Пневмогидравлический привод Советский патент 1986 года по МПК F15B1/02 

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике, в частности к нневмо- гидравлическим устройствам для перемещения исполнительного органа из одного положения в другое, и может найти применение для привода рабочих органов автома- тических манипуляторов с программным управлением и станков.

Цель изобретения - повышение интенсивности охлаждения рабочей жидкости и глушение шума выхлопа сжатого воздуха, ю

На фиг. 1 представлена принципиальная схема пневмогидравлического привода; на фиг. 2 - гидропневмоаккумулятор, разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2 (перегородки теплового радиатора).

Пневмогидравлический привод содержит 5 тируюших с оболочкой 33 через дополнитель- исполнительный цилиндр 1 с поршнем 2,но установленные упругие прокладки 41. Оболочка 33 крепится к корпусу 32 с помош,ью

ки 34 выполняют не только роль охладителя, но и предназначены также для глушения шума выхлопа сжатого воздуха, вытесняемого из поршневой полости 3 исполнительного цилиндра 1, для чего пневмо- распределитель 28 соединен с наименьшей по объему замкнутой полостью 35 линией 38 (фиг. 1 и 2). Для повышения интенсивности охлаждения в перегородках 34 выполнены отверстия 39, оси 40 которых отключены от нормального направления к поверхности перегородок 34. Оболочка 33 может быть выполнена сферической формы (фиг. 2), а перегородки 34 - в виде колец (фиг. 3), жестко соединенных с корпусом 32 гидропневмоаккумулятора 13 и контак25

поршневая полость 3 которого через трех- позиционный пневмораспределитель 4 соединена с пневмосетью 5, а штоковая полость 6 соединена напорной гидролинией 7 через jn гидрораспределители 8 и 9 и регулируемый дроссель 10 с герметически закрытым резервуаром 11 с рабочей жидкостью, находящейся под давлением сжатого воздуха, причем к напорной гидролинии 7 между дросселем 10 и резервуаром 11 подключен через обратный клапан 12 гидропневмоаккумулятор 13 высокого давления. Аппаратура управления содержит блок 14 компенсации гидроудара, выполненный в виде гидроцилиндра 15 с дифференциальным поршнем 16, разделяющим гидроцилиндр 15 на три полости 17-19, одна из которых соединена с напорной гидролинией 7 до дросселя 10, вторая после дросселя 10, а третья через обратный клапан 20 - с гидропневмоакку- мулятором 13. Поршень 2 исполнительного цилиндра 1 выполнен с кольцевой проточкой 21. Канал 22 соединяет кольцевую проточку 21 в поршне 2, гидролинии 23 и 24 сбора утечек с гидрораспределителей 8 и 9, гидролинию 25, связанную с полостью 19 гидроцилиндра 15, резервуар 11 и обратный клапан 26. Обратные клапаны 27 и 26 предназначены для зарядки гидропневмоаккумулятора 13 инертным газом, например азотом, и для зарядки системы рабочей жидкостью соответственно.

втулки 42, которая имеет отверстие 43 для подвода жидкости от гидрораспределителя 9.

Привод работает следующим образом.

В зависимости от положения пневмо- распределителя 4 и гидрораспределителей 8 и 9 исполнительный цилиндр 1, соединенный с рабочим органом (не показан), осуществляет возвратно-поступательное пере.меще- ние как с рабочей скоростью, так и с тормозной. При неподвижном положении рабочего органа воздух и жидкость не поступают в исполнительный цилиндр 1. Пневмораспре делитель 4 находится в нейтральном положении, подача сжатого воздуха закрыта. 30 Поршневая полость 3 исполнительного цилиндра 1 и резервуар 11 с рабочей жидкостью соединены пневмораспределителя- ми 4 и 28 с атмосферой.

Когда исполнительный цилиндр 1 перемещается влево, пневмораспределитель 4 находится в левой позиции и подает сжатый воздух в поршневую полость 3 исполнительного цилиндра 1. Жидкость из штоковой полости 6 исполнительного цилиндра I через гидрораспределители 8 и 9 поступает в гидропневмоаккумулятор 13, сжимая находящийся в его полости 31 газ (азот). Обратные клапаны 12 и 20 закрывают доступ рабочей жидкости в резервуар 11 и в полость 19 гидроцилиндра 15. Жидкость в резервуаре 11 находится под атмосферным

3.5

40

Кроме того, привод включает двухпо- 45 давлением. Поршень 16 гидроцилиндра 15

зиционныи трехлинейный пневмораспределитель 28, установленный с возможностью сообщения выходной линии 29 пневморас- пределителя 4 с ат.мосферой, а его управляющий вход 30 связан с газовой полостью 31 (фиг. 2) гидропневмоаккумулятора 13. Корпус 32 гидропневмоаккумулятора 13 охвачен оболочкой 33, разделенной перегородками 34, выполненными из пористой меди, по меньшей мере на три последовательно сообщенные полости 35- 37 с разными объемами и площадями их поперечного сечения, возрастающими по ходу движения сжатого воздуха. Перегородтируюших с оболочкой 33 через дополнитель- но установленные упругие прокладки 41. Обоки 34 выполняют не только роль охладителя, но и предназначены также для глушения шума выхлопа сжатого воздуха, вытесняемого из поршневой полости 3 исполнительного цилиндра 1, для чего пневмо- распределитель 28 соединен с наименьшей по объему замкнутой полостью 35 линией 38 (фиг. 1 и 2). Для повышения интенсивности охлаждения в перегородках 34 выполнены отверстия 39, оси 40 которых отключены от нормального направления к поверхности перегородок 34. Оболочка 33 может быть выполнена сферической формы (фиг. 2), а перегородки 34 - в виде колец (фиг. 3), жестко соединенных с корпусом 32 гидропневмоаккумулятора 13 и контаклочка 33 крепится к корпусу 32 с помош,ью

втулки 42, которая имеет отверстие 43 для подвода жидкости от гидрораспределителя 9.

Привод работает следующим образом.

В зависимости от положения пневмо- распределителя 4 и гидрораспределителей 8 и 9 исполнительный цилиндр 1, соединенный с рабочим органом (не показан), осуществляет возвратно-поступательное пере.меще- ние как с рабочей скоростью, так и с тормозной. При неподвижном положении рабочего органа воздух и жидкость не поступают в исполнительный цилиндр 1. Пневмораспределитель 4 находится в нейтральном положении, подача сжатого воздуха закрыта. Поршневая полость 3 исполнительного цилиндра 1 и резервуар 11 с рабочей жидкостью соединены пневмораспределителя- ми 4 и 28 с атмосферой.

Когда исполнительный цилиндр 1 перемещается влево, пневмораспределитель 4 находится в левой позиции и подает сжатый воздух в поршневую полость 3 исполнительного цилиндра 1. Жидкость из штоковой полости 6 исполнительного цилиндра I через гидрораспределители 8 и 9 поступает в гидропневмоаккумулятор 13, сжимая находящийся в его полости 31 газ (азот). Обратные клапаны 12 и 20 закрывают доступ рабочей жидкости в резервуар 11 и в полость 19 гидроцилиндра 15. Жидкость в резервуаре 11 находится под атмосферным

0

5

находится в верхнем положении в связи с малым перепадом давления на гидрораспределителе 8 и ввиду конструкции поршня 16 (площадь поршня 16 снизу больше че.м сверху). Утечки из исполнительного цилиндра 1 и из гидрораспределителей 8 и 9 по гидролиниям 23 и 24 поступают в резервуар 11 и полость 19 гидроцилиндра 15. Затем гидрораспределитель 8 переключается в правую позицию и скорость перемещения исполнительного цилиндра 1 понижается до скорости торможения, регулируемой дросселем 10. Жидкость из штоковой полости 6 исполнительного цилиндра 1 поступает через

дроссель 10 и гидрораспределитель 9 в гидропневмоаккумулятор 13. В связи с большим перепадом давления на дросселе 10 поршень 16 гидроцилиндра 15 опускается и перекрывает гидролинию 25, вытесняя рабочую жидкость из полости 19 через обрат- ный клапан 20 в гидропневмоаккумулятор 13. Гидроцилиндр 15 уменьшает заброс давления жидкости перед дросселем 10 и в што- ковой полости 6 исполнительного цилиндра 1. Таким образом, гидроцилиндр 15 компенси- рует утечки жидкости гидросистемы и одновременно выполняет функцию гасителя гидроудара. Это предотвращает скачкообразные движения рабочего органа, связанного с исполнительным цилиндром 1.

Окончательное позиционирование исполнительного цилиндра 1 осуществляется установкой гидрораспределителя 9 в правую позицию. Изменение направления движения исполнительного цилиндра 1 осуществляется установкой пневмораспределителя 4 в правую позицию, а гидрораспределителей 8 и 9 - в левую.

Когда исполнительный цилиндр 1 перемещается вправо, жидкость под давлением газа в гидропневмоаккумуляторе 13 поступает через гидрораспределители 8 и 9 в што- ковую полость 6 исполнительного цилиндра 1. Воздух из порщневой полости 3 исполнительного цилиндра 1 через пневмораспре- делитель 4 линию 29, пневмораспределитель 28, нахедящийся в верхней по чертежу позиции, линия 38 поступает в полость 35 (фиг. 2 и 3), проходит через отверстия 43, поры перегородок 34 оболочки 33, минует полости 35-37, теряя скорость и охлаждая рабочую жидкость. Наклон осей 40 отверстий 39 к радиальному направлению перегородок 34 предназначен для сообщения воздуху вращательного движения внутри полостей 35-37 относительно корпуса 32 гид- ропневмоаккумулятора 13, что интенсифици

5

0

5

0

рует теплооб.мен между воздухом, перегородками 34 и корпусом 32 гидропневмоакку- мулятора 13. От пневмораспределителя 4 сжатый воздух из сети 5 поступает в резервуар 11.

При подаче жидкости из гидропневмоак- кумулятора 13 она из резервуара 11 не поступает, так как обратный клапан 12 закрыт. Если жидкость из гидропневмоак- кумулятора 13 не поступает (при запуске системы или после длительной остановки), то в результате понижения давления в газовой полости 31 и в управляющем входе 30 пневмораспределитель 28 переходит в нижнюю позицию, уменьшая сопротивление выхлопа сжатого воздуха и увеличивая усилие на рабочем органе, а жидкость через обратный клапан 12, гидрораспределители 8 и 9 поступает в исполнительный цилиндр 1. В этом случае исполнительный цилиндр 1 перемещается с меньшей скоростью, чем при подаче жидкости из гидропневмоаккумулято- ра 13 высокого давления. При рабочем ходе исполнительного цилиндра 1 влево рабочая жидкость поступает в гидропневмоаккумулятор 13, а пневмораспределитель 28 по мере повышения давления в газовой полости 31 переводится в верхнюю позицию, и нормальная работа системы восстанавливается.

Применение теплового радиатора предлагаемой конструкции позволяет интенсифицировать теплообмен между воздухом и корпусом 32 гидропневмоаккумулятора 13, а следовательно интенсифицировать охлаждение рабочей жидкости и одновременно позволяет эффективно снижать уровень шума выхлопа сжатого воздуха пневмосистемы при уменьшении сопротивления выхлопа. Использование двухпозиционного трехлинейного пневмораспределителя 28 увеличивает усилие на рабочем органе путем отключения глушителя охладителя при пуске системы пневмогидропривода.

J

7

фиг.2

фуа, J