

Как уже было упомянуто выше, в неподвижном положении должно предотвращаться неуправляемое повышение давления на управляющем подключении индивидуального дифференциального клапана во избежание ложного регулирования насоса или сервоклапанов. Для обеспечения этого предпочтительно отпираемые обратные клапаны выполнены таким образом, что в своем запорном положении соединяют управляющее подключение индивидуального дифференциального клапана с подключением к баку. Поскольку отпираемые обратные клапаны должны быть рассчитаны на пропуск лишь малой части расхода через первый-четвертый золотниковые управляющие клапаны, они могут быть выполнены небольшими по размерам и, соответственно, небольшое конструктивное пространство занимает также выполнение сообщения управляющего подключения индивидуального дифференциального клапана с подключением к баку посредством отпираемых обратных клапанов.

Обратный клапан, встроенный в индивидуальный дифференциальный клапан, позволяет при отказе насоса избежать внезапного падения давления на подключениях к сторонам потребителя и вследствие этого неуправляемого перемещения потребителя под нагрузкой.

Предметом изобретения является также трактор, снабженный блоком клапанов описанного типа, к которому может быть подсоединен агрегат с гидравлической регулировкой положения или с гидроприводом, такой как плуг или косилочный рабочий орган.

Краткий перечень чертежей

Другие особенности и преимущества изобретения будут ясны из последующего описания примеров осуществления изобретения со ссылками на чертежи. На чертежах:

фиг.1 изображает гидравлическую схему системы клапанов согласно первому примеру выполнения изобретения,

фиг.2 схематично изображает в разрезе один из клапанов системы по фиг.1,

фиг.3 изображает гидравлическую схему системы клапанов согласно второму примеру выполнения изобретения,

фиг.4 изображает гидравлическую схему системы клапанов согласно третьему примеру выполнения изобретения.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показана гидравлическая схема блока клапанов согласно первому примеру выполнения изобретения. Этот блок клапанов может быть установлен на тракторе спереди или сзади для подсоединения к нему в качестве потребителя исполнительного цилиндра или гидромотора сменного переднего или заднего рабочего агрегата, такого как подметальная щетка, отвал снегоочистителя, плуг, секционный режущий или жатвенный аппарат или подобные агрегаты.

Показанный на чертежах блок клапанов подсоединен к четырем линиям, которые показаны параллельными линиями в нижней части чертежей, а именно к идущей от непоказанного насоса линии Р высокого давления, к ведущей к баку линии Т нулевого давления, к линии Рх управляющего давления и к сигнальной линии LS давления нагрузки. К этим четырем линиям Р, Т, Рх, LS могут быть подсоединены параллельно несколько блоков клапанов, чтобы обслуживать несколько потребителей присоединенного агрегата или управлять агрегатом с несколькими степенями свободы.

Отходящий от линии Р высокого давления ответвление Р1 проходит через индивидуальный дифференциальный клапан С5, управляемый давлением в сигнальной линии LS давления нагрузки, к двум ходовым клапанам С1 и С2 с гидравлическим управлением, снабженным возвратными пружинами. Два подключения А, В к сторонам потребителя соединены с выходами двух ходовых клапанов С1, С2. Ходовые клапаны выполнены с запорным седлом и расположены таким образом, что при излишнем давлении в подключении к стороне потребителя тело каждого клапана прижимается к седлу. Таким образом, ходовые клапаны С1, С2 абсолютно плотно держат высокое давление в одном из подключений к сторонам потребителя, которое может возникать, когда внешняя нагрузка действует на подсоединенный потребитель. Примером может служить нагрузка на гидроцилиндр, который при дорожном движении или при маневрах держит навешенный на трактор плуг в поднятом положении над землей или при работе плуга прижимает его вниз, чтобы удерживать на желаемой глубине.

Два других ходовых клапана СЗ, С4 соединяют подключения к сторонам потребителя с линией Т нулевого давления.

На фиг.1 все ходовые клапаны С1-С4 показаны в запертом положении. При открытии ходовых клапанов С1 и С4 в одну полость потребителя двухстороннего действия, соединенного с подключениями А, В, может подаваться гидравлическая жидкость через подключение А, а из второй полости потребителя через подключение В может вытекать соответствующее количество гидравлической жидкости. Если же открываются ходовые клапаны С2, СЗ, то гидравлическая жидкость поступает к потребителю через подключение В и отводится в бак через подключение А. Пропускное поперечное сечение ходовых клапанов С1-С4 непрерывно изменяется в функции управляющего давления, поступающего на управляющее подключение с1-с4 соответствующего ходового клапана.

Два пропорциональных редукционных клапана Y1, Y2 служат в качестве сервоклапанов для создания этого управляющего давления. Пропорциональные редукционные клапаны Y1, Y2 соединены с линией Рх управляющего давления и с линией Т нулевого давления и имеют каждый управляемое подключение у1, у2, давление в котором непрерывно регулируется с помощью электрических средств между величинами давления в линиях Рх и Т. Пропорциональный редукционный клапан Y1 управляет давлением в линии 1 сервоуправления, которая соединяет управляющие подключения с1, с4 клапанов С1 и С4. Аналогичным образом пропорциональный редукционный клапан Y2 управляет давлением в линии 2 сервоуправления, которая соединяет управляющие подключения с2, с3 клапанов С2 и С3.

Отпираемые обратные клапаны R1, R2 имеют каждый соответствующее управляющее подключение г1 или г2, которое соединено с линией 1 или 2 сервоуправления, а также вход, соединенный с подключением А или В к стороне потребителя, и два выхода, которые соединены с линией Т нулевого давления или через ответвления LS1 или LS2 и переключающий клапан W1 с сигнальной линией LS давления нагрузки.

Второй переключающий клапан W2, встроенный в сигнальную линию LS давления нагрузки, позволяет избирательно либо подавать давление на управляющее подключение с5 индивидуального дифференциального клапана С5, либо подавать его на другой не показанный на чертеже блок клапанов, параллельно подсоединенный к линиям Р, Т, Рх, LS, для регулирования внешнего насоса, питающего линию Р высокого давления.

На фиг.1 обратные клапаны R1, R2 показаны в нейтральном положении, при котором оба выхода каждого клапана соединены между собой. За счет этого давление отсутствует в сигнальной линии LS давления нагрузки. Соответственно, индивидуальный дифференциальный клапан С5 заперт, и внешний насос выключен. Случайные утечки, из-за которых гидравлическая жидкость может попадать в сигнальную линию LS давления нагрузки, не могут приводить к повышению давления.

Когда один из двух редукционных клапанов, например клапан Y1, открывается, давление в линии 1 сервоуправления повышается и ходовые клапаны С1, С4 открываются пропорционально этому давлению. При этом выходное давление дифференциального клапана С5 подается на подключение А, в то время как через подключение В текучая среда под давлением может вытекать к баку. Одновременно высокое давление в линии 1 сервоуправления приводит к переключению ходового клапана R1 в положение, при котором он соединяет подключение А с ответвлением LS1 и одновременно прерывает связь ответвления LS1 с линией Т нулевого давления. При этом сигнальная линия LS давления нагрузки передает давление, присутствующее на подключении А. Дифференциальный клапан С5 известным образом регулирует поток текучей среды от насоса к подключению А, так что поддерживается постоянная разность давлений между выходом дифференциального клапана С5 и его управляющим входом, связанным с сигнальной линией LS давления нагрузки. Эта разность давлений по существу равна падению давления на золотнике ходового клапана С1, при этом существует прямая линейная зависимость между проходным сечением на золотнике ходового клапана С1 и объемным потоком, подаваемым потребителю через подключение А.

Если вследствие какого-либо отказа насоса падает давление в линии Р высокого давления или действующая на потребитель внешняя нагрузка приводит к тому, что давление в подключении А к стороне потребителя превышает давление в линии Р, встроенный обратный клапан 3 вызывает запирание дифференциального клапана С5. Вследствие этого в таких случаях не происходит обратного движения потребителя, а осуществляется его запирание в достигнутом положении.

На фиг.2 схематично показан в разрезе отпираемый обратный клапан R1 или R2 согласно предпочтительному примеру выполнения. В корпусе 10 образована проточка с несколькими ступенчатыми участками различных диаметров. В широкой части этой проточки с правой стороны на фиг.2 установлен подвижный поршень 11. На заднюю сторону 12 поршня 11 действует давление линии Рх управляющего давления. Передняя сторона 13 поршня ограничивает полость 14, связанную с линией Т нулевого давления. Ввинченный в проточку корпуса 10 вкладыш 15 содержит выступ 17, входящий в выемку 16 на передней стороне 13 поршня. Выступ 17 центрирует винтовую пружину 18, которая прижимает поршень 11 вправо против действия управляющего давления, воздействующего на его заднюю сторону 12.

Вкладыш 15 содержит осевую проточку 19 и по меньшей мере три радиальные проточки 20, 21, 22, пересекающие осевую проточку 19. Проточка 20 выходит в полость 14, проточка 21 сообщается с ответвлением LS1 или LS2 сигнальной линии LS давления нагрузки, а проточка 22 сообщается с подключением А или В к стороне потребителя. В осевой проточке 19 установлен с возможностью осевого перемещения стержень 23. В показанном на фиг.2 положении узкий наконечник 24 стержня находится внутри участка осевой проточки 19, соединяющего проточки 20, 21, так что сигнальная линия LS давления нагрузки сообщается с полостью 14 и давление в ней поддерживается равным давлению в баке, то есть нулевым. Пружина 25 и, в случае его наличия, избыточное давление в подключении А или В к стороне потребителя удерживают шар 26 прижатым к седлу 27 клапана между проточками 21, 22. Таким образом, шар 26 и седло 27 клапана образуют обратный клапан, который способен поддерживать высокое давление на подключении А или В к стороне потребителя даже при отсутствии давления в сигнальной линии LS давления нагрузки и в сообщающейся с ней проточке 21.

Под действием положительного управляющего давления на заднюю сторону 12 поршня 11 он перемещается влево и захватывает с собой стержень 23. При этом участок 28 основания стержня 23, диаметр которого точно соответствует диаметру проточки 19, продвигается в соединяющий проточки 20, 21 участок осевой проточки 19 и запирает его. В результате прерывается сообщение между сигнальной линией LS давления нагрузки и полостью 14. В заключение наконечник 24 упирается в шар 26 и отводит его от седла 27 клапана. При этом обратный клапан отпирается и в сигнальную линию LS давления нагрузки поступает давление, присутствующее в подключении А или В к стороне потребителя. За счет того, что стержень 23 вначале запирает сообщение с полостью 14 до отпирания обратного клапана, исключается неуправляемый отток текучей среды под давлением от подключения А или В к стороне потребителя к баку через ходовой клапан R1 или R2.

На чертеже видно, что поперечное сечение поршня 11 во много раз больше диаметра шара 26, так что относительно невысокого управляющего давления на заднюю сторону 12 поршня достаточно для того, чтобы отодвинуть шар 26 от его седла 27 даже в том случае, когда он прижат к седлу 27 высоким давлением в подключении к стороне потребителя.

На фиг.3 блок клапанов показан во втором примере выполнения изобретения. Линии Р, Т, Рх, LS, клапаны С1-С4, Y1, Y2 и R1, R2, а также индивидуальный дифференциальный клапан С5 такие же, как и на фиг.1 и снова не описываются. Существенное отличие между примером выполнения по фиг.3 от примера по фиг.1 заключается в наличии дополнительных ходовых клапанов V1, V2. В показанном на фиг.3 нейтральном положении ходовой клапан V1 соединяет управляемое подключение у1 редукционного клапана Y1 с управляющими подключениями с3, v2 ходовых клапанов С3 и V2, а также управляющие подключения с1, г1 ходовых клапанов С1, R1 с линией Т нулевого давления.

При подаче высокого давления на управляющее подключение v1 ходовой клапан V1 переключается в положение, при котором он соединяет управляющие подключения с1, г1 с редукционным клапаном Y1, а управляющие подключения с3, v2 с линией Т нулевого давления. Аналогичным образом ходовой клапан V2 при отсутствии на нем давления соединяет управляемое подключение у2 редукционного клапана Y2 с управляющими подключениями с4, v1 ходовых клапанов С4 и V1, а также управляющие подключения с2, г2 ходовых клапанов С2, R2 с линией Т нулевого давления. В отличие от этого положения при подаче высокого давления на управляющее подключение v2 он соединяет редукционный клапан Y2 с управляющими подключениями с2, г2 с, а линию Т нулевого давления с управляющими подключениями с4, v1.

Когда оба редукционных клапана Y1, Y2 закрыты, заперты также ходовые клапаны С1-С4. Когда открывается редукционный клапан Y1 и давление на его управляемом подключении у1 повышается, это приводит вначале к открытию клапана С3, так что текучая среда под давлением может отводиться от потребителя через подключение А к стороне потребителя, и к переключению клапана V2 в его состояние высокого давления. Теперь, когда открывается также редукционный клапан Y2, это приводит к открытию клапана С2, так что на подключении В к стороне потребителя появляется высокое давление. Одновременно переключается клапан R2, так что это высокое давление распространяется на сигнальную линию LS давления нагрузки и управляет работой индивидуального дифференциального клапана С5. Таким образом, регулируемый независимо от нагрузки поток текучей среды под давлением поступает к потребителю через подключение В и соответствующий поток отводится от потребителя к баку через подключение А.

Если редукционные клапаны Y1, Y2 открываются в обратном порядке, высокое давление подается на подключение А, а подключение В сообщается с линией Т нулевого давления, и потребитель приводится в противоположном направлении.

На фиг.3 показаны два управляющих входа на каждом ходовом клапане V1, V2. Как было упомянуто выше, один вход, v1 или v2 связан с выходом другого ходового клапана V2 или V1. На другой вход vT или v2' поступает выходное давление его собственного ходового клапана V1, V2. Когда открываются одновременно оба редукционных клапана Y1, Y2, влияние давления на оба управляющих подключения v1 и v2 или v1 и v2' взаимно компенсируется, и ходовые клапаны V1, V2 остаются в показанном на фиг.3 нейтральном положении. Вследствие этого клапаны С3, С4 открываются, а клапаны С1, С2 остаются закрытыми. При этом связанный с подключениями А, В потребитель находится в плавающем состоянии, то есть он может поддаваться воздействию внешней нагрузки, такой как вес поднятого плуга, причем в этом случае через одно из подключений А, В гидравлическая текучая среда может всасываться из бака, а через другое она может отводиться в бак. Плавающее положение обеспечивает возможность для агрегатов, в частности таких, как подметальная щетка или отвал снегоочистителя, при обработке пассивно следовать по контуру поверхности.

Выше была рассмотрена возможность с помощью блока клапанов по фиг.3 осуществлять эксплуатацию потребителя двухстороннего действия, связанного с двумя подключениями А, В. Альтернативная возможность состоит в независимом управлении двумя потребителями простого действия, когда управляющее давление, необходимое для переключения ходового клапана V1 или V2, ниже, чем требуемое для открытия ходовой клапанов С1-С4. Так, например, требуемое для переключения ходовых клапанов V1, V2 управляющее давление составляет около 3 бар, а ходовые клапаны С1-С4 начинают открываться только при управляющем давлении в 5 бар или выше и полностью открываются при управляющем давлении в 20 бар.

Для втягивания потребителя простого действия через подключение А необходимо открыть ходовой клапан С3, в то время как ходовые клапаны С1, С2, С4 остаются закрытыми. Когда редукционный клапан Y1 открывается, a Y2 остается закрытым, ходовой клапан V2 переключается, как только давление на управляемом подключении ходового клапана Y1 превышает 3 бара. Поскольку клапан Y2 остается закрытым, это не оказывает влияния на ходовые клапаны С2 и С4. Клапан С3 открывается, как только давление на управляемом подключении клапана Y1 превышает 5 бар. В течение этого времени управляющее подключение ходового клапана С1 удерживается клапаном без давления, так что клапан С1 остается закрытым.

Для того чтобы выдвинуть потребитель через подключение А, должна обеспечиваться возможность открыть клапан С1, в то время как клапаны С2-С4 остаются закрытыми. Это достигается посредством того, что вначале на управляемом подключении у2 клапана Y2 настраивается давление, например, в 4 бара. Это влечет за собой переключение ходового клапана V1, однако недостаточно для открытия клапана С4. Теперь клапан V1 соединяет управляемое подключение у1 с подключением с1, так что путем открытия сервоклапана Y1 может быть открыт ходовой клапан С1.

В точности аналогичным образом потребитель может управляться также через подключение В. Этот понятно само собой без дополнительных объяснений вследствие симметричности блока клапанов.

На фиг.4 блок клапанов показан в третьем примере выполнения. Он отличается от блока клапанов по фиг.1 тем, что дополнен двумя переключающими клапанами F1, F2 с гидравлическим управлением. Переключающие клапаны F1, F2 встроены по потоку соответственно перед управляющими подключениями с1, с2 ходовых клапанов С1, С2 для того, чтобы соединять управляемое редукционным клапаном Y2 подключение с1 либо с управляемым подключением у1 клапана Y1, либо с линией Т нулевого давления, а также соединять управляемое редукционным клапаном Y1 подключение с2 либо с управляемым подключением у2, либо с линией Т нулевого давления. Переключающие клапаны F1, F2, как и ходовые клапаны V1, V2 по фиг.3 служат для того, чтобы обеспечивать возможность открытия двух ходовых клапанов С3, С4, управляющих отводом потока от потребителя, в то время как ходовые клапаны С1, С2, управляющие подачей давления к потребителю, остаются закрытыми, что обеспечивает плавающее состояние потребителя.

Когда, например, на управляемом подключении у2 давление отсутствует, управляемый через это подключение переключающий клапан F1 соединяет управляющее подключение с1 с подключением у1. Когда редукционный клапан Y1 открыт, в то время как клапан Y2 закрыт, как и в примере выполнения по фиг.1, повышается давление на управляющих подключениях с1 и с4 и связанный с подключениями А и В потребитель двухстороннего действия приводится в первом направлении. Когда клапан Y2 открыт, а клапан Y2 остается закрытым, открываются ходовые клапаны С2, С3 и потребитель приводится в противоположном направлении. Однако если одновременно открываются оба редукционных клапана Y1, Y2, оба переключающих клапана F1, F2 переключаются до того, как давление на управляющих подключениях ходовых клапанов С1, С2 становится достаточно высоким для их открытия. За счет этого управляющие подключения соединяются с линией Т нулевого давления и клапаны С1, С2 остаются закрытыми, в то время как клапаны С3 и С4 открываются, как только давление на их управляющих подключениях с3, с4 станет достаточным.

Изобретение относится к средствам гидравлического управления сельскохозяйственной или строительной техникой. Техническим результатом является снижение внутренних потерь давления и соответственно повышение кпд работы потребителя. Предложен блок клапанов для управления по меньшей мере одним потребителем, который содержит два подключения (А, В) к сторонам потребителя, подключение (Р) к насосу и подключение (Т) к баку, а также четыре гидравлически управляемых с помощью соответствующего управляющего подключения (с1-с4) золотниковых управляющих клапана (С1-С4). При этом первый золотниковый управляющий клапан (С1) соединяет подключение (Р) к насосу и первое подключение (А) к стороне потребителя, второй золотниковый управляющий клапан (С2) соединяет подключение (Р) к насосу и второе подключение (В) к стороне потребителя, третий золотниковый управляющий клапан (С3) соединяет первое подключение (А) к стороне потребителя и подключение (Т) к баку и четвертый золотниковый управляющий клапан (С4) соединяет второе подключение (В) к стороне потребителя и подключение (Т) к баку. Кроме того, предусмотрены два сервоклапана (Y1, Y2) для управления управляющими подключениями (с1-с4) соответственно каждой пары золотниковых управляющих клапанов (С1-С4). 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Блок клапанов для управления по меньшей мере одним потребителем, содержащий два подключения (А, В) к сторонам потребителя, подключение (Р) к насосу и подключение (Т) к баку, а также четыре гидравлически управляемых с помощью соответствующего управляющего подключения золотниковых управляющих клапана (С1-С4), из которых первый золотниковый управляющий клапан (С1) соединяет подключение (Р) к насосу и первое подключение (А) к стороне потребителя, второй золотниковый управляющий клапан (С2) соединяет подключение (Р) к насосу и второе подключение (В) к стороне потребителя, третий золотниковый управляющий клапан (С3) соединяет первое подключение (А) к стороне потребителя и подключение (Т) к баку и четвертый золотниковый управляющий клапан (С4) соединяет второе подключение (В) к стороне потребителя и подключение (Т) к баку, отличающийся тем, что содержит первый сервоклапан (Y1) и второй сервоклапан (Y2) для управления управляющими подключениями (с1-с4) соответственно каждой пары золотниковых управляющих клапанов.

2. Блок клапанов по п.1, отличающийся тем, что управляющие подключения (с1, с4) одной пары золотниковых управляющих клапанов, в особенности первого и четвертого золотниковых управляющих клапанов (С1; С4), подсоединены параллельно к выходу (у1) первого сервоклапана (Y1), а управляющие подключения (с2, с3) другой пары золотниковых управляющих клапанов, в особенности второго и третьего золотниковых управляющих клапанов (С2; С3), подсоединены параллельно к выходу (у2) второго сервоклапана (Y2).

3. Блок клапанов по п.1, отличающийся тем, что для первого и второго золотниковых управляющих клапанов (С1, С2) предназначены соответственно первый и второй переключающие клапаны (F1, F2; V1, V2), причем первый переключающий клапан (F1, V1) избирательно соединяет управляющее подключение (с1) первого золотникового управляющего клапана (С1) с первым сервоклапаном (Y1) или с подключением (Т) к баку, а второй переключающий клапан (F2, V2) избирательно соединяет управляющее подключение (с2) второго золотникового управляющего клапана (С2) со вторым сервоклапаном (Y2) или с подключением (Т) к баку.

4. Блок клапанов по п.3, отличающийся тем, что первый переключающий клапан является первым ходовым клапаном (V1), который избирательно соединяет первый сервоклапан (Y1) с одним из управляющих подключений (с1, с3) двух относящихся к нему золотниковых управляющих клапанов, в особенности первого и третьего золотниковых управляющих клапанов (С1, С3), а второй переключающий клапан является вторым ходовым клапаном (V2), который избирательно соединяет второй сервоклапан (Y2) с одним из управляющих подключений (с2, с4) двух относящихся к нему золотниковых управляющих клапанов, в особенности второго и четвертого золотниковых управляющих клапанов (С2, С4).

5. Блок клапанов по п.3 или 4, отличающийся тем, что первый переключающий клапан (F1, V1) содержит первый управляющий вход (v1), связанный со вторым сервоклапаном (Y2), а второй переключающий клапан (F2, V2) содержит второй управляющий вход (v2), связанный с первым сервоклапаном (Y1).

6. Блок клапанов по п.5, отличающийся тем, что требуемое для переключения первого и второго переключающих клапанов (V1, V2; F1, F2) выходное давление сервоклапанов (Y1, Y2) ниже выходного давления, требуемого для открытия золотниковых управляющих клапанов (С1-С4).

7. Блок клапанов по п.6, отличающийся тем, что оба сервоклапана (Y1, Y2) могут управляться одновременно.

8. Блок клапанов по п.6, отличающийся тем, что на первом и втором переключающих клапанах (V1, V2) выход выполнен с обратным ходом ко второму управляющему входу (v1′, v2′), так что имеющееся на выходе давление противодействует давлению, подаваемому на первый управляющий вход (v1, v2).

9. Блок клапанов по любому из пп.1-4, 6-8, отличающийся тем, что сервоклапаны (Y1, Y2) являются пропорциональными редукционными клапанами.

10. Блок клапанов по любому из пп.1-4, 6-8, отличающийся тем, что между подключением (Р) к насосу и первым и вторым золотниковыми управляющими клапанами (С1, С2) встроен индивидуальный дифференциальный клапан (С5), управляемый давлением в одном из подключений к стороне потребителя.

11. Блок клапанов по п.10, отличающийся тем, что между управляющим входом индивидуального дифференциального клапана (С5) и каждым из подключений (А, В) к стороне потребителя предусмотрен отпираемый обратный клапан (R1, R2).

12. Блок клапанов по п.11, отличающийся тем, что отпираемые обратные клапаны (R1, R2) могут отпираться с помощью соответственно одного из сервоклапанов (Y1, Y2).

13. Блок клапанов по п.11 или 12, отличающийся тем, что отпираемые обратные клапаны (R1, R2) выполнены таким образом, что в своем запорном положении соединяют управляющее подключение индивидуального дифференциального клапана (С5) с подключением (Т) к баку.

14. Блок клапанов по любому из пп.1-4, 6-8, 11, 12 отличающийся тем, что в индивидуальный дифференциальный клапан (С5) встроен обратный клапан (3).

15. Трактор, снабженный блоком клапанов, заявленным в любом из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью подключения к блоку клапанов агрегата с гидравлической регулировкой положения или с гидроприводом, в особенности плуга или режущего аппарата.