Откатное устройство - 3 Российский патент 2017 года по МПК F41A25/00 

Изобретение относится к артиллерии и предназначено для любых орудий, особенно - возимых.

Известны откатные и откатно-накатные устройства в артиллерии, см. например, пат. № RU 2363908. Недостатком любого из существующих откатных устройств (далее «откатник») является то, что энергия отката диссипируется, превращаясь во вредное тепло, не совершая полезной работы.

В то же время наводка на цель возимых орудий осуществляется вручную, что не позволяет эффективно стрелять по подвижным целям, особенно по танкам, вертолетам и самолетам.

Задачей и техническим результатом изобретения является уменьшение нагревания откатника, а также полезное использование энергии отката для привода механизмов вертикальной и горизонтальной наводки и, возможно, для привода механизма перезаряжания орудия.

Суть изобретения - аккумуляция давления гидрожидкости (далее «жидкости») и использование ее в гидроприводе наводки и перезаряжания.

Для этого данный откатник имеет соединенный со стволом гидроцилиндр, имеющий клапан сжатия и обратный клапан впуска и подающий жидкость в гидравлический аккумулятор. А также гидроцилиндр соединен с герметичным расширительным бачком. Причем гидроаккумулятор соединен с расширительным бачком предохранительным клапаном, а разница давлений между гидроаккумулятором и расширительным бачком используется для привода исполнительных механизмов.

Максимальное давление в гидроаккумуляторе должно быть примерно в 10 раз больше, чем в расширительном бачке.

Чтобы по мере повышения давления в гидроаккумуляторе усилие отката не увеличивалось, клапан сжатия имеет особую конструкцию. Он состоит из расположенного на торце гидроцилиндра стакана, в котором находится тарелка клапана, соединенная штоком с поршнем, расположенным в негерметичном (то есть соединенном с атмосферой) цилиндре, площадь поперечного сечения которого равна площади поперечного сечения отверстия клапана (седла клапана), причем тарелка подпружинена в направлении закрытия клапана.

Чтобы жидкость при сжатии гидроцилиндра поступала в гидроаккумулятор, а не в расширительный бачок, сумма давления срабатывания предохранительного клапана и давления в расширительном бачке должна быть не меньше, чем давление срабатывания клапана сжатия. Так как давление в гидроаккумуляторе намного больше, чем в расширительном бачке, то можно принять давления клапана сжатия и предохранительного клапана примерно равными.

Разница давлений между гидроаккумулятором и расширительным бачком подается на привод гидравлических устройств орудия (далее «в гидравлику», см. надпись на фиг. 1). Но скорости наводки требуются разные при стрельбе по неподвижным целям, по малоподвижным целям (танки, БМП), и по быстро подвижным целям (авиация). Поэтому в трубопроводе подачи жидкости к устройствам гидравлики орудия имеется кран, параллельно которому имеется байпас с жиклером, возможно, регулируемым. Это позволяет уменьшать скорость движения гидравлических механизмов наводки орудия.

Еще более полезным был бы байпас, который содержал бы управляемый или неуправляемый редуктор. Редуктор позволит в определенном диапазоне давлений гидроаккумулятора поддерживать давление на гидравлических механизмах наводки постоянным. Это позволило бы наводчикам «набить руку» и рефлекторно управлять наводкой орудия быстро и точно.

Для начальной накачки гидроаккумулятора должен иметься ручной или ножной гидравлический насос высокого давления.

Для подкачки воздуха в случае утечки газа можно иметь присоединяемый ручной или ножной воздушный насос высокого давления.

На фиг. 1 схематично показан данный откатник, а на фиг. 2 - клапан сжатия.

Откатник состоит из гидроцилиндра 1 с поршнем 2, соединенным со стволом орудия. На глухом торце гидроцилиндра имеется клапан сжатия 3, соединенный трубопроводом максимального сечения и минимальной длины с гидроаккумулятором 4. Внутри гидроаккумулятора 4 имеются газовая и гидравлическая полости, разделенные мембраной 5.

Упомянутый трубопровод (то есть и гидроаккумулятор) соединен предохранительным клапаном 6 с расширительным бачком 7, имеющим газовую полость. Чтобы жидкость не вспенивалась, газовая полость, как и в гидроаккумуляторе, может быть отделена от жидкости мембраной или сильфоном.

Расширительный бачок 7 также соединен клапаном впуска (обратным клапаном) 8 с гидроцилиндром 1, причем клапан направлен в сторону гидроцилиндра.

Для ручной накачки гидроаккумулятора перед первым выстрелом имеется ручной гидронасос 9.

Для регулирования скорости движения механизмов наводки орудия имеется кран 10 на линии подачи жидкости в гидравлику и два байпаса (на эскизе показаны два байпаса, но достаточно одного из них) - один с жиклером 11, другой с управляемым редуктором 12. При закрытом кране жидкость подается в гидравлику с меньшей скоростью (через жиклер) или с меньшим давлением (через редуктор).

Клапан сжатия на фиг. 2 состоит из расположенного на торце гидроцилиндра 1 стакана 13, в котором находится тарелка клапана 14, соединенная штоком с поршнем 15, расположенным в негерметичном цилиндре 16, площадь поперечного сечения которого равна площади поперечного сечения отверстия клапана. Поршень 15 и тарелка 14 подпружинены в направлении закрытия клапана пружиной 17, усилие которой регулируется резьбовой пробкой 18. Пружина может быть расположена и в стакане 13, но тогда ее усилие трудно будет регулировать.

Работает откатник так: небольшую накачку гидроаккумулятора, достаточную для наводки первого выстрела, можно произвести ручным гидронасосом 9. При выстреле поршень 2 сжимает в гидроцилиндре 1 жидкость, которая через клапан сжатия 3 поступает в напорную магистраль. Причем благодаря особому устройству клапана сжатия давление в гидроцилиндре 1 при откате всегда постоянно. То есть сила и длина отката постоянны. Однако управляя резьбовой пробкой 18 усилием пружины 17 можно при необходимости регулировать силу и длину отката.

Если давление в гидроаккумуляторе 4 невелико, то вся вытесненная жидкость поступает в него. Когда аккумулятор заполнится до расчетного давления, жидкость через предохранительный клапан 6 начнет поступать в расширительный бачок 7. То есть при первых выстрелах гидроцилиндр 1 перекачивает почти всю жидкость из расширительного бачка и гидроаккумулятор, откуда она расходуется в гидравлику по мере надобности, и возвращается обратно в расширительный бачок. Давление в гидроаккумуляторе и в расширительном бачке при этом можно считать практически установившимся.

Благодаря наличию небольшого избыточного давления в расширительном бачке жидкость через обратный клапан впуска 8 после выстрела поступает в гидроцилиндр 1, обеспечивая накат.

Для уменьшения скорости наводки можно закрыть кран 10 и тогда жидкость будет поступать в гидравлику через жиклер 11 или через редуктор 12.

Работает клапан сжатия так: давление в гидроцилиндре 1 давит на тарелку клапана 14. С обратной стороны на тарелку давит давление в напорной магистрали, что может вызвать нестабильный откат. Поэтому имеется соединенный с тарелкой поршень 15, на который с одной стороны давит давление в магистрали, а с другой - атмосферное давление в цилиндре 16. Таким способом влияние давления в напорной магистрали на тарелку 14 устраняется. Регулируя усилие пружины 17, можно управлять силой и длиной отката.

Изобретение относится к области артиллерийских орудий, а именно к откатным устройствам. Откатное устройство имеет соединенный со стволом гидроцилиндр. Гидроцилиндр имеет клапан сжатия и обратный клапан впуска, подает жидкость в гидравлический аккумулятор. Гидроцилиндр соединен с герметичным расширительным бачком. Гидроаккумулятор соединен с расширительным бачком предохранительным клапаном. Разница давлений между гидроаккумулятором и расширительным бачком используется для привода исполнительных механизмов. Достигается уменьшение нагревания откатника, возможность привода механизмов наводки и привода механизма перезаряжания орудия за счет использования энергии отката. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Откатное устройство, отличающееся тем, что имеет соединенный со стволом гидроцилиндр, имеющий клапан сжатия и обратный клапан впуска, и подающий жидкость в гидравлический аккумулятор, гидроцилиндр также соединен с герметичным расширительным бачком, причем гидроаккумулятор соединен с расширительным бачком предохранительным клапаном, а разница давлений между гидроаккумулятором и расширительным бачком используется для привода исполнительных механизмов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что максимальное давление в гидроаккумуляторе в несколько раз больше, чем в расширительном бачке.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что клапан сжатия состоит из расположенного на торце гидроцилиндра стакана, в котором находится тарелка клапана, соединенная штоком с поршнем, расположенным в негерметичном цилиндре, площадь поперечного сечения которого равна площади поперечного сечения отверстия клапана, причем тарелка подпружинена в направлении закрытия клапана.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сумма давления срабатывания предохранительного клапана и давления в расширительном бачке должна быть не меньше, чем давление срабатывания клапана сжатия.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в трубопроводе подачи гидрожидкости к устройствам гидравлики орудия имеется кран, параллельно которому имеется байпас с регулируемым или нерегулируемым жиклером.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в трубопроводе подачи гидрожидкости к устройствам гидравлики орудия имеется кран, параллельно которому имеется байпас с регулируемым или нерегулируемым редуктором.