СЕМИСЕКЦИОННЫЙ ПОГРУЖНОЙ БЛОК ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ Российский патент 2024 года по МПК F15B13/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к гидравлическим распределителям с электромагнитным управлением, предназначенным для дистанционного управления потоками рабочей жидкости в системах гидравлики, и может быть использовано в гидравлических системах преимущественно забортного размещения в составе подводных аппаратов.

Уровень техники

Известны гидрораспределители с электроуправлением отечественной и зарубежной разработки (Свешников В.К. Гидрооборудование: Международный справочник. Книга 2. Гидроаппаратура: Номенклатура, параметры, размеры, взаимозаменяемость - М.: Издательский центр «Техинформ» МАИ - 2002, с. 5), содержащие в себе литой корпус с отлитыми внутренними каналами, цилиндрический золотник с проточками, перемещающийся в корпусе через толкатели одним из электромагнитов, а также пружины, устанавливающие золотник в среднюю позицию (нейтральное положение) при обесточенных магнитах. Указанная конструкция распределителя может быть выполнена в исполнении для стыкового монтажа (на плите) или модульного монтажа, обеспечивающая возможность объединения нескольких распределителей в один блок. Однако использование монтажных плит совместно с уплотнительными кольцами и крепежными элементами увеличивает габариты собранного блока по сравнению с моноблочными конструкциями, а использование большого количества уплотнительных колец снижает надежность блока в целом.

Известны также моноблочные гидрораспределители (Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: справочник - М: Машиностроение, 1983. с. 135), представляющие собой набор гидрораспределителей, собранных в одном корпусе. Недостатками указанных конструкций является необходимость использования корпусов точного литья с отлитыми внутренними каналами сложной геометрии, что значительно увеличивает стоимость изделия в условиях мелкосерийного (единичного) производства, к которому относится производство гидравлических распределителей погружного исполнения.

Известны гидравлические распределители с плоскими золотниками и электромагнитным управлением (патент на полезную модель РФ, RU 147343 U1, патент на полезную модель РФ RU 156742 U1), которые в своей конструкции содержат пилотные клапаны для управления перемещением плоского золотника, что при малых условных проходах и малых расходах рабочей жидкости не рационально при необходимости минимизации массогабаритных характеристик и повышении надежности конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является конструкция распределителя гидропривода (патент на изобретение РФ RU 2285157 С2), состоящий из корпуса, каналов, напорных, рабочих и сливных полостей, отверстий для рабочих золотников, расположенных симметрично относительно осевого отверстия. В корпус встроены втулки, служащие корпусами для рабочих золотников, и центральная магистральная втулка, служащая магистралью поступления и слива рабочей жидкости, причем канавки центральной магистральной втулки, а также канавки втулок для золотников образуют совместно с поверхностями отверстий в корпусе распределителя необходимые для работы распределителя полости, а соединение полостей осуществляется с помощью соединительных каналов в корпусе и овальных отверстий на дне канавок втулок, причем крепление и герметизация втулок в корпусе произведены с помощью анаэробного клея.

Рассматриваемый распределитель не удовлетворяет предъявляемым требованиям в части агрегирования семи гидравлических распределителей, необходимости использования в конструкции электромагнитного управления с единым кабельным подключением, а также возможности независимого подключения потребителей к каждому распределителю в отдельности при обеспечении сравнительно небольшой стоимости изготовления распределителя, минимальных массогабаритных характеристик, повышенной ремонтопригодности и надежности.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является совершенствование конструкции блока электрогидравлического управления.

Раскрытие сущности изобретения

Техническим результатом является упрощение конструкции по сравнению с использованием распределителей стыкового (модульного) монтажа или моноблочных конструкций с литыми корпусами.

Для достижения технического результата предложен блок электрогидравлического управления погружной семисекционный, состоящий из корпуса и выполненных в нем каналов, напорных, рабочих и сливных полостей, отверстий для рабочих золотников, при этом, семь гидравлических распределителей линейно размещены в одном плоскопараллельном корпусе с выполненными в нем продольными каналами слива и напора, соединенные болтовым соединением со сливным и напорным ниппелями, а также расточками, образующими полости напора, слива, потребителей и кабель-канал с уложенными в нем проводами от катушек электромагнитных приводов и соединенные с блочной вилкой, при этом, внутри каждого из семи гидравлических распределителей расположены золотники круглого сечения, установленные в выемную гильзу, а в золотниках выполнены каналы для сообщения полостей слива с полостями, в которых расположены две возвратные пружины, установленные в выточках ограничителей, при этом, приведение каждого из семи гидравлических распределителей в действие осуществляется за счет расположенных внутри корпуса двух электромагнитных приводов, состоящих из катушки якоря и толкателя.

Семь трехпозиционных четырехлинейных гидравлических распределителей с электромагнитным управлением, содержат выемные гильзы, соединяющиеся сквозными поперечными отверстиями с каналами в корпусе, с установленными в них золотниками круглого сечения, выполненными с минимальным функциональным зазором между наружной поверхностью золотника и внутренней поверхностью гильзы, разделяющими внутреннее пространство гильзы на три полости, возвратные пружины, одним торцом упирающиеся в ограничители электромагнитных приводов, которые одновременно фиксируют гильзы в корпусе, а другим торцом упирающиеся в ограничительные шайбы, установленные с торцов золотников, и электромагнитные приводы, состоящие из катушки, намотанной на металлический каркас, служащий одновременно магнитопроводом, ограничителя, фиксирующего гильзу в корпусе и ограничивающего перемещение якоря при подаче напряжения на катушку электромагнитного привода, и якоря, обеспечивающего перемещение толкателя, а через него перемещение золотника в гильзе, при подаче напряжения на катушку, линейно размещенные в одном плоскопараллельном корпусе с выполненными в нем продольными каналами для соединения всех распределителей с напорной и сливной магистралями, гнездами для подключения потребителей к каждому распределителю в отдельности, а также к напорной и сливной магистралям, кабель-каналом с уложенными в нем проводами от катушек электромагнитных приводов к блочной вилке.

Линейное размещение всех распределителей в одном корпусе с продольно выполненными каналом напора и двумя объединенными между собой каналами слива, а также кабель-каналом, позволило обеспечить возможность подключения всех потребителей к распределителям с одной стороны корпуса, что облегчает монтаж блока, упростить изготовление корпуса в части выполнения продольных и поперечных соединительных каналов путем сверления, а также обеспечить минимальные массогабаритные характеристики.

Использование в каждом распределителе выемной гильзы, выполненной из стали с поверхностным упрочнением, совместно с золотником, прошедшим поверхностное упрочнение и подгонку под гильзу по наружному диаметру с обеспечением функциональных зазоров между двумя сопрягаемыми поверхностями гильзы и золотника, обеспечивает ремонтопригодность конструкции и удешевляет ее изготовление, а также повышает ресурсные показатели в части срабатываний распределителя. Использование выемных гильз позволяет выполнить рабочие полости в корпусе путем механической обработки - сверления продольных и поперечных каналов и расточки полостей, соосных с осями отверстий под установку гильз, исключая необходимость выполнения каналов сложной конфигурации с применением литья, а также выполнения операций по подгонке отверстий в корпусе под установку золотников с требуемым диаметральным зазором. Фиксация гильз с помощью ограничителей электромагнитных приводов путем вворачивания последних в корпус блока обеспечивает простоту установки гильз и их последующий демонтаж. При выполнении заводского ремонта достаточно заменить изношенную пару «золотник-гильза» на вновь изготовленную без необходимости выполнения механической обработки корпуса или нанесения на корпус гальванических покрытий для восстановления требуемых размеров сопрягающихся трущихся поверхностей.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан общий вид блока, а на фиг. 2 показана схема одного из семи гидравлических распределителей, где:

1 - напорный ниппель;

2 - сливной ниппель;

3 - корпус;

4 - блочная вилка;

5 - золотник круглого сечения;

6 - выемная гильза;

7 - ограничительная шайба;

8 - две возвратные пружины;

9 - ограничитель;

10 - катушка;

11 - толкатель;

12 - якорь;

13, 14 - ниппели для подключения потребителей

«а» - канал напора;

«б» и «в» - каналы слива;

«г» - кабель-канал;

«д» - полость напора;

«е», «ж», «и» и «к» - полости слива;

«л» и «м» - полости потребителей.

Осуществление изобретения

Блок электрогидравлического управления погружной семисекционный, общий вид которого показан на фиг. 1 состоит из корпуса 3, в котором расположены семь гидравлических распределителей (фиг. 2).

Внутри корпуса 3, каждого из семи гидравлических распределителей выполнены продольные каналы напора «а», каналы слива «б» и «в», путем расточек образованы полость напора «д», полости слива «е» и «ж» и полости потребителей «и» и «к», сообщающиеся с полостями потребителей «л» и «м», а также путем сверления выполнен соединительный кабель-канал «г», объединяющий полости, в которых размещены электромагнитные приводы с кабель-каналом. Полости «л» и «м» соединяются с потребителями с помощью ниппелей 13 и 14.

К корпусу 3 присоединены напорный ниппель 1 и сливной ниппель 2, предназначенные для подключения трубопроводов системы гидравлики. При этом имеется возможность установки сливного ниппеля 2 в одно из двух гнезд в корпусе 3 ввиду наличия двух продольных каналов слива («б» и «в»), сообщающихся между собой.

К корпусу 3 присоединена блочная вилка 4, предназначенная для электрического подключения электромагнитных приводов к электрическим цепям.

Внутри каждого из семи гидравлических распределителя находится золотник круглого сечения 5, установленный в выемную гильзу 6, с выполненными в золотнике 5 каналами для сообщения полостей слива с полостями, в которых расположены две возвратные пружины 8, установленные в выточках ограничителей 9.

Для приведения каждого из семи гидравлических распределителей в действие имеются два электромагнитных привода, состоящих из катушек 10, ограничителей 9, якорей 12 и толкателей 11.

При обесточенных электромагнитных приводах золотник 5 под действием усилий, создаваемых возвратными пружинами 8, находится в нейтральном положении, определяемом ограничительными шайбами 7, которые, упираясь в торцы гильзы 6, не дают сместиться золотнику 5. В нейтральном положении золотника 5 полости слива «б» и «в» через расточки «е», «ж», «и» и «к», а также полости, образованные золотником 5 и гильзой 6, сообщаются с полостями потребителей «л» и «м» соответственно. Полость напора «а» разобщена с остальными полостями.

При подаче напряжения на одну из катушек 10 (например, правую) якорь 12 под действием возникающих электромагнитных сил перемещается к ограничителю 9, передавая при этом свое движение через толкатель 11 золотнику 5, который перемещается в крайнее положение, упираясь своим тонким концом в противоположный ограничитель 9 (из состава обесточенного электромагнитного привода), сжимая при этом соответствующую возвратную пружину 8. Возвратная пружина 8, установленная в полости ограничителя 9 электромагнитного привода, находящегося под напряжением, остается в установленном положении за счет ограничительной шайбы 7. При перемещении золотника 5 относительно гильзы 6 происходит разъединение полости одного из потребителей с полостью слива и ее объединение с полостью напора (в рассматриваемом варианте полость потребителя «л» разобщается с полостью слива «б» и сообщается с полостью напора «а»). При этом полость второго потребителя остается сообщающейся с полостью слива (в рассматриваемом варианте полость потребителя «м» остается сообщающейся с полостью слива «в»).

При снятии напряжения с катушки 10 электромагнитного привода золотник 5 под действием усилия, создаваемого поджатой пружиной 8, возвращается в исходное положение, отсекая полость потребителя от полости напора и сообщая ее с полостью слива (в рассматриваемом варианте полость потребителя «л» отсекается от полости напора «а» и сообщается с полость слива «б»).

Использование единого моноблока позволило сократить расстояние между электромагнитными приводами и как следствие линейную длину корпуса.

Блок был разработан для применения в составе подводного аппарата в разгруженной забортной системе гидравлики. Наружные детали блока, контактирующие с окружающей средой, выполнены из титановых сплавов, обеспечивающих отсутствие коррозии и продолжительный срок службы в пресной и морской воде. В корпусе блока на верхней и нижней плоскостях выполнены обнижения различной формы, обеспечивающие одновременно прочность конструкции и снижение массы блока. В качестве блочной вилки используется герметичный электрический разъем, предназначенный для эксплуатации в морской воде.

Блок также может использоваться в среде окружающего воздуха в любой системе гидравлики, при этом может изготавливаться из стали различных марок в зависимости от условий эксплуатации.

Рекомендуемые рабочие среды блока - масла и другие неэлектропроводные жидкости для систем гидравлики.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к гидравлическим распределителям с электромагнитным управлением, предназначенным для дистанционного управления потоками рабочей жидкости в системах гидравлики, и может быть использовано в гидравлических системах преимущественно забортного размещения в составе подводных аппаратов. Техническим результатом является упрощение конструкции по сравнению с использованием распределителей стыкового (модульного монтажа) или моноблочных конструкций с литыми корпусами. Предложен блок электрогидравлического управления погружной семисекционный, состоящий из корпуса и выполненных в нем каналов, напорных, рабочих и сливных полостей, отверстий для рабочих золотников, при этом, семь гидравлических распределителей линейно размещены в одном плоскопараллельном корпусе с выполненными в нем продольными каналами слива и напора, соединенные болтовым соединением со сливным и напорным ниппелями а также расточками, образующими полости напора, слива, потребителей и кабель-канал с уложенными в нем проводами от катушек электромагнитных приводов и соединенные с блочной вилкой, при этом, внутри каждого из семи гидравлических распределителей расположены золотники круглого сечения, установленные в выемную гильзу, а в золотниках выполнены каналы для сообщения полостей слива с полостями, в которых расположены две возвратные пружины, установленные в выточках ограничителей, при этом, приведение каждого из семи гидравлических распределителей в действие осуществляется за счет расположенных внутри корпуса двух электромагнитных приводов, состоящих из катушки якоря и толкателя. 3 ил.

Блок электрогидравлического управления погружной семисекционный, состоящий из корпуса и выполненных в нем каналов, напорных, рабочих и сливных полостей, отверстий для рабочих золотников, отличающийся тем, что семь гидравлических распределителей линейно размещены в одном плоскопараллельном корпусе с выполненными в нем продольными каналами слива и напора, соединенные болтовым соединением со сливным и напорным ниппелями а также расточками, образующими полости напора, слива, потребителей и кабель-канал с уложенными в нем проводами от катушек электромагнитных приводов и соединенные с блочной вилкой, при этом, внутри каждого из семи гидравлических распределителей расположены золотники круглого сечения, установленные в выемную гильзу, а в золотниках выполнены каналы для сообщения полостей слива с полостями, в которых расположены две возвратные пружины, установленные в выточках ограничителей, при этом, приведение каждого из семи гидравлических распределителей в действие осуществляется за счет расположенных внутри корпуса двух электромагнитных приводов, состоящих из катушки якоря и толкателя.