Двухкаскадный многосекционный гидравлический распределитель с электрическим управлением Советский патент 1990 года по МПК F15B13/02 

Изобретение относится к объемному гидроприводу и может быть использовано, например, в гидросистемах, сельскохозяйственных, строительных и дорожных машин.

Целью изобретения является повышение уровня автоматизации управления, надежности работы, уменьшение массы и габаритов распределителя, а также расхода рабочей жидкости.

На фиг.1 изображена рабочая секция при нейтральном положении золотников, продольный разрез; на фиг.2 - то же, при крайнем правом положении золотника управления, продольный разрез; на фиг.З - разрез А-А на фиг 1; на фиг.4 - разрез Б-Б

на фиг.1; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.1; на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг, 1; на фиг.7 - разрез Д-Д на фиг. 1; на фиг.8 - разрез Е-Е на фиг. 1; на фиг.9 - разрез Ж-Ж на фиг.1; на фиг. 10 - разрез 3-3 на фиг.2; на фиг. 11 - разрез И-И на фиг.2; на фиг.12 - разрез К-К на фи1.2, положение 1; на фиг.13 - разрез К-К на фиг.2, положение 2; на фиг.14 - разрез К-К на фиг.2, положение 3; на фиг.15 - разрез Л-Л на фиг 9

Двухкаскадный многосекционный гидравлический распределитель с электрическим управлением (в сборе не изображен) содержит скрепленные стяжными болтами 1 напорно-переливную секцию (не показано) и заднюю крышку (не показано), между коVI

ь

торыми находятся рабочие секции 2, имеющие в своем составе корпус 3 с каналами 4 напора, сообщенные с напорно-переливной секцией, канал слива 5, сообщенный с напорно-переливной секцией и задней крышкой канала 6 управления (фиг.З). Один выход 7 (фиг.2 и 3) канала 6 управления сообщен с полостью управления клапана разгрузки напорно-переливной секции (не показано), а другой выход 8 (фиг.З) сообщен с задней крышкой и с напорно-переливной секцией посредством вспомогательного канала, выполненного в задней крышке и связанного с каналом слива 5 (не показано). Корпус 3 так же имеет две осевые расточки 9 и 10, из которых верхняя расточка 10 ступенчатая. В стенке 11 нижней расточки 9 выполнены три канавки 12 - 14, из которых канавка 13 средняя, а 12 и 14 боковые. Средняя канавка 13 связана с каналом 4 напора. В стенке 11 нижней расточки 9 корпуса 3 по оси канала 6 управления (фиг.З) выполнены два гнезда 15 и 1.6 (фиг.З) симметрично расположенных относительно оси расточки. В нижней расточке 9 корпуса 3 установлен распределительный золотник 17. На обоих концах расточки 9 прикреплены к корпусу 3 толкающие электромагниты 18 и 19. В стенке 20 верхней расточки 10 выполнена канавка 21, связанная с каналом 5 слива и установлен гидрозамок 22 с двумя запорными клапанами 23 и 24, имеющими толкатели 25 и 26, Командный поршень 27 гидрозамка 22 размещен в расточке 10 с образованием командных полостей 28 и 29, сообщенных с боковыми канавками 12 и 14 в стенке 11 нижней расточки 9 соединительными каналами 30 и 31. Командный поршень 27 имеет глухой осевой канал 32 для сообщения командных полостей 28 и 29 с каналом 5 слива при помощи двух рядом радиальных отверстий 33 и 34, выполненных с отрицательными перекрытиями относительно канавки 21 и командных полостей 28 и 29. Распределительный золотник 17, перемещаемый в нижней осевой расточке 9 корпуса 3, является неповоротным. От проворачивания его удерживает винт 35, ввернутый в корпус 3 и находящийся в постоянном контакте с пазом 36, выполненном на наружной поверхности 37 распределительного золотника 17. На наружной поверхности 37 распределительного золотника 17 также выполнена напорная канавка 38 для взаимодействия с боковыми канавками 12 и 14 в стенке 11 нижней расточки 9 в корпусе 3. С обеих сторон от напорной канавки 38 на наружной поверхности 37 распределительного золотника 17 находятся радиальные отверстия

39 и 40 (фиг.З и 4), которые выполнены на глубину до пересечения со сквозными каналами 41 (фиг.З - 10), образованными в торцовых стенках концевых расточек 42 и 43

распределительного золотника 17. В процессе работы распределителя сквозные каналы 41 совместно с радиальными отверстиями 39 и 40, взаимодействуя с боковыми канавками 12 и 14 и соединительными

0 каналами 30 и 31, образуют дополнительную сливную магистраль. В напорной канавке 38 распределительного золотника 17 выполнен дополнительный канал 44 напора. В распределительном золотнике 17 вылол5 нены радиальные каналы 45 (фиг.З), взаимодействующие с гнездами 15 и 16 (фиг.З) и являющиеся продолжением канала 6 управления. По оси распределительного золотника 17 выполнен сквозной осевой канал 46,

0 по которому перемещается золотник 47 управления, на наружной поверхности 48 которого выполнены левая 49 и правая 50 напорные канавки и канавки 51 управления. Напорные канавки 49 и 50, контакти5 руя с внутренней поверхностью сквозного осевого канала 46 распределительного золотника 17, образуют дополнительные напорные полости 52 и 53, а канавка 51 управления во взаимодействии с радиаль0 ными каналами 45 в распределительном золотнике 17 образует дальнейшее продолжение канала 6 управления. Вдоль оси золотника 47 управления выполнены два канала левый 54 и правый 55. Правый канал

5 55 соединен с левой напорной канавкой 49 при помощи отверстия 56, а левый канал 54 соединен с правой напорной канавкой 50 при помощи отверстия 57 (фиг.1, 2, 5 и 7). На обоих концах золотника 47 управления

0 закреплены наконечники 58 и 59, заканчивающиеся коническими поверхностями 60 и 61 и имеющие осевые каналы 62 и 63. . Золотник 47 управления совместно с наконечниками 58 и 59, перемещаясь вдоль оси

5 распределительногго золотника 17, фиксируется в нейтральном положении при помощи пружинных механизмов 64 и 65. В свою очередь, распределительный золотник 17, перемещаясь вдоль оси нижней расточки 9

0 в корпусе 3, также фиксируется в нейтральном положении при помощи пружинных механизмов 66 и 67. При перемещении золотника 47 управления в одно из крайних положений наконечники 58 и 59 своими

5 коническими поверхностями 60 и 61 входят в контакт с внутренними поверхностями осевых каналов 68 или 69, выполненных в седлах 70 или 71, закрепленных в концевых расточках 42 и 43 распределительного золотника 17, образуя полости 72 и 73 высокого давления и полости 74 и 75 низкого давления. В осевых каналах 68 и 69 седел 70 и 71 установлены толкатели 76 и 77, имеющие винтовые канавки на наружной поверхности.

Толкатели 76 и 77 с одной стороны находятся в контакте с торцами конических поверхностей 60 и 61 наконечников 58 и 59, а с другой стороны находятся в контакте с торцами толкателей 78 и 79 электромагнитов 18 и 19. Толкатели 78 и 79 электромагнитов 18 и 19 перемещаются в осевом направлении под воздействием якорей 80 или 81 (фиг.15) электромагнитов 18 или 19 при их включении или под воздействием пружинных механизмов 82 или 83 возврата якорей 80 или 81 в исходное положение при отключенных электромагнитах 18 или 19.

Двухкаскадный многосекционный гидравлический распределитель с электрическим управлением работает следующим образом.

При нейтральном положении распределительных золотников 17 и золотников 47 управления всех рабочих секций 2 канал 6 управления сообщает командную полость клапана разгрузки напорно-переливной секции (не показано) с каналом 5 слива, в результате чего клапан разгрузки открыт и сообщает канал 4 напора с каналом 5 слива. Боковые канавки 12 и 14 в стенке 11 нижней расточки 9 в корпусе 3 связаны между собой посредством радиальных отверстий 39 и 40 и сквозных каналов 41 в теле распределительного золотника 17. Давление рабочей жидкости в боковых канавках 12 и 14, а также в командных полостях 28 и 29, полостях 74 и 75 низкого давления и в полостях 72 и 73 высокого давления равны давлению слива при работе насоса в режиме разгрузки, так как они связаны посредством соединительных каналов 30 и 31, командных полостей 28 и 29, глухого осевого канала 32, рядов радиальных отверстий 33 и 34 командного поршня 27 и канавки в верхней расточке 10 корпуса 3 с каналом 5 слива. В этом нейтральном положении распределительного золотника 17 и золотника 47 управления рабочая жидкость перекачивается через напорно-переливную секцию в сливной бак гидросистемы, т.е. насос работает в режиме разгрузки.

При включении одного из толкающих электромагнитов, например левого 18 (фиг.12, пол.1), его якорь 80 (фиг. 15) перемещает вправо тол катель 78, левый толкатель 76 с винтовой канавкой-по осевому каналу 68 седла 70, золотник 47 управления с наконечниками 58 и 59 - по сквозному осевому каналу 46 в распределительном

золотнике 17, правый толкатель 77 с винтовой канавкой - по осевому каналу 69 седла 71, толкатель 79, якорь 81 правого электромагнита 19-до приведения в герме- 5 тичный контакт конической поверхности 61 правого наконечника 59 с внутренней поверхностью осевого канала 69 правого седла 71. При этом пружинные механизмы 65 золотника 47 управления и 83 электромаг0 нита 19 сжимаются. Левая напорная канавка 49 золотника 47 управления приходит в контакт с дополнительным каналом 44 напора, образуя дополнительную полость 52 напора. Одновременно радиальный ка5 нал 45 в распределительном золотнике 17, являющийся продолжением канала 6 управления, перекрывается наружной поверхностью 48 золотника 47 управления, вследствие чего клапан разгрузки напорно0 переливной секции (не показано) перекрывает связь канала 4 напора с каналом 5 слива. В канал 4 напора начинает поступать рабочая жидкость под высоким давлением. Далее из канала 4 .напора из напорной ка5 навки 38 распределительного золотника 17 и из дополнительного канала 44 напора рабочая жидкость поступает в дополнительную напорную полость 52, откуда она по отверстию 56, правому каналу 55 золотника

0 47 управления, осевому каналу 63 в наконечнике 59 полости, образованной между внутренней поверхностью осевого канала 69 в седле 71 и винтовой канавкой в толкателе 77 поступает в полость 73 высокого .

5 давления. Поскольку сила, действующая на якорь 80 электромагнита 18, больше силы напора рабочей жидкости в осевом канале 69 седла 71, разъединения конической поверхности 61 наконечника 59 с внутренней

0 поверхностью осевого канала 69 в седле 71 не произойдет. После наполнения полости 73 высокого давления рабочей жидкостью под высоким давлением произойдет перемещение распределительного золотника

5 17 вместе с седлами 70 и 71, толкателем 77 с винтовой канавкой, золотником 47 управления с наконечниками 58 и 59,толкателем 76 с винтовой канавкой в крайнее левое положение, а толкатель 78 и якорь 81 левого

0 электромагнита 18 встанут в свое исходное положение (фиг. 13, положения 2). Это произойдет, потому что давление рабочей жидкости, действующее на распределительный золотник 17 со стороны полости 73 высокого

5 давления значительно превышает сумму усилий пружинного механизма 66 распределительного золотника 17 и якоря 80, включенного левого электромагнита 18. При этом пружинный механизм 66 возврата в нейтральное положение распределительного

золотника 17 сожмется. Одновременно сработает правый пружинный механизм 83 электромагнита 19, который установит якорь 81 и толкатель 79 в свое исходное положение, Имеющаяся рабочая жидкость в полости 72 высокого давления вытеснится через полость, находящуюся между внутренней поверхностью осевого канала 68 в седле 70 и винтовой канавкой на наружной поверхности толкателя 76, в полость 74 низкого давления и далее по сквозным каналам 41 и радиальным отверстиям 40 уйдет на слив. Одновременно радиальные отверстия 39 в распределительном золотнике 17 перекрываются стенкой 11 осевой расточки 9 в корпусе 3, в результате чего боковые канавки 12 и 14 разобщаются. Боковая канавка 12 посредством напорной канавки 38 распределительного золотника 17 сообщается с каналом 4 напора и посредством соединительного канала 30 - с командной полостью 28. В результате чего под давлением рабочей жидкости командный поршень 27 гидрозамка 22 перемещается вправо. Одновременно с перемещением командного поршня 27 под давлением рабочей жидкости в командной полости 28 открывается з апорный клапан 23 и рабочая жидкость поступает к потребителю, а от потребителя - через запорный клапан 24, который открывается командным поршнем 27 при его перемещении слева направо, командную полость 29, ряд радиальных отверстий 34, глухой осевой канал 32, ряд радиальных отверстий 33, канавку 21 поступает в канал 5 слива. Возможные утечки рабочей жидкости из боковой канавки 12, канала 6 управления и зазоров между внутренней поверхностью сквозного осевого канала 46 в распределительном золотнике 17 и наружной поверхностью 48 золотника 47 управления, находящихся под высоким давлением, попадают из полостей 72 и 73 высокого давления в полости 74 и 75 низкого давления, откуда сквозными каналами 41 в теле распределительного золотника 17 радиальными отверстиями 40 в распределительном золотнике 17 отводятся через боковую канавку 14, соединительный канал 31, командную полость 29, ряд радиальных отверстий 34, глухой осевой канал 32, ряд радиальных отверстий 33, канавку 21 в сливной канал 5. В остальных неработающих рабочих секциях 2, где распределительный золотник 17 и золотник 47 управления находятся в нейтральном положении, повышение давления в канале 4 напора и дополнительном канале 44 напора не вызовет произвольных срабатываний золотника 47 управления или распределительного

золотника 17, так как возможные утечки рабочей жидкости из зазоров между стенкой 11 осевых расточек 9 в корпусе 3 и наружной поверхностью 37 распределительного золотника 17 попадают в полости 72 и 73 высокого давления,откуда по осевым каналам 68 и 69 в седлах 70 и 71 - в полости 74 и 75 низкого давления и далее по сквозным каналам 41, радиальными отверстиями 39 и 40

в распределительном золотнике 17 отводятся на слив, а из зазоров между внутренней поверхностью сквозного .осевого канала 46 распределительного золотника 17 и наружной поверхностью 48 золотника 47 управления возможные утечки рабочей жидкости также попадают в полости 74 и 75 низкого давления, откуда через сквозные каналы 41, радиальные отверстия 39 и 40 в распределительном золотнике 17 также отводятся на

слив через соединительные каналы 30 и 31, командные полости 28 и ряды радиальных отверстий 33 и 34, глухой осевой канал 32 в командном поршне 27, канавку 21 в стенке 20, расточки 10 в канал 5 слива. Указанные

отводы возможных утечек рабочей жидкости из зазоров сопряжений; корпус 3 - распределительный золотник 17 и распределительный золотник 17 - золотник 47 управления гарантируют надежность работы предлагаемого распределителя от самопроизвольных включений в процессе работы .

После срабатывания рабочего органа, связанного с данной рабочей секцией 2,

производится отключение левого электрет магнита 18 (фиг. 14, пол.З) от сети. При этом срабатывает пружинный механизм 65 возврата в нейтральное положение золотника 47 управления, который находился в сжатом состоянии. Вследствие чего золотник 47

управления вместе с наконечниками 58 и 59,

толкателем 76 возвращаются в нейтральное

. положение. Это перемещение произойдет

беспрепятственно, так как давление в полостях 74 и 75 низкого давления одинаковое, поскольку они связаны между собой сквозными каналами 41 в распределительном золотнике 17. Толкатель 76 с винтовой канавкой, давящий на толкатель 78, переме0 стит его вместе с якорем 80 в крайнее левое положение. Пружинный механизм 82 левого электромагнита 1,8 при этом сжимается. Поскольку золотник 47 управления занял свое нейтральное положение относительно рас5 пределительного золотника 17 (фиг.14, пол.З), то заняла свое положение и канавка 51 управления на золотнике 47 управления по отношению к продолжению радиального канала 46, выполненном в распределительном золотнике 17. Таким образом, канал 6

управления оказывается полностью открытым и связанным через заднюю крышку (не показано) с каналом 5 слива. Далее срабатывает клапан разрузки напорно-перелив- ной секции (не показано), возобновляется связь канала 4 напора с каналом 5 слива. Насос опять начинает работать в разгрузочном режиме. Давление по всей гидросистеме падает до уровня давления слива в напорно-переливной секции. Поскольку давление в системе понизилось, то срабатывает пружинный механизм 66 возврата в нейтральное положение распределительного золотника 17. Распределительный золотник 17 совместно с седлами 70 и 71, золотником 47 управления с наконечниками 58 и 59 возвращается в свое нейтральное положение (фиг. 11). При этом рабочая жидкость, имеющаяся в полости 73 высокого давления через осевой канал 69 в седле 71 вытесняется в полость 75 низкого давления, а оттуда по сквозным каналам 41 и радиальным отверстиям 39 и 40 отводится на слив. Одновременно с пружинным механизмом 66 возврата в нейтральное положение распределительного золотника 17 срабатывает пружинный механизм 82 электромагнита 18. При этом якорь 80 толкателя 78 и 76 также устанавливаются в свое исходное положение. Этим завершается полный рабочий цикл рабочей секции распределителя при включении электромагнита 18. При включении электромагнита 19 работа распределителя осуществляется аналогичным образом.

Таким образом, благодаря размещению золотника 47 управления в теле распре- делительного золотника 17, созданию дополнительной напорной магистрали, состоящей из дополнительного канала 44 напора, дополнительных напорных полостей 52 и 53, отверстий 56 и 57 в каналах 54 и 55 в золотнике 47 управления, созданию дополнительной сливной магистрали, состоящей из сквозных каналов 41 и радиальных отверстий 39 и 40 в теле распределительного золотника 17, созданию герметичных соединений между коническими поверхностями 60 и 61 наконечников 58 и 59 с внутренними поверхностями осевых каналов 68 и 69 в седлах 70 и 71, созданию дополнительных полостей 72 и 73 высокого давления и полостей 75 и 74 низкого давления при сохранении передней напорно-переливной секции и канала 6 управления повышается уровень автоматизации управления и надежность работы, уменьшаются масса и габариты, а также расход рабочей жидкости распределителя.

Формула изобретения 1. Двухкаскадный многосекционный гидравлический распределитель с электрическим управлением, содержащий 5 скрепленные стяжными болтами напорно- переливную секцию с клапаном разгрузки и заднюю крышку, между которыми размещены рабочие секции, каждая из которых имеет корпус с двумя расточками, в верхней из

0 которых размещен гидрозамок с двумя запорными клапанами по концам и командным поршнем, имеющим глухой осевой канал с двумя рядами радиальных отверстий, выполненных с отрицательными пере5 крытиями относительно канавки, связанной с каналом слива, и размещенным между запорными клапанами с образованием ко мандных полостей, а в нижней расточке, сообщенной с каналами напора и управле0 ния и выполненной с тремя канавками, средняя из которых связана с каналом напора, размещен с возможностью осевого перемещения распределительный золотник, имеющий напорную канавку, .сооб5 щенную с боковыми канавками в нижней расточке при крайних положениях распределительного золотника, при этом на концах нижней расточки установлены электромагниты, отличающийся тем,

0 что, с целью повышения уровня автоматизации управления, надежности работы, уменьшения массы и габаритов распределителя, он снабжен золотником управления, размещенным соосно внутри распредели-.

5 тельного золотника, снабженным наконечниками с конической поверхностью и осевыми каналами, на наружной поверхности золотника управления выполнены левая и правая напорные канавки, образующие

0 дополнительные напорные полости и канавки управления, в напорной канавке распределительного золотника выполнен дополнительный канал напора, сообщающийся с одной из напорных канавок при

5 крайних положениях золотника управления, а канавка управления расположена с возможностью сообщения с каналом управления распределителя при нейтральном положении золотника управления и с воз0 можностью перекрытия ее золотником управления при крайних его положениях, при этом в золотнике управления выполнены левый и правый каналы, расположенные параллельно оси золотника управления,левый

5 канал связан через отверстие с правой напорной канавкой, а правый канал связан через отверстие с левой напорной канавкой, в стенке нижней расточки корпуса рабочей секции выполнены гнезда, а в распределительном золотнике перепендикулярно оси

выполнены два соосных радиальных канала, сообщенные с указанными гнездами, и концевые расточки, в торцовых стенках которых выполнены сквозные каналы, соединенные при помощи радиальных отверстий с наружной поверхностью распределительного золотника с боковыми канавками, выполненными в нижней расточке корпуса рабочей секции, при нейтральном положении распределительного золотника,кроме того, в концевых расточках распределительного „золотника закреплены седла с осевыми каналами, в которых размещены толкатели с винтовыми канавками на наружной поверхности, причем золотник управления расположен в распределительном золотнике с возможностью взаимодействия своими наконечниками с толкателями и с возможностью образования герметичного соединения осевых каналов седел с осевыми каналами наконечников при взаимодействии с седлами в крайних положениях золотника управления, причем между седлами, концевыми расточками распределительного золотника и наконечниками золотника .управления размещены пружинные механизмы возврата золотника управления в нейтральное положение и образованы полости низкого

давления, а между седлами и электромагнитами размещены пружинные механизмы возврата распределительного золотника в нейтральное положение и образованы полости высокого давления.

2. Распределитель по п. 1, о т л и ч a tout и и с я тем, что на наружной поверхности распределительного золотника выполнен паз, а в корпусе рабочей секции установлен винт, постоянно взаимодействующий с указанным пазом.

СО

т г- ю г- ю

61

ЈЈ Sfr

t/ 7

:гЦ -4J XTTil Xj

1№

«H-I-J

f f

tmi-A

9г

a

Ј5

Csi «4J

s

А-А

5-6

Изобретение относится к объемному гидроприводу и может быть использовано, например, в гидросистемах сельскохозяйственных, строительных и дорожных машин. Целью изобретения является повышение уровня автоматизации управления, надежности работы, уменьшение массы и габаритов распределителя, а также расхода рабочей жидкости. Распределитель содержит ряд секций, скрепленных между собой, каждая из которых имеет корпус с нижней и верхней расточками. В верхней расточке размещены гидрозамок с двумя запорными клапанами и командный поршень. В нижней расточке размещен распределительный золотник, а в нем - золотник управления. На обоих концах нижней расточки расположены толкающие электромагниты, которые прикреплены к корпусу. Поочередной подачей напряжения на электромагниты производится смещение золотника управления и распределительное золотника, благодаря чему осуществляется распределение рабочей жидкости по рабочим органам через запорные клапаны. Данное техническое решение позволяет повысить уровень автоматизации управление и надежность работы, уменьшить массу и габариты, а также расход жидкости распределителя. 1 з.п. ф-лы, 15 ил.

Фиг. 5

&U2.6

д-д

Фигл

ж-ж

37 ЯЬБЬВ 50 Ш 51 171576 45475 J 65 77 79

W

18 18 76 168162 60581W 12 3813 % 51458 1643 59 63 6173 75 7159 61 19 10 ll 2VUZ9

Ј-Ј

Фиг.8

ъ

W

75 7159 6

Фиг.ю

68 70 76 58 47 44 43

18

ГП I /77TTT

56 12 54 74 12 52 /4 4«S 77 45 597165736169

Фиг. 12

и-и

Фиг.11

К-Клол 1

19

81,80 ВЩ

Фиг. 15