Распределитель гидравлических ударных устройств Российский патент 2025 года по МПК B25D9/18 F15B21/12 E21B4/14 E21B1/28 

Изобретение относится к средствам автоматизации производственных процессов в различных отраслях промышленности, а именно к распределительным элементам гидравлических ударных устройств (ГУУ), служащим для управления потоком рабочей жидкости между участками и агрегатами гидравлической системы.

Известен распределитель ГУУ по третьему варианту патента РФ № 2321777, кл. F15B 21/12, B25D 9/18, Е21В 4/14, опубл. в БИ №10, 2008г., содержащий корпус с каналом управления и каналами для подвода и отвода рабочей жидкости, камеру управления со стороны канала управления, запорно-регулирующий элемент, имеющий хвостовик со стороны канала управления и установленный в корпусе с возможностью поджатия в исходном положении и продольного перемещения для изменения направления потока рабочей жидкости. В корпусе и хвостовике запорно-регулирующего элемента выполнены калиброванные дроссели. Через калиброванный дроссель в корпусе ограниченное количество рабочей жидкости имеет доступ из канала управления в камеру управления. В исходном положении запорно-регулирующего элемента канал управления перекрыт запорно-регулирующим элементом и до его открытия через калиброванный дроссель в хвостовике открыт доступ ограниченного количества рабочей жидкости из камеры управления к каналу в корпусе для отвода рабочей жидкости.

Общими признаками аналога с предлагаемым изобретением являются следующие: корпус с каналом управления и каналами для подвода и отвода рабочей жидкости, камера управления со стороны канала управления, запорно-регулирующий элемент, имеющий хвостовик со стороны канала управления и установленный в корпусе с возможностью поджатия в исходном положении и продольного перемещения для изменения направления потока рабочей жидкости. В корпусе и хвостовике запорно-регулирующего элемента выполнены калиброванные дроссели, причем через калиброванный дроссель в корпусе ограниченное количество рабочей жидкости имеет доступ из канала управления в камеру управления, при этом в исходном положении запорно-регулирующего элемента канал управления перекрыт запорно-регулирующим элементом и до его открытия через калиброванный дроссель в хвостовике открыт доступ ограниченного количества рабочей жидкости из камеры управления к каналу в корпусе для отвода рабочей жидкости.

Недостатком этого распределителя является то, что при возврате запорно-регулирующего элемента в исходное положение при перекрытии канала управления запорно-регулирующим элементом рабочая жидкость в камере управления будет оказывать сопротивление его продольному перемещению и замедлять его скорость, увеличивая тем самым время срабатывания распределителя. Кроме того, в случае, когда заданная величина давления рабочей жидкости в камере управления, требуемая для преодоления силы поджатия запорно-регулирующего элемента в исходном положении (далее - величина давления p_з задержки), имеет низкие значения, при возврате запорно-регулирующего элемента в исходное положение после перекрытия канала управления запорно-регулирующим элементом рабочая жидкость в камере управления, с одной стороны, и сила поджатия запорно-регулирующего элемента, с другой стороны, могут создать колебания запорно-регулирующего элемента до момента его остановки в исходном положении, так как калиброванные дроссели не смогут обеспечить быстрый отвод жидкости из камеры управления. Вследствие этого увеличивается время срабатывания распределителя. При давлении в системе выше величины давления p_з задержки запорно-регулирующий элемент при перемещении вправо до открытия канала управления будет перемещаться замедленно, что также ведет к увеличению времени рабочего цикла, и, как следствие, к снижению частоты и ударной мощности.

Наиболее близким решением по технической сущности и совокупности существенных признаков является распределитель для ГУУ по патенту РФ № 2571985, кл. B25D 9/18, опубл. в БИ №36, 2015г., содержащий корпус с каналом управления и каналами для подвода и отвода рабочей жидкости, камеру управления со стороны канала управления, запорно-регулирующий элемент, имеющий хвостовик со стороны канала управления и установленный в корпусе с возможностью поджатия в исходном положении и продольного перемещения для изменения направления потока рабочей жидкости, при этом в корпусе и хвостовике запорно-регулирующего элемента выполнены калиброванные дроссели, причем через калиброванный дроссель в корпусе ограниченное количество рабочей жидкости имеет доступ из канала управления в камеру управления, при этом в исходном положении запорно-регулирующего элемента канал управления перекрыт запорно-регулирующим элементом и до его открытия через калиброванный дроссель в хвостовике открыт доступ ограниченного количества рабочей жидкости из камеры управления к каналу в корпусе для отвода рабочей жидкости, при этом в корпусе выполнен дополнительный канал, посредством которого через обратный клапан камера управления соединена с каналом управления при возврате запорно-регулирующего элемента в исходное положение во время перекрытия канала управления запорно-регулирующим элементом и после перекрытия канала управления запорно-регулирующим элементом до момента выравнивания давлений рабочей жидкости в камере управления и канале управления.

Общими признаками прототипа с предлагаемым изобретением являются следующие: корпус с каналом управления и каналами для подвода и отвода рабочей жидкости, камера управления со стороны канала управления, запорно-регулирующий элемент, имеющий хвостовик со стороны канала управления и установленный в корпусе с возможностью поджатия в исходном положении и продольного перемещения для изменения направления потока рабочей жидкости, при этом в корпусе и хвостовике запорно-регулирующего элемента выполнены калиброванные дроссели, причем через калиброванный дроссель в корпусе ограниченное количество рабочей жидкости имеет доступ из канала управления в камеру управления, при этом в исходном положении запорно-регулирующего элемента канал управления перекрыт запорно-регулирующим элементом и до его открытия через калиброванный дроссель в хвостовике открыт доступ ограниченному количеству рабочей жидкости из камеры управления к каналу в корпусе для отвода рабочей жидкости. В корпусе выполнен дополнительный канал, которым через обратный клапан камера управления соединена с каналом управления при возврате запорно-регулирующего элемента в исходное положение во время и после перекрытия канала управления запорно-регулирующим элементом до момента выравнивания давлений рабочей жидкости в камере управления и канале управления.

Недостатком этого распределителя является то, что при давлении в системе выше величины давления p_з задержки жидкость в камеру управления будет поступать через калиброванный дроссель с малой пропускной способностью и запорно-регулирующий элемент до открытия канала управления будет перемещаться замедленно, что ведет к увеличению времени рабочего цикла, и, как следствие, к снижению частоты и ударной мощности.

Проблемой является повышение быстродействия распределителя ГУУ и мощности ГУУ за счет подачи жидкости при давлении в системе выше величины давления p_з задержки в камеру управления из канала управления, минуя калиброванный дроссель.

Указанная проблема решается тем, что в распределителе ГУУ, содержащем корпус с каналом управления и каналами для подвода и отвода рабочей жидкости, камеру управления со стороны канала управления, запорно-регулирующий элемент (далее - золотник), имеющий хвостовик со стороны канала управления и установленный в корпусе с возможностью поджатия в исходном положении и продольного перемещения для изменения направления потока рабочей жидкости, при этом в корпусе и хвостовике золотника выполнены калиброванные дроссели, причем через калиброванный дроссель в корпусе ограниченное количество рабочей жидкости имеет доступ из канала управления в камеру управления, при этом в исходном положении золотника канал управления перекрыт золотником и до его открытия через калиброванный дроссель в хвостовике открыт доступ ограниченному количеству рабочей жидкости из камеры управления к каналу в корпусе для отвода рабочей жидкости, при этом в корпусе выполнен дополнительный канал, которым камера управления соединена с каналом управления через обратный клапан при возврате золотника в исходное положение во время и после перекрытия канала управления золотником до момента выравнивания давлений рабочей жидкости в камере управления и канале управления, согласно техническому решению камера управления дополнительно соединена с каналом управления через напорный клапан с внешним управлением (далее - напорный клапан), закрытый при давлении в гидросистеме ниже величины давления p_з задержки, необходимого для преодоления силы поджатия золотника в исходном положении, и открытый при давлении, большем величины давления p_з задержки.

Указанная совокупность признаков позволяет рабочей жидкости при давлении в гидросистеме, большем величины давления p_з задержки, поступать из канала управления в камеру управления за счет открытия напорного клапана, что исключает фазу медленного движения золотника и приводит к повышению быстродействия распределителя, тем самым повышает частоту и ударную мощность ГУУ.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения распределителя ГУУ и чертежом, где изображен продольный разрез распределителя ГУУ в исходном положении.

Распределитель ГУУ содержит корпус 1 с каналом 2 управления и каналами 3, 4, 5, 6 для подвода и отвода рабочей жидкости, дополнительный канал 7, камеру 8 управления со стороны канала 2 управления, золотник 9, выполненный в виде цилиндрического плунжера с проточкой 10 и хвостовиками 11, 12 и установленный с возможностью поджатия в исходном положении и продольного перемещения для изменения направления потока рабочей жидкости. Канал 2 управления перекрыт кромкой 13 золотника 9, но ограниченное количество рабочей жидкости из канала 2 управления имеет доступ в камеру 8 управления через калиброванный дроссель 14(далее - дроссель 14), а из камеры 8 управления в канал 6 - через калиброванный дроссель 15 (далее - дроссель 15). Сила F через хвостовик 12 воздействует на золотник 9 и удерживает его в крайнем левом по чертежу положении, при котором открыт проход рабочей жидкости из канала 3 в канал 5 через проточку 10, а канал 4 перекрыт. Для преодоления силы F давление рабочей жидкости в камере 8 управления должно превысить величину давления p_з задержки. Дополнительным каналом 7 камера 8 управления соединена с каналом 2 управления через обратный клапан 16 при возврате золотника 9 в исходное положение во время и после перекрытия канала 2 управления золотником 9 до момента выравнивания давлений рабочей жидкости в камере 8 управления и канале 2 управления. Помимо этого при давлении, большем величины давления p_з задержки, камера 8 управления сообщается с каналом 2 управления через напорный клапан 17.

Распределитель работает следующим образом. При давлении в гидросистеме, не превышающем величину давления р₃ задержки, в канал 2 управления подается поток рабочей жидкости, откуда её ограниченное количество через дроссель 14 поступает в камеру 8 управления. Напорный клапан 17 при этом закрыт. Давление p_ку в камере 8 управления плавно повышается. При превышении давлением р_ку величины р₃ золотник 9 сместится вправо по чертежу и при достижении кромкой 13 канала 2 управления откроет прямой доступ потоку рабочей жидкости из этого канала 2 в камеру 8 управления, одновременно будет перекрыт дроссель 15. Золотник 9 займет крайнее правое по чертежу положение, закроет канал 3 и откроет проход потоку рабочей жидкости из канала 5 в канал 4 через проточку 10. После снятия воздействия потока рабочей жидкости, подаваемого через канал 2 управления, под действием силы F золотник 9 начнет совершать возврат в исходное положение, в конце которого при перекрытии канала 2 управления и достижении давлением р величины, большей, чем давление рабочей жидкости в канале 2 управления, камера 8 управления соединяется дополнительным каналом 7 через обратный клапан 16 с каналом 2 управления. Канал 2 управления, дополнительный канал 7 и обратный клапан 16 должны иметь достаточную площадь сечения для быстрого отвода рабочей жидкости из камеры 8 управления. Давление жидкости в камере 8 управления падает, в результате чего значительно уменьшается сила, противодействующая продольному перемещению золотника 9, а также не возникают колебания золотника 9 в случае, когда величина давления р₃ задержки имеет низкие значения. Работа распределителя при давлении в гидросистеме большем р₃ происходит аналогично, за исключением следующего. Под действием давления открывается напорный клапан 17 и рабочая жидкость из канала 2 управления поступает в камеру 8 управления в обход дросселя 14. Поскольку напорный клапан 17 имеет большую пропускную способность, чем дроссель 14, давление p_ку в камере 8 управления быстро достигает величины р₃, необходимой для преодоления силы F, и золотник 9 сместится в крайнее правое по чертежу положение за меньшее время.

Изобретение относится к распределителю гидравлических ударных устройств. Распределитель содержит корпус с каналом управления и каналами для подвода и отвода рабочей жидкости, камеру управления со стороны канала управления, золотник, имеющий хвостовик со стороны канала управления и установленный в корпусе с возможностью поджатия в исходном положении и продольного перемещения для изменения направления потока рабочей жидкости. В корпусе и хвостовике золотника выполнены калиброванные дроссели. В корпусе выполнен дополнительный канал, которым через обратный клапан камера управления соединена с каналом управления при возврате золотника в исходное положение. Камера управления дополнительно соединена с каналом управления через напорный клапан с внешним управлением, закрытый при давлении в гидросистеме ниже величины давления p_з задержки, необходимого для преодоления силы поджатия золотника в исходном положении, и открытый при давлении, большем величины давления p_з задержки. В результате повышается быстродействие заявленного распределителя. 1 ил.

Распределитель гидравлических ударных устройств, содержащий корпус с каналом управления и каналами для подвода и отвода рабочей жидкости, камеру управления со стороны канала управления, золотник, имеющий хвостовик со стороны канала управления и установленный в корпусе с возможностью поджатия в исходном положении и продольного перемещения для изменения направления потока рабочей жидкости, при этом в корпусе и хвостовике золотника выполнены калиброванные дроссели, причем через калиброванный дроссель в корпусе ограниченное количество рабочей жидкости имеет доступ из канала управления в камеру управления, при этом в исходном положении золотника канал управления перекрыт им и до его открытия через калиброванный дроссель в хвостовике открыт доступ ограниченному количеству рабочей жидкости из камеры управления к каналу в корпусе для отвода рабочей жидкости, при этом в корпусе выполнен дополнительный канал, которым через обратный клапан камера управления соединена с каналом управления при возврате золотника в исходное положение во время и после перекрытия канала управления золотником до момента выравнивания давлений рабочей жидкости в камере управления и канале управления, отличающийся тем, что камера управления дополнительно соединена с каналом управления через напорный клапан с внешним управлением, закрытый при давлении в гидросистеме ниже величины давления p_з задержки, необходимого для преодоления силы поджатия золотника в исходном положении, и открытый при давлении, большем величины давления p_з задержки.