ГИДРОПНЕВМОДВИГАТЕЛЬ Советский патент 1996 года по МПК F15B15/10 F01B19/04 F04B43/08 

Изобретение относится к конструированию гидропневмодвигателей, в частности гидропневмодвигателей с эластичными стенками рабочей камеры для использования в приводах землеройных машин, в механизмах прессов и т.п.

Известен гидропневмодвигатель, содержащий деформируемую камеру с узлами крепления и с внутренней рабочей полостью, которая связана с источником рабочей среды, при этом камера снабжена тягами, соединяющими узлы крепления.

Недостатками такого гидропневмодвигателя являются его малый рабочий ход и ограниченное по величине усилие, развиваемое им, и, как следствие этого, неcпоcобность такого двигателя компенсировать "пиковые" нагрузки, которые могут кратковременно возникнуть в исполнительном механизме в процессе его работы или в момент его страгивания и разгона.

Известен также гидропневмодвигатель, выполненный в виде гибкой цепи и содержащий последовательно соединенные с помощью узлов крепления по меньшей мере две деформируемые камеры с внутренними рабочими полостями, которые снабжены тягами, соединяющими узлы крепления, камеры гидравлически связаны друг с другом с помощью трубопроводов, при этом одна из концевых камер связана с источником рабочей среды, а другая заглушена.

Недостатком такого гидропневмодвигателя является то, что он может развить только ограниченное по величине усилие, определяемое предельно допустимым давлением рабочей среды в его камерах, и не обеспечивает компенсацию "пиковых" нагрузок.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей гидропневмодвигателя.

Указанная цель достигается тем, что в гидропневмодвигателе, выполненном в виде гибкой цепи и содержащем последовательно соединенные с помощью узлов крепления по меньшей мере две деформируемые камеры с внутренними рабочими полостями, которые снабжены тягами, соединяющими узлы крепления, все камеры гидравлически связаны друг с другом с помощью трубопроводов, при этом одна из концевых камер связана с источником рабочей среды, а другая заглушена, в каждом трубопроводе, соединяющем две соседние камеры, параллельно друг другу включены перепускной и обратный клапаны, причем перепускной клапан установлен с возможностью перепуска рабочей среды со стороны источника рабочей среды, а обратный клапан в сторону источника рабочей среды.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого гидропневмодвигателя; на фиг. 2 схема включения перепускного и обратного клапанов; на фиг. 3 схема варианта конкретного применения предлагаемого гидропневмодвигателя; на фиг. 4 сечение А-А на фиг. 3; на фиг. 5 представлены графические зависимости нагрузки F, действующей на двигатель, от его хода S, давления Р₁ рабочей среды во внутренней полости первой деформируемой камеры от хода S и давления Р₂ рабочей среды во внутренней полости второй деформируемой камеры от хода S.

Гидропневмодвигатель выполнен в виде гибкой цепи и состоит из нескольких последовательно установленных деформируемых камер 1, которые соединены между собой с помощью узлов 2 крепления. Камеры 1 имеют внутренние рабочие полости 3 и cнабжены гибкими тягами 4, cоединяющими узлы 2 крепления. Внутренние рабочие полоcти 3 камер 1 гидравлически связаны друг с другом с помощью гибких трубопроводов 5. Первая концевая камера 1 связана с источником рабочей среды посредством канала 6, а вторая концевая камера 1 заглушена. В каждом трубопроводе 5, соединяющем внутренние рабочие полости 3 двух соседних камер 1, параллельно друг другу включены перепускной 7 и обратный 8 клапаны, причем перепускной клапан 7 установлен с возможностью перепуска рабочей среды со стороны источника рабочей среды, а обратный клапан 8 в сторону источника рабочей среды. Гибкая цепь с обеих сторон заканчивается концевыми узлами 9 крепления.

Гидропневмодвигатель работает следующим образом.

Рабочая среда от ее источника подается через канал 6 во внутреннюю рабочую полость 3 первой концевой камеры 1 и к гибкому трубопроводу 5. В результате боковые стенки упомянутой камеры начинают расширяться, создавая усилие, которое соответствует нагрузке, приложенной к концевым узлам 9 крепления гибкой цепи, и передаваемое стенкам этой камеры через гибкие тяги 4. За счет расширения первой концевой камеры 1 ее длина уменьшается и, таким образом, гидропневмодвигатель совершает рабочий ход. При постоянно действующей на гидропневмодвигатель нагрузке F давление рабочей среды во внутренней рабочей полости 3 его первой концевой камеры 1 по мере совершения рабочего хода S постепенно увеличивается до номинального значения Р_н.

Однако, если после совершения гидропневмодвигателем части SI1

рабочего хода произойдет "пиковое" увеличение действующей на него нагрузки F, то во внутренней рабочей полости 3 первой концевой камеры 1 на части SII1 рабочего хода произойдет соответствующий "пиковый" рост давления рабочей среды до давления Р_п открытия перепускного клапана 7, установленного в трубопроводе 5. В результате во внутренней рабочей полости 3 следующей камеры 1 произойдет мгновенное повышение давления рабочей среды до давления Р_п, при котором эта камера, находясь на начальном участке своего рабочего хода, развивает большее усилие, чем первая камера, при одинаковом давлении. Поэтому "пиковое" значение нагрузки преодолевается гидропневмодвигателем на части SIII1 рабочего хода при сравнительно небольшом росте давления рабочей среды во внутренних рабочих полостях 3 обеих камер 1. При снижении нагрузки, действующей на гидропневмодвигатель, от ее "пикового" значения до номинального на части SIV1 рабочего хода давление рабочей среды во внутренних рабочих полостях 3 обеих камер 1 снижается до давления, соответствующего номинальному значению нагрузки. При этом выравнивание давления во внутренних полостях 3 обеих камер происходит через обратный клапан 8. Дальнейшая часть SI2 рабочего хода гидропневмодвигателя при действии на него номинальной нагрузки происходит за счет расширения первой концевой камеры 1 при постепенном росте давления рабочей среды в ее внутренней рабочей полости 3. При возникновении следующего "пикового" значения нагрузки, действующей на гидропневмодвигатель на части SIII2, происходит рост давления рабочей среды во внутренней рабочей полости 3 первой концевой камеры 1 до давления Р_п открытия перепускного клапана 7. В результате во внутренней полости 3 следующей камеры 1 произойдет мгновенное повышение давления рабочей среды от давления, соответствующего давлению в конце части SIV1 рабочего хода, до давления Р_п, при котором эта камеры, находясь на начальном участке своего рабочего хода, развивает большее усилие, чем первая камера, при одинаковом давлении. Поэтому следующее "пиковое" значение нагрузки преодолевается гидропневмодвигателем на части SIII2 рабочего хода также при сравнительно небольшом росте давления рабочей среды во внутренних рабочих полостях 3 обеих камер 1. При снижении нагрузки, действующей на гидропневмодвигатель, от ее "пикового" значения до номинального на части SIV2 рабочего хода давление рабочей среды во внутренних рабочих полостях 3 обеих камер 1 снижается до давления, соответствующего номинальному значению нагрузки. При этом выравнивание давления во внутренних полостях 3 обеих камер происходит через обратный клапан 8. Дальнейшая работа гидропневмодвигателя при возникновении "пиковых" значений нагрузки происходит так же, как это описано выше. Причем при соответствующей настройке перепускных клапанов 7 между внутренними рабочими полостями 3 соседних камер 1 достигается их последовательное включение в работу для компенсации "пиковых" значений нагрузки, действующей на гидропневмодвигатель.

После совершения рабочего хода гидропневмодвигатель возвращается в исходное положение известными способами, используемыми при возврате в исходное положение, например, одноходовых цилиндров. При этом внутренние рабочие полости 3 всех камер 1 с помощью трубопроводов 5 через обратные клапаны 8 соединяются со сливом.

При конкретном применении предлагаемого гидропневмодвигателя для достижения требуемой величины усилия, развиваемого им, и требуемого рабочего хода можно использовать одновременно несколько гибких цепей, располагая их параллельно друг другу между двумя концевыми узлами 9 крепления так, как это показано на фиг. 3. Настройкой перепускных клапанов 8 задается количество гибких цепей, одновременно участвующих в работе при заданной величине нагрузки.

При подаче рабочей среды во внутренние полости 3 камер 1 происходит их расширение и, как следствие, уменьшение длины гибких цепей и всего гидропневмодвигателя, т.е. его рабочий ход. При этом количество включенных в работу гибких цепей будет определяться нагрузкой, действующей на гидропневмодвигатель, а ход количеством включенных в работу единичных камер 1.

При работе такого гидропневмодвигателя точность отработки заданного усилия будет тем выше, чем больше гибких цепей установлено в нем, а точность отработки перемещения тем выше, чем больше индивидуально включаемых в работу единичных камер в гибкой цепи. При этом величина создаваемого гидропневмодвигателем активного усилия будет тем больше, чем больше в нем гибких цепей при заданном его поперечном сечении, так как суммарная рабочая поверхность единичных камер в данном случае будет больше.

Таким образом, в гидропневмодвигателе, выполненном в виде гибкой цепи и содержащем последовательно соединенные с помощью узлов крепления по меньшей мере две деформируемые камеры с внутренними рабочими полостями, которые снабжены тягами, соединяющими узлы крепления, и все камеры гидравлически связаны друг с другом с помощью трубопроводов, при этом одна из концевых камер связана с источником рабочей среды, а другая заглушена, в каждом трубопроводе, соединяющем две соседние камеры, параллельно друг другу установлены перепускной и обратный клапаны, перепускной клапан установлен с возможностью перепуска рабочей среды со стороны источника рабочей среды, а обратный клапан в сторону источника рабочей среды, расширяются функциональные возможности.

(57) ТЕКСТ РЕФЕРАТА ОТСУТСТВУЕТ

ГИДРОПНЕВМОДВИГАТЕЛЬ, выполненный в виде гибкой цепи и содержащий последовательно соединенные с помощью узлов крепления по меньшей мере две деформируемые камеры с внутренними рабочими полостями, которые снабжены тягами, соединяющими узлы крепления, и все камеры гидравлически связаны друг с другом с помощью трубопроводов, при этом одна из концевых камер связана с источником рабочей среды, а другая заглушена, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в каждом трубопроводе, соединяющим две соседние камеры, параллельно друг другу включены перепускной и обратный клапаны, причем перепускной клапан установлен с возможностью перепуска рабочей среды со стороны источника рабочей среды, а обратный клапан - в сторону источника рабочей среды.