Регулятор давления жидкости Советский патент 1988 года по МПК B21B37/62 

f/аз

аа

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может использоваться в гидроприводах про- катньйс станов. Цель изобретения - повышение экономичности регулятора давления жидкости. Регулятор содер- жят корпус 1, ротор 2, поршень 3, втулку 4, электродвигатель 6 постоянного тока, тахогенератор 7, источник питания 8 постоянного тока, блок управления 9. Поршень 3 разделяет полость 10 ротора на две части, одна из которых сообщена с парами скво.з- ных каналов ротора, расположенных параллельно и симметрично оси его вращения, а другая - с парой сквозных каналов, выполненных во втулке 4 и расположенных параллельно и сцм- метрично оси вращения ротора, причем в процессе работы регулятора сквозные каналы ротора и втулки периодически совмещаются с торцам соответствующих пар сквозных каналов , выполненных в корпусе и соединенных .соответственно с гидроцилиндром, напорной и сливной магистралями, .чем обеспечивается поддержание требуемого значения давления жидкости в гидроцилиндре в режиме периодической подачи или слива жидкости из него. 7 ил,,- 2 табл. (Л

гг I 3 h Ь 1к

и/г.Ь .i

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может использоваться в гидроприводах прокатных станов.

Цель изобретения повышение экономичности регулятора.

На фиг, 1 показана общая схема регулятора с указанием каналов, расположенных в вертикальной плоскости А-А (фиг.2), проходящей через ось вращения ротора; на фиг, 2 - вид А на фиг, 1, схема соединения каналов корпуса-, выходящих на его наружную поверхность; на фиг, 3 - каналы, расположенные в плоскости СС (фиг,2)} на фиг, 4 - каналы, расположенные в

плоскости FF (фиг,2); на фиг, 5-7 - расположение каналов в плоскостях 11, JJ и КК (фиг.1) соответственно.

Регулятор давления жидкости содержит корпус 1, ротор 2, поршень 3, втулку А, винт 5, электродвигатель постоянного тока 6, тахогенератор 7, управляемьй источник 8 питания постоянного тока (например, тиристор- ный преобразователь)., блок 9 управления, В роторе 2 имеется полость 10J разделенная поршнем 3 на две части, и пара сквозных каналов 11, рас- положенных параллельно и симметрично оси вращения ротора 2 (фиг,4-7). В роторе 2 также выполнена пара диаметральных каналов 12, расположенньгх под углом Ir/A друг к другу, соединенных с одним из торцов полости 10 (фиг,1-5), Каждый из пары сквозных каналов 11 ротора 2, соединен каналом 13 со вторым торцом полости 10 (фиг,4 и 7), Втулка 4 снабжена парой сквозных каналов 14, расположенных параллельно и симметрично оси вращения ротора 2 (фиг,1,5-7), В одной плоскости с каналом 12 ротора 2 (фиг,1, плоскость 11), во втулке 4 выполнены.радиальные каналы 15, соединяющие сквозные каналы 14 втулки 4 с ее внутренней поверхностью (фиг,1 и. 5), В корпусе 1 выполнено две группы каналов 16 и 17 по три пары каналов в каждой группе, из которых каналы первой группы 16 размещены рав- ноудэленно с каналами 11 ротора 2 (фиг, 4) от оси его вращения, а каналы второй группы 17 - равноудалено с -каналами 14 втулки 4 (фиг,1) от оси вращения ротора. При этом смежные, пары каналов каждой группы расположены

под углом 1f/4 (фиг,2, плоскости ДЦ, FF, НН и АА, СС, ЕЕ), а пары каналов 17 второй группы смещены относительно одноименных пар каналов 16 первой группы на угол З и /в (фиг,2), Втулка 4 размещена на роторе. 2 с возможностью относительного поворота на угол ir/4, что обеспечивается винтом 5,

O ввернутым во втулку 4 и входящим своим концом в паз 18 ротора 2 (фиг,6), Пары каналов первой группы 16 соединены с гидроцилиндром 19, напорной магистралью и сливной магистралью,

5 а пары каналов 17 второй группы соединены со сливной магистралью, напорной магистралью и гидроцилиндром 19 (фиг.2/1 и 4), Радиальные каналы 15 втулки 4 в одном ее крайнем угловом

0 положении совмещены с одним из диа- . метральных каналов 12 ротора 2, а в другом крайнем угловом положении - с другим из диаметральных.каналов (фиг,5) Ротор 2 (фиг,1) муфтой связан .с валом

5 электродвигателя 6, а последний - с валом тахогенератора 7, Якорь двигателя 6 электрически связан с выходом источника 8 питания, вход источника питания 8 - G выходом блока 9 управ-.

0 ления, один из входов которого соединен с выходом тахогенератора 7, а второй вход - с источником задающего . напряжения (на фиг, 1 не показан). Устройство работает следующим 6б5 разом.

Блок 9 управления (фиг,1), сравнивая поступающие на его входы задающее напряжение и напряжение V( тахогенератора 7, вьфабатывает управ0 ляющее напряжение Uu, поступающее на вход источника 8 постоянного тока,.а последний - напряжение U на якоре двигателя 6, таким образом, чтобы обеспечить соответствие частоты СО

5 вращения вала электродвигателя 6 задающему напряжению U,

Ротор 2 вращается с частотой Q , При его вращении в направлении, показанном на фиг, 1-7 стрелками, втулQ ка 4 (фиг,6) под действием сил трения в местах контакта втулки 4 и корпуса 1 (фиг.) повернется относительно ротора 2 в направлении, противо- ПО.Г1ОЖНОМ направлению вращения. При

5 этом конец винта 5 переместится по пазу 18 ротора 2 до упора и зафиксирует втулку 4 относитеУгьно ротора 2 в крайнем положении, показанном на фиг, 6. В процессе вращения ротора 2

в направлении, указанном стрелками, из исходного положения, показанного на фиг.1-7 каналы 14 втулки А и каналы 11 ротора 2, параллельные оси вращения ротора 2, последовательно соединяются через каналы 17 и 16 корпуса

1с внешними устройствами (гидроцилиндром 19, напорной и сливной магистралями) в порядке, указанном в табл. 1 (фиг.1-7).

В положении 1 (табл. 1), когда каналы 14 втулки 4 располагаются в плоскости АА и совмещены с каналами 17 корпуса 1, соедин1енными с гидроцилиндром 19 (фиг.1,2,5), а каналы 11 ротора 2 располагаются в плоскости FF и совмещены с каналами 16 корпуса 1, соединенными с напорной магистралью (фиг.2,4 и 7), правая част полости 10 заполняется жидкостью из напорной магистрали (фиг.4). Поршень 3 перемещается в крайнее левое положение и выталкивает жидкость из лево части полости 10 в гидроцилиндр 19 (фиг.1). В процессе поворота ротора

2из положения 1 в положение 3 (табл. 1) все каналы регулятора перекрыты. В положении 3 (табл. 1), когда каналы 14 втулки 4 располагаются в плоскости СС и совмещены с каналами 17 корпуса, соединенны ш с на.порной магистралью, а каналы 11 ротора 2 располагаются в плоскости НН и совмещены с каналами 16 корпуса 1, соединенными с гидроцилиндром 19, левая часть полости 10 заполняется жидкостью из напорной магистрали. Поршень 3 перемещается в крайнее правое положение и выталкивает жидкость из правой части полости 10 в гидроцилиндр 19 (фиг.2). При дальнейшем повороте ротора 2 в положении 5 (табл. 1, фиг.2) левая часть полости 10 оказывается соединенной со сливной магистралью, а правая заперта, в- положении 7 - правая соединена со сливной магистралью, а левая заперта, в положении 9 - левая соединена с гидроцияиндром 19, а правая с напорной магистралью, в положении 11 левая соединена с напорной магистралью, а правая с гидроцилиндром 19, в положении 13 - левая соединена со сливной магистралью а правая заперта, в положении 15 - левая заперта, а правая соединена со сливной магистралью, а в остальных положениях все каналы регулятора перекрыты. Таким образом, за один оборот ротора 2 в падроцилиндр 19 из напор юй магистрали подается четыре порции жидкости в положениях 1,3,9 и 11, а в остальных положениях поршень 3 не перемещается и жидкость через регулятор не протекает. .

В результате описанных процессов

давление жидкости в гидроцилиндре 19 . Увеличивается. Скорость нарастания давления определяется частотой подачи порций жидкости в гидроцилиндр 19 и, следовательно, частотой со вращения ротора 2.

При вращении ротора 2 в направлении, противоположном показанному стрелками на фиг.1-7, втулка 4 (фиг.6) под действием сил трения в местах

контакта втулки 4 и корпуса 1 (фиг.1) повернется относительно ротора 2 в направлении, противоположном направлению его вращения. При этом и паз 18 зафиксируют втулку 4 ртйосительно ротора 2 в крайнем положении, противоположном показанному на фиг. 6. В процессе вращения ротора 2 в направлении, противоположном указанному стрелками, каналы регулят ора

соединяются в порядке, указанном в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что за Один оборот ротора 2 из гидроцилиндра 19 в сливную магистраль подается четыре

порции жидкости в положениях 1,5,9 и 3. В положениях 7 и 15 на поршень 3 . с обеих сторон действует давление напорной магистрали, в остальных поло жениях все каналы регулятора перекрыты и, следовательно, в этих положениях жидкость через регулятор не протекает.

В результате процессов в регуЛято- ре при вращении ротора 2 в направле- нии,противоположном указанному стрелками на фиг. 1-7, давление жидкости в гидроцилиндре 19 уменьшается со скоростью, определяемой частотой СЭ вращения ротора 2.

Таким образом, при необходимости увеличить давление жвдкости в гидроцилиндре 19 необходимо включить электродвигатель 6 в направлении, указан- ном стрелками на фиг.1-7, а при необ- ;Ходимости уменьшить давление - в противоположном направлении. Требуемая скорость изменения (увеличения или уменьшения) давления достигается nvтем задания абсолютной величины частоты со вращения ротора 2 (или задающего напряжения U,, ) : с увеличением .СО (или и, ) скорость изменения давления увеличивается. По достижении в гидроцилиндре 19 заданного значения давления электродвигатель 6 необходимо остановить, установив задающее напряжение УО

Изменяя направления вращения и частоту сэ вращения электродвигателя 6, можно поддерживать в тидроцилинд- ре 19. любое значение давления жидкости от нуля до давления в напорной магистрали.

Двухсторонний подвод к ротору и втулке и отвод от них рабочей жидкости обеспечивает гидростатическое уравновешивание ротора и втулки и, следовательно, снижение момента двигателя, необходимого для их вращения.

Пульсации давления жидкости, обусловленные циклическим характером работы регулятора, могут быть уменьшены до допустимого уровня путем увеличения частоты вращения ротора и уменьшения объема цилиндрической полости ротора (или увеличения объема поршня).

Пульсации давления, не превосходящие допустимого уровня, ЯВЛЯ1ЮТСЯ

полезными, так как они уменьшают влияние сил трения покоя в гидроцилиндре на его работу.

Регулятор обеспечивает поддержание требуемого значения давления жидкости в гидроцилиндре в режиме периодической, по мере необходимости, подачи жидкости в идроцилин др и отвода жидкости из него. Тем самым достигается существенное снижение расхода жидкости, необходимого для поддержания требуемого давления в гидроцилиндре о

Регулятор может быть использован для управления гидравлическими устройствами прокатных станов и в первую очередь гидравлическими устройствами установки, .распора и противоизгиба валков в системах автоматического регулирования толщины, профиля и формы листового проката, размеров . профиля сортового проката, а также натяжения и величины петли полосы между клетями, формула изобретения

Регулятор давления жидкости, содержащий корпус, расположенный в кор

5

0

5

0

5

0

5

0

5

пусе ротор, соединенный с электродвигателем, подключенньт к источнику питания, связанному с блоком управления, к которому подключен тахогенера- тор, связанный с валом электродвига- теля, поршень, размещенный в полости ротора с возможностью осевого перемещения, причем в корпусе и в роторе выполнены пары сквозных каналов, расположенных параллельно и симметрично оси вращения ротора, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности регулятора, он содержит дополнительно втулку, установленную в корпусе с возможностью поворота на угол ir/4 относительно ротора, который размещен во втулке, причем втулка снабжена парой сквозных каналов, расположенных параллельно и симметрично оси вращения ротора , сквозные- каналы корпуса выполнены в виде двух трупп каналов по три пары каналов в каждой группе, причем пары каналов первой группы равноудалены с парами сквозных каналов ро.тора от оси его вращения, а пары каналов второй группы равноудалены с парой сквозных каналов .втулки от оси вращения ротора, смежные пары каналов каждой группы расположены под углом IT/4, а пары каналов второй группы смещены относительно одноименных пар каналов первой группы на угол , внешняя цилиндрическая поверхность ротора соединена с одним из торцов полости ротора через пару диаметральных каналов ротора, расположенных под углом Т/А, а каждый из пары сквозных каналов втулки соединен с ее внутренней поверхноотью соответствующим радиальным каналом, причем радиальные каналы втулки расположены в плоскости пары диаметральных каналов ротора, а пары сквозных каналов ротора соединены с другим торцом полости ротора, к пары каналов первой группы соединены соответственно с гидроцилиндром и с напорной и сливной магистралями, а пары каналов второй группы соединены соответственно со сливной и напорной магистралями и гидроцилиндром, при этом радиальные каналы втулки в од. ном ее крайнем углрвом положении совмещены с одним из диаметральных каналов ротора, а в другом крайнем угловом положении - с другим

, 1диаметральным каналом рото - ра.

Примечание, Г- гидроци- линдр, Н - напорная магистраль, С - сливная магистраль.

Таблица 1

Таблица 2

10

w

/

it

ff/yy MT/Tff/yfffft/

Moet/c/TT/ycf t/

Отмотрмаа I4afuenfa/ u

сриг.2

/7

9uf5

/х

Sm нагторной Mafft/cmffff/fU

I

Г2

76

П

/5

фиеЛ

фиг. 5

11

Составитель А.Габрильянц Редактор М.Недолуженко Техред л.Олийнык Корректор М.Васильева

Заказ 4012/9

Тираж 467

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

фиг. 7

Подписное