Гидропривод Советский патент 1983 года по МПК F15B11/22 

Изобретение относится к синхронизации вертикально расположенных цилиндров гидрофицированных машин.

Известен гидропривод для синхронизации движения двух гидроцилиндров, содержащий источник давления, связанный с двумя гидроцилиндрами, у которых сообщены штоковые полости, через реверсирующее распределительное устройство, имеющее трех позиционный управляющий элемент, подключенный с возможностью соединения в одной из своих позиций штоковых полостей обоих гидроцилиндров с порщневой полостью одного из гидроцилиндров, а поршневой полости другого - с источником давления, а в другой позиции - поршневых полостей со сливом, а.штоковых полостей - с источником давления 1.

Недостатком известного гидропривода является то,что размеры золотникового распределителя выбираются не по номинальному расходу источника давления, а по максимальному расходу рабочей жидкости из поршневой полости цилиндра во время его возвратного хода, когда источник давления соединен со штоковой полостью. Расход при сливе из порщневой полости цилиндра во столько раз больше расхода источника давления, во сколько раз площадь порщневой полости больще площади кольца щтоковой полости. В современных быстроходных мащинах соотношение этих площадей достигло 10:1 и более. Поэтому расходы из порщневых полостеи превышают расходы насосов в гидроприводах в десять и более раз и достигают больщих величин (до несколько тысяч литров в минуту). В условиях работы гидропривода на высоких давлениях внутренняя утечка рабочей жидкости через зазоры увеличивается и может быть соизмеримой с расходом источника давления. Это значительно снижает КПД распределителя и гидропривода в целом. Цель изобретения - повышение КПД гидропривода. Указанная цель достигается тем, что в гидроприводе для синхронизации движения двух гидроцилиндров, содержащем источник давления,связанный с двумя гидроцилиндрами, у которых сообщены штоковые полости, через реверсирующее распределительное устройство, имеющее трехпозиционный управляющий элемент, подключенный с возможностью соединения в одной из своих позиций щтоковых полостей обоих гидроцилиндров с поршневой полостью одного из гидроцилиндров, а поршневой полости другого - с источником давления, а в другой позиции - порщневых полостей со сливом, а щтоковых полостей с источником давления, реверсирующее распределительное устройство снабжено двумя гидроуправляемыми сливными клапанами поршневых полостей обоих гидроцилиндров и тремя гидроуправляемыми нагнетательными клапанами два из которых подключены к поршневым полостям гидроцилиндров, а третий - к штоковым полостям обоих гидроцилиндров и связан выходом с входом нагнетательного клапана поршневой полости одного из гидроцилиндров, причем управляющий элемент распределительного устройства выполнен в виде связанного с источником давления четырехлинейного распределителя - пилота, одна линия которого соединена с полостью гидроуправления нагнетательного клапана штоковых полостей гидроцилиндров, другая линия - с полостями гидроуправления сливных клапанов и нагнетательных клапанов, подключенных к поршневым полостям гидроцилиндров, а третья линия - со сливом.

Кроме того, нагнетательные клапаны обоих гидроцилиндров выполнены в виде двухлинейных седельных клапанов, а сливные клапаны - в виде односторонних гидрозамНа чертеже представлена схема гидропривода. Гидропривод для синхронизации движения двух гидроцилиндров содержит источник 1 давления, связанный с двумя гидроцилиндрами 2 и 3, у которых сообщены щтоковые полости 4 и 5, через реверсирующее распределительное устройство 6, имеющее трехпозиционный управляющий элемент 7, подключенный с возможностью соединения в одной из своих позиций 8-10 щтоковых полостей 4 и 5 обоих гидроцилиндров 2 и 3 с поршневой полостью 11 гидроцилиндра 2, а порщневой полости 12 другого гидроцилиндра 3 - с источником 1 давления, а в позиции 10 - поршневых полостей 11 и 12 со сливом 13, а щтоковых полостей 4 и 5 - с источником 1 давления, реверсирующее распределительное устройство 6 снабжено двумя гидроуправляемыми сливными клапанами 14 и 15 порщневых полостей 11 и 12 обоих гидроцилиндров 2 и 3 и тремя гидроуправляемыми нагнетательными клапанами 16-18, клапаны 16 и 18 подключены к порщневым полостям 11 и 12 гидроцилиндров 2 и 3, а клапан 17 - к штоковым полостям 4 и 5 гидроцилиндров 2 и 3 и связан выходом 19 с входом 20 нагнетательного клапана 16 поршневой полости 11 гидроцилиндра 2, причем управляющий элемент 7 распределительного устройства 6 выполнен в виде связанJJQPQ f. источником 1 давления четырехлинейного распределителя - пилота, одна линия 21 которого соединена с полостью 22 гидроуправления нагнетательного клапана 17 поршневых полостей 4 и 5 гидроцилиндров 2 и 3, другая линия 23 - с полостями 24-27 гидроуправления сливных клапанов 14 и 15 и нагнетательных клапанов 16 и 18, подключенных к поршневым полостям 11 и 12 гидроцилиндров 2 и 3, а третья линия 28 - со сливом 13. Нагнетательные клапаны 16-18 гидроцилиндров 2 и 3 выполнены в виде двухлинейных седельных клапанов, а сливные клапаны 14 и 15 - в виде односторонних гидрозамков. Управляющий элемент 7 управляется электромагнитами 29 и 30. Нагнетательные клапаны 16-18 имеют запорные элементы 31-33, которые отделяют надклапанные полости 27, 22 и 26 от соответствующих подклапаниых полостей 34-36. Запорные элементы 31-33 прижаты пружинами 37-39 к седлам 40- 42 клапанов.

Полости 12, 5 и 11,4 гидроцилиндров 3 и 2 отделены друг от друга порщнями 43 и 44, а штоковые полости соединены с нагнетательным клапаном 17 через клапан 45.

Гидропривод работает следующим образом.

При отключенных электромагнитах 29 и 30 управляющий элемент 7 занимает исходную позицию (как это указано в чертеже) и соединяет надклапанные полости 26 и 22 клапанов 18 и 17 с источником 1 давления. Площадь надклапанных полостей 26 и 22 больще площадей подклапанных полостей 35 и 36. Кроме того, в надклапаниых полостях 22 и 26 установлены пружины 38 и 39. Поэтому усилие на запорные элементы 32 и 33 со стороны надклапанных полостей 22 и 26 больще, чем усилие со стороны подклапанных полостей 35 и 36, связанных с источником 1 давления. В результате запорные элементы 32 и 33 нагнетательных клапанов 17 и 18 надежно прижаты к седлам 41 и 42 и отсоединяют источник 1 .давления от рабочих полостей 12, 4 и 5 гидроцилиндров 2 и 3. Порщни 44 и 43 удерживаются от самопроизвольного опускания поддерживающим клапаном 45.

При включении электромагнита 29 управляющий элемент 7 занимает позицию 8 и соединяет надклапанные полости 26 и 27 и сливные клапаны 14 и 15 со сливом,а надклапанную полость 22 - с источником 1 давления.

Площадь запорного элемента 32 со стороны подклапанной полости 36 нагнетательного клапана 17 меньще площади надклапанной полости 22. Кроме того, в надклапанной полости 22 установлена возвратная пружина 38. Поэтому усилие со стороны надклапанной полости 22 больще, чем со стороны подклапанной полости 36, и нагнетательный клапан 17 закрыт и отсоединяет источник 1 давления от щтоковых полостей 4 и 5.

Так как полости 24 и 26 управления сливных клапанов 14 и 15 и надклапанная полость 26 соединены со сливом, то сливные клапаны 14 и 15 закрываются, а нагнетатель, ный клапан 18 открывается и соединяет источник 1 давления с порщневой полостью 12 гидроцилиндра 3. Порщень 44 начинает перемещение. Рабочая жидкость из штоковой полости 5 поступает во вход 20, открывает нагнетательный клапан 16 (его надклапанная полость 27 соединена со сливом 13) и поступает в поршневую полость 11 синхронизируемого гидроцилиндра 2,.

Так как обе щтоковые полости 4 и 5 гидроцилиндров 2 и 3 соединены между собой, то порщень 43 гидроцилиндра 2 нагружается одновременно одинаковым давлением со стороны порщневой 11 .и штоковой 4 полостей. Площадь порщня 43 со стороны полости 11 больще, поэтому усилие с ее стороны на порщень 43 больще, и он начинает перемещение. Поток жидкости, вытесняемой из щтоковой полости 4, суммируется с потоком из полости 5 и поступает в порщневую полость 11.

При равенстве суммарной площади щтоковых полостей 4 и 5 площади порщневой полости 11 и площади порщневой полости 12 поток рабочей жидкости, вытесняемой из щтоковых полостей 4 и 5, будет равен расходу источника 1 давления, поступающему в порщневую полость 12.

Следовательно, в порщневые полости 12 и 11 поступают одинаковые расходы, и при равенстве площадей поршней 43 и 44 скорость их перемещения вниз будет одинаковой.

Для реверса порщней 43 и 44 включают электромагнит 30. Управляющий элемент 7 занимает позицию 10 и соединяет надклапанную полость 22 клапана 17 со сливом 13, а надклапанные полости 26 и 27 клапанов 18 и 16 и полости 24 и 25 гидроуправления сливных клапанов 14 и 15 - с источником 1 давления.

Усилие со стороны надклапанных полостей 26 и 27, в которых установлены пружины 39 и 37 больше, чем со стороны подклапанных полостей 36 и 34, поэтому нагнетательные клапаны 16 и 18 закрываются.

Нагнетательный клапан 17 открывается

и соединяет источник 1 давдания со щтоковыми полостями 4 и 5. В них растет давление, которое одновременно подводится в полости 24 и 25 гидроуправления сливных клапанов 14 и 15, которые открываются и соединяют порщневые полости 11 и 12 со сливом. Порщни 43 и 44 гидроцилиндров 2 и 3 начинают перемещение вверх, вытесняя.из порщневых полостей 11 и 12 рабочую жидкость на слив через сливные клапаны 14 и 15.

При отключении электромагнита 30 управляющий элемент 7 и все клапаны занимают исходную позицию и поршни клапанов 14-18 прекращают свое движение.

Применение в гидроприводе в качестве распределителей двухлинейных седельных клапанов сокращает внутренние утечки рабочей жидкости практически полностью. Достигается это тем,что разделение гидролиний, находящихся под высоким давлением, и гидролиний с низким или нулевым давле4

72

нием происходит по рабочей кромке клапана, прижатой к седлу усилием давления и пружины.

В этом случае возможно достигнуть абсолютную герметичность, что повышает КПД распределителя и гидропривода в целом.

//

1. ГИДРОПРИВОД для синхронизации движения двух гидроцилиндров, содержащий источник давления, связанный с двумя гидроцилиндрами, у которых сообщены щтоковые полости, через реверсирующее распределительное устройство, имеющее трехпозиционный управляющий элемент, подключенный с возможностью соединения в одной из своих позиций штоковых полостей обоих гидроцилиндров с поршневой полостью одного из гидроцилиндров, а поршневой полости другого - с источником давления, а в другой позиции - поршневых полостей со сливом, а штоковых полостей - с источником давления, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, реверсирующее распределительное устройство снабжено двумя гидроуправляемыми сливными клапанами поршневых полостей обоих гидроцилиндров и тремя гидроуправляемыми нагнетательными клапанами, два из которых подключены к поршневым полостям гидроцилидров, а третий - к штоковым полостям обоих гидроцилиндров и связан выходом с входом нагнетательного клапана поршневой полости одного из гидроцилиндров, причем управляющий элемент распределительного устройства выполнен в виде связанного с источником давления четырехлинейного распределителя - пилота, одна линия которого соединена с полостью гидроуправления нагнетательного клапана штоковых полостей гидроцилиндров, другая линия - с по(О лостями гидроуправления сливных клапанов и нагнетательных клапанов, подключен(Л ных к поршневым полостям гидроцилиндров, а третья линия - со сливом. 2. Гидропривод по п. 1, отличающийся тем, что нагнетательные клапаны обоих гидроцилиндров выполнены в виде двухлинейных седельных клапанов, а сливные клапаны - в виде односторонних гидрозамков. о ел со ю оо со