Автомат разгрузки насоса Советский патент 1991 года по МПК F15B11/00 

жиной 39 регулирования нижнего предела настройки автомата. Полость 44 посредством канала 47 сообщена с каналом 2 подвода рабочей жидкости от насоса. Полость 48 соединена каналом 51 связи с каналом 3 отвода рабочей жидкости в гидросистему. Полость 41 сообщена с каналом 5 слива. Площадь поперечного сечения промежуточного толкателя 37 больше разности площадей поперечных селений поршня-толкателя 36 и седла сертзоклапана 22 и больше площади поперечного сечения дополнительного толкателя 38. На на- правляюшем хвостовике 24 сервокла

5

пана 22 выполнены лыски для при/.ода рабочей жидкости, проточка и поясок 28. Площадь проходного сечения щели, образованной лысками и расточкой 20, больше проходного сечения щели, образованной другими лысками и расточкой 20. За счет возможности плавного регулирования нижнего предела настройки автомата расширяются функциональные возможности автомата разгрузки и, кроме того5 данная конструкция повышает его надежность и устойчивость в работе. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретен приводу горных использовано в механизированн ческой разгруз ретения - повы ширение функци путем регулиро настройки. Пос пану 22 со сто хвостовика 24 ные поршегь-то ный толкатеть катель 38, вза 34 23 2 22 20 212428511 41 36 М 37 4S По35од цЈ 1

Изобретение относится к гидроприводу горных машин и может быть использовано в насосных станциях механизированных крепей для автоматической разгрузки насосов. Цель изобретения - повышение надежности, расширение функциональных возможностей путем регулирования нижнего предела настройки. Последовательно сервокла- пану 22 со стороны направляющего хвостовика 24 установлены уплотнитель- ные поршегь-толкатель 36, промежуточный толкатеть 37 и дополнительный толкатель 38, взаимоденствуюшин с пруоэ 00 го о 4 w

Изобретение относится к гидроприводу горных машин и может быть использовано в насосных станциях механизированных крепей для автоматическо разгрузки насосов.

Цель изобретения - повышение надежности автомата разгрузки и расширение функциональных возможностей за счет обеспечения peiутирования нижнего предела настройки.

На фиг о 1 изображен автомат разгрузки насоса, разрез; на фиг. 2 - узел сервоклапана с толкателем; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг.2| на

л сечение Б-Б на фиг. 2.

фш

Автомат разгрузки насоса содержит корпус 1, в котором выполнены канал 2 подвода рабочей жидкости от насоса (не показан), 3 отвода рабочей жидкости в гидросистему механизированной крепи (не показана), каналы 4 и 5 слива. В расточке 6 корпуса 1 установлен обратный клапан 7, а в расточке 8 - клапан 9 разгрузки, выполненный в форме дифференциального поршня. Клапан 9 разгрузки имеет уплотненную часть 10 большего диаметра,, которая образует с расточкой 3 корпуса 1 полость 11 управления, и часть 12 меньшего диаметра, на которой выполнены осевые пазы 13. Клапан 9 разгрузки со стороны торца части 1 меньшего диаметра расположен в сливной полости 14, которая соединена с каналом 4 слива. Сливная полость 14 отделена уплотнением 15 манжетного типа от полости 16, образованной расточкой 8 и частью 12 меньшего диаметра клапана 9 разгрузки и соеди

5

0

5

0

5

0

5

ненной каналом 17 связи с каналом 2 подвода рабочей жидкости от насоса,

Кроме того, полость 16 каналом 18 связи через обратный клапан 7 соединена с каналом 3 отвода рабочей жидкости в гидросистему. Полость 11 управления клапана 9 разгрузки соединена каналом 19с расточкой 20 в уплотненной втулке 21, в которой установлен сервоклапан 22 г. возможностью возвратно-поступательного перемещения, Сервоклапан 22 содержит запорный элемент 23 и направляющий хвостовик 24, на котором выполнены лыски 25 и 26 для прохода рабочей жидкости и проточка 27. На конце хвостовика 24 выполнен поясок 28, который в одном из крайних положений сервоклапана 22 (левом) размещен в расточке 20s а в другом (правом) вне ее.

Площадь FJ проходного сечения щели 299 образованной лысками 25 и расточкой 20,, больше плогаади F проходного сечения щели 30, образованной лысками 26 и расточкой 20,

Запорный элемент 23 поджат к седлу 31, выполненному в уплотненной втулке 21, регулировочной пружиной 32 через упор 33. Подвод рабочей жидкости к запорному элементу 23 от канала 2 подвода рабочей жидкости осуществляется через отверстия 3us выполненные во втулке 35, в которой расположена регулирочная пружина 32,

Последовательно сервоклапану 22 со стороны направляйтего хвостогика 24 установлены толкатель, выполненный в виде уплотненного поршня-толкатепя 36 и промежуточного толкаГРЛЯ 37, и

516

дополнительный толкатель 38, взаимодействующий с пружиной 39 регулирования нижнего предела настройки автомата, которая расположена во втулке 40. Полость 41, в которой размещены тор- цы 42 и 43 соответственно направляющего хвостовика 24 и поршня-толкателя 36, сообщена с каналом 5 слива.

Полость 44, в которой размещены торцы 45 и 46 соответственно поршня- толкателя 36 и промежуточного толкателя 37, посредством канала 47 сообщена с каналом 2 подвода рабочей жидкости от насоса. Полость 43, в которой расположены торцы 49 и 50 соответственно промежуточного толкателя 37 и дополнительного толкателя 38, соединена каналом 51 связи через проточку 6 с каналом 3 отвода рабочей жидкости в гидросистему, на выходе которого установлен гидропневмоакку- мулятор 52.

Автомат разгрузки насоса работает следующим образом.

При подаче рабочей жидкости от насоса в канал 2 подвода она через канал 17 связи, полость 16, канал 18 связи и обратный клапан 7 поступает в гидросистему механизированной крепи и через канал 51 связи в лость 48. При этом сервоклапан 22 находится в крайнем правом положении (по чертежу), а клапан 9 разгрузки - в крайнем нижнем положении.

При повышении давления рабочей жидкости в гидросистеме возрастает усилие, действующее со стороны порга- ня-толкателя 37 через сервоклапан 22 и упор 33 на регулировочную пружину 32, а усилие от пружины 39 при этом уменьшается вследствие воздействия давления на дополнительный толкатель 38, усилие от которого направлено з противоположную сторону от направления усилия пружины 39. Промежуточный толкатель 37 в этот момент усилий не создает, поскольку с обеих его сторон действует практически одинаковое давление.

Баланс сил в момент времени, предшествующий момент переключения автомата разгрузки, следуюг ий:

1(,M+Ii-P,M;

где Т - усилие регулировочной пружины 32;

(1)

5

0

Тg, - усилие пружины 39 регулирования нижнего предела настройки автомата; текущее значение давления в гидросистеме; диаметр седла 31 запорного элемента 23 сервоклапгна 22, практически равный диаметру расточки 20, в которой установлен сервоклапан 22; диаметр поршня-толкателя 36; d - диаметр дополнительного толкателя 38.

Величина давления, при которой происходит перемещение серноклапана 22, определяется из выражения

(2}

Р. d. р

ТА

L(,2-.2 Л kU2- Q

5

0

где Р. - давление рабочей жидкости,

соответствующее верхнему ппе- делу настройки автомата разгрузки.

,

При этом величина ( ™ не ока

зывает влияния на верхний предел срабатывания автомата, поскольку результирующее усилие направлено в сторону, противоположную от направления усилия, создаваемого давлением на поршне-толкателе Зь, либо равно нулю (т.е.,

гЛНте.

При перемещении сервоклапана 22 влево (по чертежу) запорный элемент 23 отходит от седла 31, соединяя при этом канал 2 подвода рабочей жидкости от нясоса через зазор, образованный седлом 31 и запорным элементом 23, через щели 29, с бразованные лисками 25 и расточкой 20, через проточку 27, через канал 19 связи с полостью 11 управления клапана 9 разгрузки. При этом поясок 28 направляющего хвостовика 24 входит в расточку 20, перекрывая тем самым доступ рабочей жидкости в полость 41, которая соединена со сливом каналом 5.

Вследствие разности плоцадей клапана 9 разгрузки, на которые действует давление со стороны полости 11 управления и со стороны полости 16, кла55 пан разгрузки перемещается в крайнее (по чертежу) верхнее положение, соединяя между собой полость 16 и сливную полость 14 через осевые пазы 13.

7

Таким обратом, канал 2 подводя рбочей жидкости соединяется с кана- лом 4 слива через канал 17, осевые пазы 13 и полость 14 слива. При этом насос работает на слив, а давление в гидросистеме механизированной крепи поддерживается гидропневмоаккуму лятором 52.

Сервоклапан 22 удерживается в крайнем певом положении с помощью п межуточного толкателя 37, на торец 49 которого со стороны полости 48 действует давление жидкости из гидросистемы крепи. Обратный клапан 7 при этом закрыт.

Баланс сил при этом выглядит следующим образом

т Р 111 + т -Р М(

х г 4 г 4

4 2. -г 4

где Р - давление, соответствующее нижнему пределу настройки автомата;

сЦ - диаметр промежуточного толкателя 37.

Из выражения (3) значение величины давления нижнего предела настрой автомата разгрузки равно

р -„liJl.-(Л

г & Т Ч 4 U

Ввиду Toi-o, tj го усилие регулировочной пружины 12 задается постоянн в процессе эхсгш чтации автомата ра грузки, из выражения (4) вытекает, что величину давления нижнего преде настройки автомата разгрузки можно изменять (если это позволяет сделат гидросистема), меняя усилие затяжки Те. пружины 39 регулирования нижнего предела настройки автоматаk не меня при этом толкатели на другие типоразмеры.

Определим соотношения диаметральных размеров поршня-толкателя 36, седла 31 сервоклапана 22, промежуто ного толкателя 37 и дополнительного толкателя 38s необходимые для обеспечения работоспособности автомата разгрузки насоса.

Рассмотрим выражения (1) и (3) при условии, что усилие пружишд 39 выбрано меньше усилия, действующего со стороны дополнительного толкателя 38 при давлении нижнего предела настройки автомата. Из выражения (1

fal-i Mi

д 4

т +PI , s.- & Ч 1 /, м /,

(5

Ич выражения (3):

Г -В, 1

Ч Ъ 4

(6)

O

Преобразовав выражения (5) и (.6) относительно Р| и Р2, определяют их соотношение

(7)

р

Р d -dV

Из полученного выражения (7) видно, то для того, чтобы РЈ - давление нижнего предела настройки автомата было меньик1 давления Р s соответст- вуюь его верхнему пределу настройки, необходимо условие

15

dj i 2-d5,

(8)

т.е. плошадь поперечного сечения промежуточного толкателя 37 должна быть больше разности площади поперечного сечения поршня-толкателя 36 и площади поперечного сечения седла 31 сервоклапана 22,

Рассмотрим также выражение (4), преобразуя его следующим образом:

TL-rrz

W

30

35 ;

Ь5

50

где ТГ--Т 70 (иначе серноклапан 22 будет постоянно находиться в крайнем левом положении),

Из выражения (9) видно что площадь поперечного сечения дополнительного толкателя 38 должна быть меньше площади поперечного сечения промежуточного толкателя 37.

При понижении давления в гидросистеме ниже величины нижнего предела настройки автомата сервоклапан 22 под действием усилия со стороны 32 перемещается в крайнее правое положение, запорный элемент 23 при этом садится на седло 31.

Полость 11 управления через канал 19, проточку 27 и щель 30S образованную лыскамл 26 и расточкой 20, соеди- 45 няется с полостью 41, которая соединена с каналом 5 слива, Поскольку осевые пазы (3 в клапане 9 разгрузки создают некоторый перепад давления на уплотнении 15, то давление в полости 16 больше давления в полости 11 управления, соединенной с каналом 5 слива. Следовательно, под действием перепада давлений клапан 9 разгрузки перемещается в крайнее нижнее положение, а насос вновь начинает нагнетать рабочую жидкость в гидросистему механизированной крепи.

Рассмотрим также режим ргботы автомата разгрузки з момент времени,

когда сервоклапан 2 находится в промежуточном положении, т.е. когда запорный элемент 23 уже отошел от седла 31, а поясок 28 на хвостовике 24 еще не вошел в расточку 20,

В случае равенства шелеч 29 и 30, образованных рас точкой 20 и лысками 25 и 26, рабочая жидкость из канала подвода рабочей жидкости от насоса перетекает на слив через канал 5 слива. Перемещения клапана 9 разгрузки при этом не происходит, поскольку давление в полости 11 управления меньше давления в полости 160 При этом происходит интенсивный износ седла 31 и сервоклапана 22, который находится под полным перепадом давления .

Чтобы избежать описанного эффек- ,та, площадь Fp цели 30, образованной расточкой 20 и лыской 26, делается меньше, чем площадь F щели 29, образованной расточкой 20 и лыской 25, Таким образом достигается повышение давления рабочей жидкости на входе в полость 11 управления, а следовательно, повышается надежность предлагаемого автомата.

Применение преалягаемого автома- та разгрузки насоса целесообразно в гидросистемах, позволяющих изменять диапазон регулирования давления без изменения максимачьного значения давления, соответствующего верхнему пределу настройки автомата, посколь ку отсутствует необходимость замены поршней-толкателей на другие типоразмеры, т.е. за счет возможности

кого регулирования нижнего предела настройки автомата расширяются функциональные возможности предлагаемого автомате разгрузки и. кроме того, данная конструкция повышает его надежность и устойчивость в работе.

Формула изобретения

1, Автомат разгр/зкп насоса, преимущественно для гидропривода механизированных крепей, содержащий корпус с каналами отвода, подвода и слива рабочей жидкости, обратный клапан, втулку с седлом, размещенную в кор- пусе,серзоклапан, установленный в расточке втулки и имеющий запорный элемент, взаимодействующий с седлом

10

2 , 5

, 25

-jg 35

40

45

50

5

втулки, кпапан разгрузки с нием манжетного типа, выполненный в форме дифференциального поршня, полость управления которого через чсервоклапан соединена с каналом слк- ва, регулировочную пружину, устаног-- ленную с возможностью вэаимодеГк1 с сервоклапаном, уплотненный толкатель, установленный последователькг, сервоклапану, о т л и ч а ю ;ц и м с я тем, что, с тделью повышения надежности и расширения функциональные: возможностей путем регулирования лзгчне- гс предела настройки, он снабжен пружиной регулирования нижнего предела настройки и дополнительным толкателем, одним торцом взаимодействующим с уплотненным толкателем, а другим торцом - с пружиной регулирования нижнего предела настройки автомата, уплотненный толкатель выполнен в виде контактирующих между собой промежуточного толкателя и поршня-толкателя, причем полость, в которой расположены торцы дополнительного и промежуточного топкатечоч, соединена с .пом отвода раОочан л :у1-Д ог-ти, полость, Б КОТОРОЙ р ч ПОЛ ЖЬ. Topilbl

промежуточного точкателя и поршня- толкателя, сообщена с калапом подвода рабочей .ICJVJMICTH, л ногмсть, в которой расположены тсрщ: пошьня-толкг - телл и сервоклапяча, соос:,тна с каналом слива, -при этом площадь попереч- ного сечения промехуто пого толкателя больше разност и плпща ; поперечных сечений поршня-толкателя к сидла сервоклапана и больше ;:логпди поперечного сечения дополчнтепьного тол- каталя .

A . 5 25 27 | 22 26 faM

21 18/ 5 xwte 18 0

А б ш llт... л

т.2

25 Фиг.З

50

... л

т.2

Lit. Ц