Автомат разгрузки насоса Советский патент 1991 года по МПК F15B11/10 

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

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей автомата разгрузки путем автоматического регулирования диапазона настройки автомата в зависимости от величины расхода рабочей жидкости в гидросистеме механизированной крепи, а также путем автоматического переключения насоса на слив при повреждении магистралей гидросистемы.

На чертеже изображен автомат разгрузки насоса, продольный разрез.

Автомат разгрузки насоса содержит корпус 1, в котором выполнены канал 2 подвода рабочей жидкости от насоса (не показан), канал 3 отвода рабочей жидкости в гидросистему (не показана) и канал 4 слива.

8корпусе 1 выполнена расточка 5, в которой установлен неподпружиненный клапан 6 разгрузки, выполненный в форме дифференциального поршня с уплотненной частью 7 большего диаметра, образующей с расточкой 5 полость 8 управления. На части

9меньшего диаметра выполнены осевые пазы 10. Торец части 9 клапана 6 разгрузки расположен в сливной полости 11, которая соединена с каналом 4 слива и отделена от полости 12, образованной расточкой 5 и частью 9 клапана 6 разгрузки, в которой расположены осевые пазы 10, уплотнением 13 манжетного типа. В корпусе 1 выполнена также проточка 14, соединенная с каналом 2 подвода рабочей жидкости от насоса, в которой установлен обратный клапан 15.

Управление клапаном 6 разгрузки осуществляется системой сервопривода, выполненного в виде двух запорных элементов 16 и 17, седла 18 и 19 которых выполнены в уплотнительной втулке 20, в расточке 21 которой расположен толкатель 22. Один из запорных элементов 16 расположен в полости 23, соединенной каналом 24 с каналом 2 подвода рабочей жидкости от насоса и каналом 25 с полостью 12, и поджат к седлу 18 пружиной 26 через упор 27. Расточка 21 соединена каналом 28 с полостью 8 управления.

Последовательно запорному элементу 17, расположенному в полости 29, установлены поршень-толкатель 30, промежуточный толкатель 31 и уплотнительный упор 32, имеющий дроссельные отверстия 33 и поджатый дополнительной пружиной 34.

Полость 35, в которой расположены торцы 36 и 37 соответственно поршня-толкателя 30 и промежуточного толкателя 31, соединена каналом 38 и каналом 24 с каналом 2 подвода рабочей жидкости от насоса.

Канал 2 подвода рабочей жидкости через обратный клапан 15 каналом 39 соединен с пневмогидроаккумулятором 40 и через распределительное устройство 41 с полостью 42, в которой размещена дополнительная пружина 34, и полостью 43, в которой размещены торцы 44 и 45 соответственно промежуточного толкателя 31 и упора 32. Полости 42 и 43 соединены также через распределительное устройство 46 с каналом 3 отвода рабочей жидкости в гидросистему.«

Кроме того, автомат разгрузки снабжен поршнем 47 и контактирующим с ним вспомогательным толкателем 48, выполненным в форме дифференциального поршня. При

этом поршневая полость 49 вспомогательного толкателя 48 соединена с полостью 12, в которой размещена часть 9 клапана 6 разгрузки, а штоковая полость 50 вспомогательного толкателя 48 сообщена с каналом

04 слива и с полостью 29, в которой размещен запорный элемент 17 и торец 51 поршня- толкателя 30, причем в одном из крайних положений вспомогательного толкателя 48 (на чертеже в крайнем левом положении)

5 полость 29 сообщена через штоковую полость 50 с каналом 4 слива, а в другом (крайнем правом положении) через поршневую полость 49 полость 29 сообщена с полостью 12. Полость 52 управления поршня 47 сооб0 щена с каналом 3 отвода рабочей жидкости в гидросистему.

Автомат разгрузки работает следующим образом.

При подаче рабочей жидкости от насоса

5 в канал 2 подвода она через обратный клапан 15 поступает к распределительному устройству 41 и в пневмогидроаккумулятор40. В зависимости от положения распределительного устройства 41 рабочая жидкость

0 поступает либо в полость 43, либо в полость 42, которые сообщены между собой дроссельными отверстиями 33 в упоре 32. От одной из этих полостей 42 или 43, в зависимости от положения другого распредели5 тельного устройства 46, рабочая жидкость поступает в гидросистему через канал 3 отвода. Поскольку давление в канале 2 подвода несколько больше, чем в канале 3 отвода, за счет дросселирования потока через дрос0 сельные отверстия 33, то для удержания поршня 47 в крайнем левом (по чертежу) положении площадь его поперечного сечения должна быть больше площади поперечного сечения вспомогательного толкателя

5 48.

Поскольку вспомогательный толкатель 48 удерживается поршнем 47 в крайнем левом положении, полость 29 сообщена с каналом 4 слива. Так как полость 8 управления

0 клапана 6 разгрузки сообщена с полостью 29 по каналу 28 и зазором, образованным расточкой 21 и толкателем 22, то клапан 6 разгрузки под действием давления со стороны полости 12 удерживается в крайнем ниж5 нем (по чертежу) положении.

При повышении давления рабочей жидкости в гидросистеме начинает расти и усилие, действующее со стороны рабочей жидкости на торец 36 поршня-толкателя 30, которому противодействует усилие со стороны пружины 26. и усилие, действующее на запорный элемент 16 со стороны рабочей жидкости.

Величина усилия, передаваемая упором 32 через промежуточный толкатель 31 на поршень-толкатель 30, складывается из усилия дополнительной пружины 34 и усилия, вызванного перепадом давления в полостях 42 и 43 при прохождении потока рабочей жидкости через дроссельные отверстия 33.

В зависимости от направления потока рабочей жидкости между полостями 42 и 43, задаваемого положением распределительных устройств 41 и 46, усилие от перепада давления на дроссельных отверстиях 33 направлено либо в сторону, совпадающую с направлением усилия дополнительной пружины 34, либо в противоположную сторону.

Кроме того, величина усилия от перепада давления изменяется в зависимости от величины расхода рабочей жидкости через дроссельные отверстия 33, а следовательно, изменяется и суммирующее усилие, передаваемое от упора 32 на поршень-толкатель 30.

Величина усилия пружины 26, определяющая верхний предел настройки автомата разгрузки, устанавливается с учетом усилия от дополнительной пружины 34, когда распределительные устройства 41 и 46 расположены так, что полость 43 (или полость 42) сообщена с каналом 2 подвода через обратный клапан 15 и каналом 3 отвода рабочей жидкости в гидросистему, т.е. когда отсутствует расход рабочей жидкости через дроссельные отверстия 33. При изменении положения распределительных устройств 41 и 46, создающих расход рабочей жидкости через дроссельные отверстия 33 в упоре 32, происходит изменение верхнего предела настройки автомата разгрузки (или его увеличение при направлении потока рабочей жидкости из полости 43 в полость 42. или его уменьшение при противоположном направлении потока). Кроме того, верхний предел настройки автомата изменяется и от величины расхода рабочей жидкости. Регулирование диапазона настройки можно также осуществить с помощью изменения усилия затяжки дополнительной пружины 34.

При достижении в гидросистеме давления, при котором величина суммарного усилия от поршня-толкателя 30 и упора 32 больше величины суммарного усилия пружины 26 и запорного элемента 16, происходит перемещение поршня-толкателя 30, промежуточного толкателя 31, упора 32 и запорного элемента 17, который садится на седло 19, разъединяя полость 8 управления

клапана 6 разгрузки и полость 29, связанную со сливом. Запорный элемент 16 толкателем 22 отжимается от седла 18, и происходит соединение полости 8 управле- 5 ния клапана 6 разгрузки с полостью 23. которая соединена с каналом 2 подвода рабочей жидкости от насоса. Давление в полостях 8 и 12 становится одинаковым, и вследствие разности площадей, на которые

0 оно действует, происходит перемещение клапана 6 разгрузки в крайнее верхнее (по чертежу) положение. При этом полость 12, а следовательно, и канал 2 подвода через пазы 10 на части 9 меньшего диаметра клапа5 на 6 разгрузки соединяется с полостью 11, которая соединена с каналом 4 слива, т.е. насос начинает работать на слив.

Запорный элемент 17 остается прижатым к седлу 19. так как давление рабочей

0 жидкости из гидросистемы воздействует на промежуточный толкатель 311 площадь поперечного сечения которого больше разности площадей поперечного сечения поршня-толкателя 30 и седла 18 запорного

5 элемента 16. По мере падения давления в гидросистеме вновь наступает момент, когда усилие пружины 26 преодолевает усилие со стороны промежуточного толкателя 31 и дополнительной пружины 34, в результате

0 чего происходит перемещение запорного элемента 16 до посадки в седло 18 толкателя 22, заполярного элемента 17, отжимающегося от седла 19, поршня-толкателя 30. промежуточного толкателя 31 и упора 32.

5 Полость 8 управления клапана 6 разгрузки вновь соединяется с полостью 29, которая соединена с каналом 4 слива. Поскольку величина давления в полости 12 несколько больше, чем давление в канале 4 слива, бла0 годаря прохождению потока рабочей жидкости через пазы 10, являющиеся местным сопротивлением, то клапан 6 разгрузки вновь перемещается в нижнее крайнее положение, разъединяя каналы подводами 2 и

5 слива 4, т.е. насос вновь начинает работать на гидросистему.

При повреждении магистрали нагнетания гидросистемы, выполненной, как правило, на базе резиновых рукавов высокого

0 давления, происходит резкое падение давления в канале 3 отвода рабочей жидкости и в полости 52. в результате чего происходит перемещение вспомогательного толкателя 48 и поршня 47 в крайнее правое положе5 ние. При этом полость 12 через полости 49 и 29 соединяется с полостью 8 управления клапана разгрузки. В результате этого давление в полостях 8 и 12 выравнивается, и клапан 6 разгрузки перемещается в крайнее верхнее положение, соединяя при этом канал 2 подвода с каналом 4 слива. Давление в канале 2 подвода всегда присутствует даже при нулевом давлении в гидросистеме, благодаря наличию местных сопротивлений в виде обратного клапана 15 с одной стороны и в виде пазов 10 на части 9 меньшего диаметра клапана 6 разгрузки с другой стороны.

Таким образом, при повреждении магистрали нагнетания гидросистемы насос переключается на работу на слив, исключая тем самым потери рабочей жидкости через поврежденный участок магистрали гидросистемы.

Данное техническое решение позволяет расширить функциональные возможности автомата разгрузки за счет автоматического регулирования диапазона его настройки в зависимости от величины расхода рабочей жидкости в гидросистеме, а также за счет автоматического переключения насоса на слив при повреждении магистралей гидросистемы.

Формула изобретения

1. Автомат разгрузки насоса преимущественно для гидропривода механизированных крепей, содержащий корпус с каналами подвода, отвода и слива рабочей жидкости, обратный клапан, размещенный в корпусе, клапан разгрузки, выполненный в форме дифференциального поршня с частями большего и меньшего диаметров и установленный в расточке корпуса с образованием полости управления, втулку, размещенную в корпусе и имеющую два седла с торцовых сторон, расточка которой соединена с полостью управления клапана разгрузки, толкатель, установленный в расточке втулки с возможностью взаимодействия с двумя запорными элементами, расположенными с противоположных торцовых сторон втулки, при этом первый запорный элемент поджат пружиной через упор к одному из седел втулки и расположен в полости, соединенной с каналом подвода рабочей жидкости, а второй запорный элемент отжат толкателем от другого седла втулки, дополнительный толкатель, взаимодействующий с вторым запорным элементом и установленный последовательно ему в корпусе с образованием со стороны второго запорного элемента полости, сообщенной с каналом слива, а с противоположной стороны - полости управления, сообщенной с каналом отвода рабочей жидкости в гидросистему, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем автоматического регулирования диапазона настройки автомата в зависимости от величины расхода рабочей жидкости в гидросистеме механизированной крепи, а также путем автоматического переключения насоса на слив при повреждении магистралей

гидросистемы, он снабжен двумя распределительными устройствами, расположенными в корпусе, дополнительной пружиной и уплотненным упором с дроссельными отверстиями, дополнительный толкатель

выполнен в виде последовательно установленных и взаимодействующих друг с другом промежуточного толкателя, контактирующего с уплотненным упором, и поршня-толкателя, при этом полость, в которой

размещены торцы поршня-толкателя и промежуточного толкателя, соединена с каналом подвода рабочей жидкости, полость, в которой размещена дополнительная пружина, и полость, в которой размещены взаимодействующие друг с другом торцы уплотненного упора и промежуточного толкателя, соединены через одно из распределительных устройств с пневмогидроакку- мулятором и через обратный клапан - с

каналом подвода рабочей жидкости, а через другое распределительное устройство с - каналом отвода рабочей жидкости в гидросистему, причем площадь поперечного сечения промежуточного толкателя больше

разности площадей поперечных сечений поршня-толкателя и седла запорного элемента.

2. Автомат по п.1, отличающийся

тем, что он снабжен вспомогательным тол- катепем, выполненным в форме дифференциального поршня, установленным в корпусе с образованием поршневой и што- ковой полостей, и поршнем, установленным

в корпусе с образованием полости управления, контактирующими между собой, при этом поршневая полость вспомогательного толкателя соединена с каналом подвода рабочей жидкости через полость расточки корпуса для клапана разгрузки, полость управления поршня соединена с каналом отвода рабочей жидкости в гидросистему, а штоковая полость вспомогательного толкателя соединена с каналом слива, при этом

полость, в которой размещен торец поршня- толкателя и второй запорный элемент, соединена с каналом слива через штоковую полость вспомогательного толкателя в од- ном из его крайних положений и с поршневой полостью вспомогательного толкателя в другом его крайнем положении, причем площадь поперечного сечения поршня больше площади поперечного сечения вспомогательного толкателя.

Ј5 cr jrj ITSЈJ caici

c5 p

sfee

SS

Изобретение относится к гидроприводу горных машин и может быть использовано в насосных станциях механизированных крепей для автоматической разгрузки насосов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей автомата разгрузки путем автоматического регулирования диапазона настройки автомата в зависимости от величины расхода рабочей жидкости в гидросистеме механизированной крепи, а также путем автоматического переключения насоса на слив при повреждении магистралей гидросистемы. В корпусе последовательно установлены пружина, упор, запорный элемент, толкатель, другой запорный элемент, поршень-толкатель. промежуточный толкатель, уплотненный упор с дроссельными отверстиями и дополнительная пружина с образованием полостей. В корпусе также размещены клапан разгрузки, обратный клапан, распределительные устройства, а также поршень с вспомогательным толкателем. Полость соединена с каналом подвода рабочей жидкости. Полости соединены через распределительное устройство с пневмогидро- аккумулятором и через обратный клапан с каналом подвода рабочей жидкости, а через распределительное устройство - с каналом отвода рабочей жидкости в гидросистему. Поршневая полость вспомогательного толкателя соединена с каналом подвода рабочей жидкости. Полость управления поршня соединена с каналом отвода рабочей жидкости в гидросистему. Штоковая полость вспо- могательного толкателя соединена с каналом слива. Данное техническое решение позволяет расширить функциональные возможности автомата разгрузки за счет автоматического регулирования диапазона его настройки в зависимости от величины расхода рабочей жидкости в гидросистеме, а также за счет автоматического переключения насоса на слив при повреждении магистралей гидросистемы. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. 3 Ё Оч 00 ю Ј Ю