Предохранительный клапан непрямого действия Советский патент 1985 года по МПК F15B13/02 

1 Изобретение относится к машиностроению, в частности к регулируемым объемным гидроприводам, и может быть использовано в гидросистемах станков, прессов и других гидрофицирован ных машин, где требуется поддержание устаповленного давления, предохранение от превьшения давления и автоматическая разгрузка насоса от давления в момент достижения в гидросистеме устаногзленного максимально го рабочего давления с последующим включением его в работу под давлением при снижении в гидросистеме давления до установленного минимального рабочего. Известен предохранительный непрямого действия, установленньш в напорной гидромагистрали гидросистемы, содержащий установленньш в корпусе с образованием сливной и соединенных между собой демпферными отверстиями в золотнике напорной и двух торцовых улравляющих полостей подпружиненный пружиной, установленной в одной из последних переливной золотник и блок управления 1. Недостатками известного гидроклапана являются его ограниченные функциональные возможности из-за постоянства отношения значений максимального давления к.минимальному, заложенного конструкцией клапана, и необходимость настройки гидросистемы к этому клапану. Цель изобретения - расширение функционапьных возможностей. Указанная цель достигается тем, что в предохранительном клапане непрямого действия, установленном в напорной гидромагистрали гидросистемы, содержащем установленный в корпусе .с образованием сливной и соединенных между собой демпферными от верстиями в золотнике напорной и двух торцовых управляющих полостей,подпру жиненный пружиной, установленной в одной из последних, переливной золотник и блок управления, последний выполнен в виде корпуса, размещенны в его расточках подпружиненного регулируемой пружиной регулирующего золотника с торцовым клапаном, уста новленного с образованием клапанной соединенной с напорной гидромагистралью, двух крайних и средней полостей с возможностью их поочередно го или одновременного сообщения между собой, и подпружиненного р -гулируемой пружиной клапана сиодклапанной ,надклапанной иупрашшющей полостями, причем подклапаннаяполость последнего соединена со сливной полостью переливного золотника, управляющая полость - с клапанной полостью торцового клапана регулирующего золотника и напорной гидромагистралью, а его надклапанная полость соединена со средней полостью регулирующего золотника. На фиг.1 изображен предохранительный клапд: непрямого действия с гидравлическими каналами связи, выполненными в теле золотника и клапана; на фиг.2 - клапан с гидравлическими каналами связи, выполненными в корпусе клапана; на фиг.З - схема подключения клапана в насосно-аккумуляторной станции. Предохранительный клапан непрямого действия состоит из переливного клапана 1 и двухклапанного блока 2 управления. Переливной клапан 1 содержит корпус 3, седло 4, запрессованное в его цилиндрической расточке со сливной полостью 5 и каналом 6 отвода рабо-. чей жидкости на слив, переливной золотник 7 и пружину 8, которая упирается торцом в переливной золотник 7, а другим - в пробку 9, закрывающую расточку в корпусе 3, и с другой стороны расточка в корпусе 3 закрыта Пробкой 10. Переливной золотник 7 концом большего диаметра расположен в расточке корпуса 3 перед напорной полостью 11 с каналом 12 подвода рабочей дидкости, а концом меньшего диаметра с проточкой 13 - в расточке седла 4, имеющего отверстия 4, соединяющие полость 15, образованнук проточкой 13 в переливном золотнике 7 и расточкой в седле 4, со сливной полостью 5 и каналом 6 в корпусе 3 для отвода рабочей жидкости на слив. В теле переливного золотника 7 высверлены демпферные отверстия 16 18, соединяющие торцовую управляющую полость 19, образованную торцом золотника 7 в расточке седла 4 и пробкой.10, закрывающей расточку в корпусе 3 со стороны запрессованного седла .4, с напорной полостью II и каналом 12 в корпусе 3 ц.чя подвода рабочей жидкости, и де.м11ф1 рное от31верстие 20, соединяющее другую торцовую полость 21 управленияJ образованную торцом золотника 7 в расто ке корпуса 3 и пробкой 9, закрывающей эту расточку, и имеющую канал 22 отвода рабочей жидкости для управления переливным клапаном I, с той же напорной полостью I1. Переливной золотник 7 прижат к седлу 4 пружиной 8 и отсоединяет напорную полость 11 с каналом 12 в корпусе 3 для подвода рабочей жидкости от полости 15 отвода этой жидкости. I . k. Блок 2 управления содержит регулирующий золотчхик 23 и конусный тор довый клапан 24 меньшего чем регулирующий золотник 23 диаметра, расположенные в одной ступен«атой расточке корпуса 25, и клапан 26 с тол кателем 27 значительно меньшего диа метра, чем клапан 26, расположенные в другой ступенчатой расточке корпу са 25,. С одного торца регулирующего золотника 23 расположена пружина 28, которая одним торцом через установо ную шайбу 29 упирается в регулирзтащий золотник 23, а другим - в поршень 30, положение которого регулируется при помощи винта 31, регулирующий золотник 23 другим торцом упирается в конусньй торцовый клапа 24 и прижимает его к седлу 32 в корпусе 25, перекрывая тем самым полость 33, образованную расточкой в корпусе 25 и клапаном 24, от клапанной полости 34, образованной торцом регулирующего золотника 23 и расточкой корпуса 25. В расточке корпуса 25 и на золотнике 23 имеютс проточки, образующие крайние 35 и 3 и среднюю 37 полости. Причем перемычка между проточками в расточке корпуса 25 меньше ширины проточки в регулирующем золотнике 23, а поэтом средняя полость 37 в зависимости от расположения регулирующего золотника 23 может быть соединена с одной из крайних полостей 35 или 36 или одновременно с обеими. В исходном положении средняя полость 37 соединена с крайней, ближней к клапану 2 полостью 35, которая через демпферное отверстие 38 каналом 39 соеди. нена с клапанной полостью 34, а крайняя, ближняя/ пружине 38, подлость 36, соединённая каналом 22 с торцовой полостьн) 2 1 управления пере- ливного клапана I, заперта регулирующим золотником 23. Средняя полость 37 каналом 40 соединена с полостью 41, где находится пружина 28, упирающая через установочную шайбу .29 в золотник 23с Клапан 26 с толкателем 27 также поджат пружиной 42 через поршень 43 от винта 44 регулирования поджатия к седлу 45 ступенчатой расточки корпуса 25 и отсоединяет надклапанную полость 46, образованную проточкой в расточке корпуса 25 над седлом 45 и цилиндрической частью клапана 26 и соединенную каналом 47 со средней полостью 37 золотника 23, от подклапанной полости 48, образованной торцом клапана 26 и проточкой под него и соединенной каналом 49 с полостью 50, где находится пружина 42, упирающаяся в этот клапан 26. Подклапанная полость ,48 соединена еще каналом 51 со сливной полостью 5 переливного клапана 1. Полость 52 перед толкателем 27 и полость 33 перед торцовым клапаном 24 регулирующего золо.тника 23 в корпусе 25 двухклапанного блока 2 управления соединены с гидромагистралью 53 подвода мавления управления работой предохранительного клапана непрямого действия. Предохранительный клапан непрямого действия подключается к напорной гидромагистрали насоса 54 перед обратным клапаном 55 к каналу 12 подвода рабочей жидкости, а от гидромагистрали - в систему за обратным клапаном 55 к гидромагистрали 53 подвода давления управления. Канал 6 для отвода рабочей жидкости на слив соединяется с баком. Предохранительный клапан непрямого Действия работает следующим образом. В исходном положении рабочая жидкость из напорной гидромагистрали насоса 54 подводится через канал 12 подвода рабочей жидкости переливного клапана 1 в напорную полость 11 ег9 и через демпферные отверстия 16 - 18 в нем под торец золотника 7 в расточку седла 4, а через демпфер-, ное отверстие 20 - под другойторец золотника 7 в торцовую полость 21 управления с пружиной 8, стремящейся прижать золотник 7 к седлу 4, и по каналу 22 отвода рабочей жидjjKoc.gH для управления переливным зо.лотником 7 в крайнюю полость 36, запертую в исходном положении регулирующим золотником 23 двухклапанного блока 2 управления. Гидравлически уравновешенный золотник прижимается пружиной 8 к седлу 4 и закрывает переливной клапан 1. Одновременно из гидромагистрали системь рабочая жидкость через гидро магистраль 53 подвода давления управления двухклапанного -блока 2 управления подается, в полость 52 перед толкателем 27 клапана 26, настроенного ца открытие поджатием пружины 42 регулировочным винтом 44 при минимальном рабочей давлении в системе, и в полость 33 торцового клапана 24.с регулирующим золотнико 23, настроенного на открытие торцового клапана 24 поджатием их пружин 28 регулировочным винтом 31 при максимальном рабочем Давлении в сис теме. . При достижении в системе минимал ного рабочего давления толкатель 27 оторвет клапан 26 от седла 45, соединит ыадклапанну о полость 46, а че рез канал 47 и среднюю полость 37 регулирующего золотника 23 двухклапанного блока 2 управления с подкла панной полостью 48, соединенной . каналом.51 со сливной полостью 5 переливного клапана 1. Но при этом торцовый клапан 24 и регулирующий зрлотник 23 двухклапанного блока 2 1управления, а значит, и переливной iзолотник 7 останутся в исходном положении, т.е. переливной клапан 1 закрыт, и насос будет подавать рабо чую жидкость в систему. Вследствие незначительных утечек из-под торцовозг клапана 24 с регулирующим золотником 23 они удаляются из клапан ной полости 34 через канал 39 и демпферное отверстие 38 в крайнюю полость 35, соединенную в исходном положен1Ш со средней полостью 37 золотника 23, и далее каналом 47 из средней полости 37 через соединенные в данный момент надклапанную 46 и подклапанную 48 полости клапана 26 с толкателем 27 каналом 51 в сливную полость 5 переливного клапана.. При достижении в системе максимал ного рабочего давления клапан 24 пе ред золотником 23 двухклапанного 1 56 блока 2 управления откроется, в кла панную полость 34 у торца регулирующего золотника 23 начнет поступать рабочая жидкость под максимальным рабочим давлением. Из-за того, что демпферное отверстие 38 в канапе 39 из клапанной полости 34 регулирующего золотника 23 в крайнюю полость 35, соединенную до этого со средней полостью 37, которая в это время соединена со сливной полостью переливного клапана 1, сможет пропустить только незначительную часть поступающей рабочей жидкости, то на торец регулирующего золотника 23 будет действовать значительно большее усилие, пропорциональное соотношению площад ей торца регулирующего золотника 23 и проходного сечения седла 32 торцового клапана 24. Это усилие дополнительно сожмет пружину 28 и переместит регулирующий золотник 23 в другое крайнее положение, ограниченное упором, в которь й упрется установочная шайба 29 пружины 28. При этбм крайняя полость 35, соединенная каналом 39 и демпферным отверстием 38 с клапанной полостью 34 регулирующего золотника 23 торцового клапана 24, перекроется регулирующим золотником 23 и прекратится расход рабочей жидкости через нее, а крайняя полость 36, соединенная каналом 22 с торцовой полостью 21 управления переливного клапана 1, соединится со средней полостью 37 регулирующего золотника 23, которая в это время соединена со сливной полостью 5 переливного клапана 1. Равновесие сил, действующих на золотник 7, нарушится, и переливной клапан 1 откроется, соединив напорную полость 11 с каналом 12 п9двода рабочей жидкости со сливной полостью 5 и каналом 6 отвода ее на слив. При понижении давления до мини- мального рабочего в гидромагистрали 53 подвода давления управления двухклапанного блока 2 -управления и в полости 52 перед толкателем 27, клапан 26 с толкателем 27 под действием пружины 42 переместится,прижмет к седлу 45 корпуса 25, примет исходное положение и, отсоединив надклапанную полость 46 от подклапанной 48-, перекроет слив рабочей жидкости из торцовой полости 21 управления переливного клапана 1 в его

7

сливную полость 5, который осуществлялся двухклапанньп блоком 2 управления по каналу 22 в крайи-чг полость 36 регулирующего золотника 23, сое;Диненную в этот момент с его средней полостью .37, по каналу 47 из средней полости 37 в надклапанную полость 46, соединенную до этого с подклапанной полостью 48 клапана 26 с .толкателем 27, по каналу 51 из подклапанной полости 48 в сливную полость 5 переливного клапана 1 и далее по каналу 6 отвода рабочей жидкости на слив. При этом переливной клапан 1 закроется и прекратит разгрузку насо,са 54, так как давление, действующее на золотник 7 с обеих сторон, уравновешивается, и он усилием пружины 8 прижмется к седлу,

В напорной полости 11 подвода рабочей жидкости и торцовой полости 21 управления переливного клапана 1, объединенных демпферным отверстием 20 в золотнике 7, начнет подниматься давление, а через канал 22 из торцовой полости 21 управления переливного клапана 1 в крайнюю полость 36 регулирующего золотника 23 двзгкклапанного -блока 1 управления, соединенную в этот момент с его средней полостью 37, и через канал

412258

40 из средней полости 37 регулирун щего золотника 23 - в его торцовую полость 41, где находится пружина 28, и в этой торцовой полости 41. 5 начнет подниматься давление.

Как только суммарное усилие на торец регулирующего золотника 23 от сжатой пружины 28 и давления в этой полости 41 превысит усилие на другой торец регулирующего золотника 23 с торцовым клапаном 24 от давления в клапанной полости 34 у этого торца, равного в этот момент минимальному рабочему, регулирукяций золотник 23 с торцовым клапаном 24 переместится в другое крайнее исходное положение, при котором крайняя полость 36 регулирзтощего золотника 23, соединенная каналом 22 с торцовой полостью 21 управления переливного клапана 1, будет заперта регулирую- щим золотником 23. Это соответствует исходному.положению предохранительного клапана непрямого действия перед повьшением давления в системе до минимального рабочего. В дальнейщем цикл 1заботы его повторится.

Предлагаемый предохранительный клапан непрямого действия по сравнению с известными обладает повьшенными надежностью и КПД гидросистемы. Я 52 21 48 9 5 2 JxJx.JxX:: 6. 26 25 ./4 43 50 2 53 52 274845 26 25 / / / /

Фиг. 2 20 21

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН НЕПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ, установленньй в напорной гидромагистрали гидросисЧ темы, содержащий установленный в корпусе с образованием сливной и соединенных между собой демпферными отверстиями в золотнике напорной и двух торцовых управляющих полостей, подпружиненньй пружиной, установлен|Ной в одной КЗ последних, переливной золотник и блок управления, о т л ичающийся тем, что, с целью расшир1ения функционапьных возможностей, блок .управления выполнен в виде корпуса, размещенных в его расточках подпружиненного регулируемой Пружиной регулирующего золотника с торцовым клапаном, установленного с образованием клапанной, соединенной с напорной гидромагистралью, двух крайних и средней полостей с возможностью их поочередного или одновременного сообщения между собой, и подпр.ужиненного регулируемой пружиной клапана с подклапанной, надклапанной и управляющей полостями, причем подклапанная полость последнего соединена со сливной полостью переливного золотника, управляющая полость - с клапанной полостью торцового клапана регулирующего золотника и напорной гидромагистралью, а его надклапанная полость соединена со средней полостью регулирующего золотника.