Гидропривод Российский патент 2017 года по МПК F15B15/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к объемному гидроприводу, и может быть использовано в приводах створок вентиляционных и противопожарных дверей, ворот, люков и иных механизмов, установленных в подземных выработках шахт, рудников, иных подземных сооружениях и их наземных строениях, опасных по взрыву рудничных газов и/или горючей пыли, при повышенных требованиях по времени перемещения элементов механизмов с использованием ручного привода.

Известны принципиальные схемы объемного гидропривода для прямолинейного возвратно-поступательного движения (Башта Т.М. Гидропривод и автоматика. М., «Машиностроение», 1972, 320 с.), включающие насос с приводом, бак, силовой гидроцилиндр, распределительное устройство, соединенные между собой трубопроводами.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к предлагаемому является (А.с. СССР №488022, 1975 г. «Пневмо- или гидропривод с механическим дублером») пневмо- или гидропривод с механическим дублером - прототип. Он содержит корпус с крышкой, размещенный в корпусе поршень-шток, снабженный по крайней мере упором, взаимодействующим с продольным пазом в корпусе, и резьбовую пару, один элемент которой установлен с возможностью вращения от управляющей рукоятки и зафиксирован в корпусе в осевом направлении, а другой снабжен захватом, образующим с поршнем-штоком байонетное соединение, и ограничителем угла поворота относительно корпуса.

Недостатком прототипа является наличие продолжительных по времени высоких нагрузок на обслуживающий персонал при работе механического дублера и необходимость выполнения подготовительных операций при работе от внешнего источника давления, наличие внешнего источника давления - насоса с баком и гидрораспределителя для изменения направления перемещения штоков силовых гидроцилиндров.

Задачей создания изобретения является устранение недостатков прототипа, а именно повышение безопасности при эксплуатации гидравлической системы, упрощение ее конструкции, снижение времени перемещения элементов механизмов с повышением удобства использования и уменьшением нагрузок на обслуживающий персонал при работе с ручным приводом.

Поставленная задача решается с помощью признаков 1-го пункта формулы изобретения, общих с прототипом, таких как гидропривод содержит по крайней мере один или более силовой гидроцилиндр и устройство ручного дублирования, и отличительных существенных признаков, таких как привод снабжен поршневым насосом, объединенным с емкостью для хранения рабочей жидкости, корпус которого через промежуточную шайбу соединен с корпусом винтового привода, а устройство дублирования снабжено червячным редуктором, механически связанным с электродвигателем и грузовым винтом винтового привода, взаимодействующим с гайкой, установленной подвижно в направляющей корпуса привода и связанной с двухсторонним штоком с поршнем поршневого насоса, при этом для подвода рабочей жидкости от поршневого насоса к штоковым и поршневым полостям силовых гидроцилиндров установлены трубопроводы с размещенными на них гидроаккумуляторами для компенсации температурных расширений рабочей жидкости, трехходовыми кранами для заправки системы рабочей жидкостью и кранами для сброса воздуха из всех компонентов гидравлической системы при заправке.

Согласно п. 2 формулы изобретения устройство дублирования имеет маховик увеличенного диаметра, подключенный через муфту к входному валу редуктора.

Вышеперечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат: упрощение конструкции - сокращение количества трубопроводов и регулирующей арматуры, отсутствие гидравлической станции с насосами и баком для хранения рабочей жидкости и удобство в эксплуатации - уменьшение времени перемещения элементов механизма и нагрузок на обслуживающий персонал при использовании ручного привода.

Ниже приведена причинно-следственная связь отличительных признаков с достигаемым техническим результатом:

- применен винтовой привод для передачи энергии от электродвигателя к рабочей жидкости, воздействующей на поршни силовых гидроцилиндров;

- один тип привода используется как при наличии, так и при отсутствии электроэнергии;

- наличие червячного редуктора позволяет снизить мощность установленного электродвигателя и нагрузки на маховик ручного привода;

- винтовой привод перемещения поршня в поршневом насосе совместно с червячным редуктором позволяет останавливать и удерживать элементы приводимого в движение механизма в любом положении при внезапных отключениях электроэнергии или аварийных ситуациях, повышая безопасность эксплуатации;

- отсутствует гидрораспределитель потоков рабочей жидкости, его функцию выполняет электродвигатель, изменение направления вращения которого изменяет направление движения поршней силовых гидроцилиндров, что упрощает и повышает точность позиционирования элементов привода;

- отсутствует ручной насос с малой производительностью, для реализации ручного привода используется маховик увеличенного диаметра, подключаемый через муфту к входному валу редуктора, что снижает нагрузку на обслуживающий персонал и сокращает время на привод механизма в требуемое положение.

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами.

На фиг. 1 приведен вариант конструктивного исполнения гидропривода с втянутыми штоками силовых гидроцилиндров.

На фиг. 2 приведен вариант конструктивного исполнения гидропривода с выдвинутыми штоками силовых гидроцилиндров.

Гидропривод содержит по крайней мере один или более силовой гидроцилиндр 1 и устройство ручного дублирования 2 (фиг. 1). Снабжен поршневым насосом 3, объединенным с емкостью для хранения рабочей жидкости 4, корпус которого через промежуточную шайбу 5 соединен с корпусом винтового привода 6. Устройство дублирования 2 снабжено червячным редуктором 7, механически связанным с электродвигателем 8 и грузовым винтом 9 винтового привода 6, взаимодействующим с гайкой 10, установленной подвижно в направляющей 11 корпуса привода 6 и связанной с двухсторонним штоком 12 с поршнем 13 поршневого насоса 3. Для подвода рабочей жидкости от поршневого насоса 3 к штоковым 14 и поршневым 15 полостям силовых гидроцилиндров 1 установлены трубопроводы 16, 17 с размещенными на них гидроаккумуляторами 18 для компенсации температурных расширений рабочей жидкости, трехходовыми кранами 19 для заправки системы рабочей жидкостью и кранами 20 для сброса воздуха из всех компонентов гидравлической системы при заправке. Устройство дублирования 2 имеет маховик 21 увеличенного диаметра, подключенный через муфту 22 к входному валу редуктора 7.

Объем полости А поршневого насоса 3, соединенного с поршневыми полостями 15 силовых гидроцилиндров 1 трубопроводом 16 отвода-подвода рабочей жидкости, определяется как сумма объемов поршневых полостей 15 силовых гидроцилиндров 1 с коэффициентом запаса не менее 15% (фиг. 2). Объем рабочей полости Б поршневого насоса 3, соединенной со штоковыми полостями 14 силовых гидроцилиндров 1 трубопроводом 17 отвода-подвода рабочей жидкости, определяется как сумма объемов штоковых полостей 14 силовых гидроцилиндров 1 с коэффициентом запаса не менее 15%.

Работа привода.

Перед началом работы полости А и Б поршневого насоса 3, штоковые 14 и поршневые полости 15 силовых гидроцилиндров 1 и трубопроводы подвода-отвода рабочей жидкости 16, 17 должны быть заполнены рабочей жидкостью через трехходовые краны 19, воздух из системы при заправке должен быть стравлен через краны 20. После заправки краны 19, 20 закрываются (фиг. 1).

По сигналу системы управления (на чертеже не показана) на выпуск штоков силовых гидроцилиндров 1 включается электродвигатель 8 и приводится во вращение грузовой винт 9. При этом шток 12 с поршнем 13 перемещается в сторону полости А поршневого насоса 3. Рабочая жидкость выдавливается в поршневые полости 15 силовых гидроцилиндров 1, и их штоки выдвигаются. При этом рабочая жидкость выдавливается из штоковых полостей 14 силовых гидроцилиндров 1 в полость Б поршневого насоса 3. При сигнале на уборку штоков гидроцилиндров 1 электродвигатель 8 меняет направление вращения, и поршень 13 начинает перемещаться в сторону полости Б. Рабочая жидкость из полости Б возвращается в штоковые полости 14 силовых гидроцилиндров 1, рабочая жидкость из поршневых полостей 15 гидроцилиндров 1 возвращается в полость А.

При отсутствии электроэнергии маховик 21 устройства ручного дублирования 2 с помощью соединительной муфты 22 соединяется с входным валом червячного редуктора 7. При вращении маховика 21 устройства ручного дублирования 2 винтовой привод 6 перемещает поршень 13 в требуемом направлении. Включение и отключение соединительной муфты 22 привода возможно в любом положении поршня 13. За счет большого диаметра маховика 21 и наличия червячного редуктора 7 снижается нагрузка на обслуживающий персонал и сокращается время на приведение механизма в требуемое положение.

Из описания и практического применения настоящего изобретения специалистам будут очевидны и другие частные формы его выполнения. Данное описание и примеры рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.

Гидропривод предназначен для привода створок вентиляционных и противопожарных дверей, ворот, люков, шиберов и иных механизмов, установленных в подземных выработках шахт, рудников, иных подземных сооружениях и их наземных строениях, опасных по взрыву рудничных газов и/или горючей пыли, при повышенных требованиях по времени перемещения элементов механизмов с использованием ручного привода. Гидропривод включает силовой гидравлический цилиндр, поршневой насос, объединенный с емкостью для хранения рабочей жидкости, винтовой привод поршневого насоса, червячный редуктор, электродвигатель, маховик для ручного привода поршневого насоса с муфтой включения, соединительные трубопроводы для подачи рабочей жидкости из поршневого насоса в силовой цилиндр. На трубопроводах установлены переключающие краны для соединения поршневого насоса и силового цилиндра. Техническим результат - сокращение количества трубопроводов и регулирующей арматуры, отсутствие гидравлической станции с насосами и баком для хранения рабочей жидкости, уменьшение времени перемещения элементов механизма и нагрузок на обслуживающий персонал при использовании ручного привода. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Гидропривод, содержащий по крайней мере один или более силовой гидроцилиндр и устройство ручного дублирования, отличающийся тем, что снабжен поршневым насосом, объединенным с емкостью для хранения рабочей жидкости, корпус которого через промежуточную шайбу соединен с корпусом винтового привода, а устройство дублирования снабжено червячным редуктором, механически связанным с электродвигателем и грузовым винтом винтового привода, взаимодействующим с гайкой, установленной подвижно в направляющей корпуса привода и связанной с двухсторонним штоком с поршнем поршневого насоса, при этом для подвода рабочей жидкости от поршневого насоса к штоковым и поршневым полостям силовых гидроцилиндров установлены трубопроводы с размещенными на них гидроаккумуляторами для компенсации температурных расширений рабочей жидкости, трехходовыми кранами для заправки системы рабочей жидкостью и кранами для сброса воздуха из всех компонентов гидравлической системы при заправке.

2. Гидропривод по п. 1, отличающийся тем, что устройство дублирования имеет маховик увеличенного диаметра, подключенный через муфту к входному валу редуктора.