Гидропривод с расширенным диапазоном регулирования скорости Российский патент 2025 года по МПК F15B9/03 

Изобретение относится к области объемных гидроприводов, а именно к гидроприводам с объемным и объемно-дроссельным регулированием в части сверхмалых скоростей движения исполнительного гидродвигателя.

Известен дифференциально-дроссельный гидропривод малых подач, авторское свидетельство №281981, опубл. 14.09.1970, выполненный в виде гидродвигателя, питаемого рабочей жидкостью от насосов высокого и низкого давления, в сливной магистрали которого установлены основной и вспомогательный регуляторы скорости, соединенные по дифференциальной схеме, и переливного клапана, управляющая полость которого соединена со сливной полостью рабочего гидродвигателя, отличающийся тем, что с целью стабилизации малых подач рабочего гидродвигателя при изменении нагрузки, вход вспомогательного регулятора скорости соединен с насосом низкого давления.

Недостатком данного технического решения является необходимость использования двух насосов для регулирования скорости движения гидродвигателя, а также создание одним из насосов противодавления в полости гидродвигателя для снижения его скорости значительно снижает КПД гидропривода.

Известно устройство для стабилизации скорости рабочей подачи в гидравлическом приводе, авторское свидетельство №393071, опубликованное 10.08.1973, силовой гидроцилиндр подачи которого подключен через дроссельный регулятор скорости рабочей подачи, отличающееся тем, что с целью обеспечения стабильности рабочей подачи в течение длительного времени работы путем исключения влияния температуры масла в гидросистеме и степени его фильтрации на скорость рабочей подачи, оно снабжено цилиндром с разделительным плунжером, одна полость которого соединена со сливной магистралью силового гидроцилиндра подачи в режиме рабочего хода последнего, а другая через дроссель регулятора скорости подачи - с изолированным от гидросистемы резервуаром с профильтрованным маслом.

Недостатком данного технического решения является применение дополнительного изолированного резервуара с рабочей жидкостью, что усложняет гидросистему в эксплуатации и обслуживании, а при использовании источника постоянного расхода в качестве питания основного контура гидросистемы значительно снизит КПД системы при работе в режиме рабочего хода силового гидроцилиндра, т.к. происходит в полностью дроссельном режиме.

Наиболее близким аналогом, принятый за прототип, является гидропривод подачи силовых узлов SU 1147858 А, опубл. 30.03.85, содержащий источник питания, распределительное устройство, гидроцилиндр, бесштоковая и штоковая полости которого сообщены через распределительное устройство с линией нагнетания и с линией слива, два регулятора расхода, один из которых установлен в линии связи штоковой полости с линией слива, и обратный клапан, отличающийся тем, что с целью упрощения конструкции и повышения надежности, бесштоковая полость гидроцилиндра сообщена со штоковой полостью через второй регулятор расхода и обратный клапан, а распределительное устройство выполнено в виде двух двухпозиционных гидрораспределителей, каждый из которых подключен между одной из полостей гидроцилиндра и линиями нагнетания и слива. Недостатком данного технического решения является наличие двух регуляторов расхода работающих одновременно, что значительно усложняет настройку необходимой скорости гидроцилиндра и не позволяет обеспечить ее качественную стабилизацию.

Технической задачей изобретения является создание гидропривода с расширенным диапазоном регулирования, устойчивой работой, в том числе и в области сверхмалых скоростей движения исполнительного гидродвигателя и высоким КПД.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в реализации гидропривода с объемным регулированием в регулируемом диапазоне скорости движения исполнительного гидродвигателя, т.е. в диапазоне объемного регулирования и объемно-дроссельным регулированием в области сверхмалой скорости, где в качестве регулируемой гидромашины используется регулируемый насос, а в качестве дросселя - гидромеханический регулятор расхода, при этом для возможности регулирования величины сверхмалой скорости движения исполнительного гидродвигателя вместо гидромеханического регулятора расхода может быть установлен электрогидравлический регулятор расхода с корректирующей электрической связью по перепаду давления.

Сущность изобретения заключается в том, что гидропривод с расширенным диапазоном регулирования скорости содержит прибор управления, регулируемый насос с электрогидравлическим механизмом управления, переливной клапан, гидролинии сверхмалого расхода и регулируемого расхода соединенные параллельно, гидрораспределитель реверса, в сливе которого установлен подпорный клапан слива, исполнительный гидродвигатель. В гидролинии сверхмалого расхода установлены гидромеханический регулятор расхода, обратный клапан и направляющий гидрораспределитель, который направляет поток рабочей жидкости через гидромеханический регулятор расхода и обратный клапан к гидрораспределителю реверса или соединяет вход гидромеханического регулятора расхода со сливом. В гидролинии регулируемого расхода установлен подпорный клапан с дистанционным управлением подавлению, гидролиния управления которого соединена с входом гидромеханического регулятора расхода. Причем при прохождении расхода через гидромеханический регулятор расхода, подпорный клапан с дистанционным управлением по давлению закрыт и работает только гидролиния сверхмалого расхода. Прибор управления управляет электрогидравлическим механизмом управления, направляющим гидрораспределителем и гидрораспределителем реверса.

Для работы гидропривода преимущественно в области сверхмалой скорости движения исполнительного гидродвигателя в гидролинии сверхмалого расхода установлен гидромеханический регулятор расхода, а в гидролинии регулируемого расхода установлены запорный гидрораспределитель и подпорный клапан с дистанционным управлением подавлению, гидролиния управления которого соединена со сливом.

С целью возможности регулирования величины сверхмалой скорости движения исполнительного гидродвигателя вместо гидромеханического регулятора расхода установлен электрогидравлический регулятор расхода, состоящий из пропорционального электрогидравлического распределителя, датчика перепада давления и блока управления, при этом введена корректирующая связь по перепаду давления поступающая сдатчика перепада давления в блок управления, где с учетом сигнала заданной скорости движения исполнительного гидродвигателя с прибора управления формируется управляющий сигнал, поступающий на пропорциональный электрогидравлический распределитель.

На фиг. 1 изображена схема электрогидравлическая функциональная гидропривода с расширенным диапазоном регулирования скорости.

На фиг. 2 изображена схема электрогидравлическая функциональная гидропривода с расширенным диапазоном регулирования скорости с преимущественной работой в области сверхмалой скорости.

На фиг. 3 изображена схема электрогидравлическая функциональная электрогидравлического регулятора расхода.

Гидропривод с расширенным диапазоном регулирования скорости (фиг. 1), содержит регулируемый насос 1 с электрогидравлическим механизмом управления 2, переливной клапан 3, гидролинии сверхмалого расхода 4 и регулируемого расхода 5, гидрораспределитель реверса 6, в сливе которого установлен подпорный клапан слива 7, исполнительный гидродвигатель 8, прибор управления 9. В гидролинии сверхмалого расхода 4 установлены направляющий гидрораспределитель 10, гидромеханический регулятор расхода 11 и обратный клапан 12. В гидролинии регулируемого расхода 5 установлен подпорный клапан с дистанционным управлением подавлению 13, гидролиния управления 14 которого соединена с входом гидромеханического регулятора расхода 11.

Для работы гидропривода преимущественно в области сверхмалой скорости движения исполнительного гидродвигателя 8 (фиг. 2), в гидролинии сверхмалого расхода 15 установлен гидромеханический регулятор расхода 11, а в гидролинии регулируемого расхода 16 установлены запорный гидрораспределитель 17 и подпорный клапан с дистанционным управлением по давлению 13, гидролиния управления 14 которого соединена со сливом.

С целью обеспечения возможности регулирования величины сверхмалой скорости движения исполнительного гидродвигателя 8, вместо гидромеханического регулятора расхода 11 установлен электрогидравлический регулятор расхода 18 (фиг. 3), состоящий из пропорционального электрогидравлического распределителя 19, датчика перепада давления 20, измеряющего перепад давления на электрогидравлическом распределителе 19 и блока управления 21.

Гидропривод с расширенным диапазоном регулирования скорости движения исполнительного гидродвигателя имеет режимы работы:

- работа в регулируемом диапазоне скорости;

- работа на сверхмалой постоянной скорости;

- работа в диапазоне сверхмалых скоростей (при использовании электрогидравлического регулятора расхода).

Гидропривод с расширенным диапазоном регулирования скорости работает следующим образом.

В прибор управления 9 (фиг. 1) вводится задание на требуемую скорость и направление движения исполнительного гидродвигателя 8. Прибор управления 9 определяет, в каком диапазоне находиться заданная скорость. При нахождении заданной скорости в пределах регулируемого диапазона, гидропривод работает по принципу объемного регулирования, для чего с прибора управления 9 поступают сигнал управления на электрогидравлический механизм управления 2, который устанавливает соответствующую заданной скорости подачу регулируемого насоса 1, а на гидрораспределитель реверса 6 сигнал управления, соответствующий заданному направлению движения исполнительного гидродвигателя 8. Регулируемый насос 1 подает рабочую жидкость в гидролинию регулируемого расхода 5, где создается давление подпорным клапаном 13, необходимое для работы электрогидравлического механизма управления 2, при этом гидролиния управления 14 сообщена со сливом через направляющий гидрораспределитель 10, а гидролиния сверхмалого расхода 4 перекрыта. Далее рабочая жидкость через подпорный клапан 13 и гидрораспределитель реверса 6 поступает в полость исполнительного гидродвигателя 8, соответствующую заданному направлению движения, при этом из другой полости поступает на слив через гидрораспределитель реверса 6 и подпорный клапан слива 7, последний создает давление слива для компенсации попутной нагрузки при ее возникновении. При нахождении заданной скорости в пределах диапазона сверхмалой скорости, гидропривод работает по принципу объемно-дроссельного регулирования, для чего с прибора управления 9 поступают сигналы управления на электрогидравлический механизм управления 2, который устанавливает минимальную подачу регулируемого насоса 1, на гидрораспределитель реверса 6, соответствующий заданному направлению движения исполнительного гидродвигателя 8, а также на направляющий гидрораспределитель 10, который переключает направление потока рабочей жидкости от регулируемого насоса 1 и направляет его через гидромеханический регулятор расхода 11, настроенный на расход соответствующий сверхмалой постоянной скорости, а давление на входе гидромеханического регулятора расхода 11 по гидролинии управления 14 закрывает подпорный клапан с дистанционным управлением 13. Далее рабочая жидкость через обратный клапан 12 и гидрораспределитель реверса 6 поступает в полость исполнительного гидродвигателя 8, соответствующую заданному направлению движения, при этом из другой полости поступает на слив через гидрораспределитель реверса 6 и подпорный клапан слива 7, последний создает давление слива для компенсации попутной нагрузки при ее возникновении.

В варианте гидропривода работающего преимущественно в области сверхмалой скорости движения исполнительного гидродвигателя (фиг. 2) работа гидропривода с расширенным диапазоном регулирования скорости отличается следующим образом.

При нахождении заданной скорости в пределах диапазона сверхмалой скорости регулируемый насос 1 подает рабочую жидкость через гидромеханический регулятор расхода 11 и гидрораспределитель реверса 6 в полость исполнительного гидродвигателя 8.

При нахождении заданной скорости в пределах регулируемого диапазона, с прибора управления 9 поступает сигнал управления на запорный гидрораспределитель 17, регулируемый насос 1 подает рабочую жидкость в гидролинию регулируемого расхода 16 и гидролинию и сверхмалого расхода 15. Основной поток рабочей жидкости проходит через запорный гидрораспределитель 17 и подпорный клапан 13, а остальная часть через гидромеханический регулятор расхода 11, далее весь расход через гидрораспределитель реверса 6 поступает в полость исполнительного гидродвигателя 8.

Использование электрогидравлического регулятора расхода 18 (фиг. 3) позволяет поддерживать заданную сверхмалую скорость, а также изменять ее значение в пределах диапазона сверхмалых скоростей. Работа гидропривода происходит аналогичным образом нахождению заданной скорости в пределах диапазона сверхмалой скорости. При этом заданная скорость также поступает с прибора управления 9 в блок управления 21, где со связью по перепаду давления, которая поступаете датчика перепада давления 20, формируется управляющий сигнал, поступающий на пропорциональный электрогидравлический распределитель 19, поддерживающий постоянную величину заданной сверхмалой скорости исполнительного гидродвигателя 8.

Настоящее изобретение позволяет расширить диапазон регулирования объемного гидропривода в области сверхмалых постоянных скоростей движения исполнительного гидродвигателя.

Изобретение относится к области объемных гидроприводов, а именно к гидроприводам с объемным и объемно-дроссельным регулированием в части сверхмалых скоростей движения исполнительного гидродвигателя. Гидропривод с расширенным диапазоном регулирования скорости содержит регулируемый насос с электрогидравлическим механизмом управления, переливной клапан, гидролинии сверхмалого расхода и регулируемого расхода, соединенные параллельно, гидрораспределитель реверса, в сливе которого установлен подпорный клапан слива, исполнительный гидродвигатель. В гидролинии сверхмалого расхода установлены гидромеханический регулятор расхода, обеспечивающий сверхмалую постоянную скорость гидродвигателя, обратный клапан и направляющий гидрораспределитель, который направляет поток рабочей жидкости через гидромеханический регулятор расхода к гидрораспределителю реверса через обратный клапан. В гидролинии регулируемого расхода установлен подпорный клапан с дистанционным управлением по давлению, гидролиния управления которого соединена с входом гидромеханического регулятора расхода. Прибор управления управляет электрогидравлическим механизмом управления, направляющим гидрораспределителем и гидрораспределителем реверса. В случае работы гидропривода преимущественно в области сверхмалой скорости движения исполнительного гидродвигателя в гидролинии сверхмалого расхода установлен гидромеханический регулятор расхода, а в гидролинии регулируемого расхода установлены запорный гидрораспределитель и подпорный клапан с дистанционным управлением по давлению, гидролиния управления которого соединена со сливом. С целью возможности регулирования величины сверхмалой скорости исполнительного гидродвигателя вместо гидромеханического регулятора расхода установлен электрогидравлический регулятор расхода с корректирующей электрической связью по перепаду давления, состоящий из пропорционального электрогидравлического распределителя, датчика перепада давления и блока управления. Настоящее изобретение позволяет расширить диапазон регулирования объемного гидропривода в области сверхмалых скоростей движения исполнительного гидродвигателя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Гидропривод с расширенным диапазоном регулирования скорости, содержащий прибор управления, регулируемый насос с электрогидравлическим механизмом управления, переливной клапан, гидрораспределитель реверса, в сливе которого установлен подпорный клапан слива, исполнительный гидродвигатель, отличающийся тем, что гидропривод имеет гидролинии сверхмалого расхода и регулируемого расхода, соединенные параллельно, при этом в гидролинии сверхмалого расхода установлены гидромеханический регулятор расхода, обратный клапан и направляющий гидрораспределитель, который направляет поток рабочей жидкости через гидромеханический регулятор расхода и обратный клапан к гидрораспределителю реверса или соединяет вход гидромеханического регулятора расхода со сливом, в гидролинии регулируемого расхода установлен подпорный клапан с дистанционным управлением по давлению, гидролиния управления которого соединена с входом гидромеханического регулятора расхода, а прибор управления, в зависимости от величины заданной скорости и направления движения исполнительного гидродвигателя, управляет электрогидравлическим механизмом управления, направляющим гидрораспределителем и гидрораспределителем реверса.

2. Гидропривод по п. 1, отличающийся тем, что в гидролинии сверхмалого расхода установлен гидромеханический регулятор расхода, а в гидролинии регулируемого расхода установлены запорный гидрораспределитель и подпорный клапан с дистанционным управлением по давлению, гидролиния управления которого соединена со сливом.

3. Гидропривод по п. 1 или 2, отличающийся тем, что вместо гидромеханического регулятора расхода установлен электрогидравлический регулятор расхода, состоящий из пропорционального электрогидравлического распределителя, датчика перепада давления, измеряющего перепад давления на пропорциональном электрогидравлическом распределителе, и блока управления, при этом введена корректирующая связь по перепаду давления, которая с датчика перепада давления поступает в блок управления, где с учетом сигнала заданной скорости движения исполнительного гидродвигателя с прибора управления формируется управляющий сигнал, поступающий на пропорциональный электрогидравлический распределитель.