Устройство для управления положением поршня гидравлического двигателя, в частности вращающегося двигателя Советский патент 1991 года по МПК F03B3/10 F03B13/10 

Изобретение относится к устройству для управления положением поршня гидравлического двигателя, в частности вращающегося двигателя водяной турбины, и применяется для подачи рабочей жидкости в гидравлический двигатель, в частности, управляющий положением лопастей водяной турбины, вращающихся совместно с взлом турбины, а также для управления положением поршня этого двигателя, кроме того, может быть применено также для подачи рабочей жидкости и управления враща- юшимся гидравлическим двигателем в иных машинах, например в судовых i ребных винтах с регулируемым шагом, а также для управления не вращающимся двигателем в других типах машин

Известно устройство, в котором вращающийся гидродвигатель имеет золотник маслорасг оеделения, помещенный внутри двигателя в цилиндрическом отверстии выполненном в поршневом штоке, соосно с двигателем. Масло под рабочим давлением подводится внутрь распределительного золотника через отверстие, выполненное в боковой поверхности этого золотника, имеющее в диапазоне шага распределительного золотника гидравлическое соединение с питающим отверстием,

выполненным сбоку в корпусе гидродвигателя,

Управление положением поршня гид- родеигагеля осуществляется путем перемещения распределительного золотника, который на конце скалки имеет прикрепленный поводок, взаимодействующий с парой подшипников, находящихся в улравляю- щьм рычаге, выведенном наружу гидродвигателя. Имеющиеся зазоры соединений о механизме регулировки положения распределительного золотника являются причиной ошибок в управлении.

Кроме того, в наружной части механизма для установки заданного положения рас- лределительного золотника необходимо применять тормозную систему для сохранения упомянутого заданного положения распределительного золотника, когда положение поршня двигателя не переставляется снаружи.

Для управления положением поршня .гидродвигателл гидротурбин с распределительным золотником, помещенным по оси упомянутого гидродвигателя, который будучи окруженным водой, помещен внутри корпуса турбины, подвод рабочего масла, отвод спускного масла, а также механизм изменения положения распределительного золотника помещены внутри гидродинамического профиля в системе направления воды на рабочее колесо турбины.

Неудобство этого решения состоит в том, что подвод нескольких трубопроводов к гидродвигателю значительно нарушал бы течение воды, поступающей к рабочему колесу турбины, вследствие чего их пришлось бы ограждать гидродинамическим профилем.

Возможные радиальные перемещения вала гидродвигателя, вызванные износе подшипников вала, например гидротурбины, противопоказаны для работы систем, питающей гидродвигатель, и требуют применения специальной системы уплотнения с окружными зазорами.

Целью изобретения является повышение точности управления путем снижения чувствительности системы питания гидродвигателя к радиальным перемещениям ва- лз и величине зазоров между элементами задающего механизма.

Сущность устройства, в котором по оси гицродвигателя помещен распределительный золотник с внутренним каналом, подводящим масло в гидродвигатель согласно изобретению, заключается в том, что распределительный золотник с рычажным механизмом, снаружи задающим положение распределительного золотника, шарнирно

соединен посредством полого соединительного элемента. Соединительный элемент находится на скалке распределительного золотника, с которой он соединен по оси

золотника шаровым шарниром. С другой стороны соединительный элемент соединен шаровым шарниром с концом задающего рычажного механизма, который внутри имеет продольный канал, выведенный наружу

0 кожуха в отверстие впуска питающего масла. Соединенные элементом детали имеют в шаровидных шарнирах гидравлическое соединение, обеспечивающее подачу рабочего масла в гидродзигатель.

5 Давление рабочего масла, подведенного к распределительному золотнику по каналам внутри механизма регулировки положения распределительного золотника, обеспечивает всему механизму способ0 ность самовыбора зазоров в местах соеди нений, благодаря чему повышается

точность управления положением поршня

гидродвигателя, а трение в шаровидных

шарнирах, вызванное давлением масла

5 внутри этих шарниров, способствует сохранению положения распределительного золотника, тем самым гидродвигателя, если это положение не переставляется снаружи, благодаря чему управление упрощается.

0Система подачи масла в гидродвигатель

нечувствительна к радиальным перемещениям вращающегося совместно с валом тур- бины гидродвигателя, вызванным, например, износом подшипников вала.

эЧто касается гидротурбин, совмещение

функций подвода и отвода масла, а также установки положения зопотника с помощью двух концентрических трубок, расположенных на краю атаки зодонаправляющего ап0 парата, исключает необходимость защиты их гидродинамическим профилем в системе направляющих аппаратов.

На фиг. 1 изображено устройство для управления гидродвигателем гидротурби5 ны, продольное сечение; на фиг. 2 - то же, поперечном сечении через рычажную трубчатую систему установки положения распределительного золотника и подвода рабочего масла, а также отвода стекающего

0 масла.

В цилиндрическом корпусе 1 водяной промежуточной турбины концентрически помещена и соединена с ним нагчоаяляющи- ми аппаратами облицовка 2 гидродвмгате5 ля. Внутри этой облицовки 2 находится вращающийся гидродвигатель, соединенный с втулкой 3 рабочего колеса гидротурбины. Поршень 4 гидродвигателя снабжен двухсторонним штоком S, с одной стороны соединенным с механизмом перестановки

лопастей рабочего колеса водяной турбины. Внутри штока 5 концентрически выполнено полое сквозное цилиндрическое отверстие

6,в котором помещается распределительный золотник 7. Снаружи поршня 4 через крышку 8 по оси гидродвигателя из штока 6 выведена скалка 9 распределительного золотника 7, заканчивающаяся шаром 10, в котором имеется отверстие в канал 11, выполненный по оси распределительного зо- лотника 7 и подводящий масло в рабочие камеры гидродвигателя. В распределительном золотнике 7 выполнен сквозной сточный канал 12 масла из двигателя.

Между корпусом 1 водяной турбины и облицовкой 2 гидравлического двигателя перпендикулярно оси этого двигателя и относительно нее на расстоянии вварена труба 13. Внутри трубы 13 помещен рычаг 14, поворотно посаженный снаружи корпуса 1 во втулке 15 и заканчивающийся там установочным плечом 16. При этом.внутри об,лицовки 2 рычаг 14 посажен в держателе 17. Втулка 15 снабжена впускным отверстием 18 в рычаг 14 и выпускным отверстием 19 из трубы 13. Второй конец рычага 14 за держателем 17 заканчивается шаром 21 с отверстием 22. Рычаг 14 совместно с плечом 16 образуют рычажный механизм регулировки положения распределительного золотникз

7.Шары 10 и 21 соедичены полым соединительным элементом 23, концы которого имеют форму полых сферических чаш 20 и которые совместно с шарами 10 и 21 образуют шаровидные шарниры, а соединяемые элементы имеют в них гидравлическое соединение.

Масло под рабочим давлением через впускное отверстие 18 втулки 15 по рычагу 14 и затем по полому соединительному эле- менту 23 подводится в канал 11 скалки 9 распределительного золотника 7, откуда известным способом поступает в одну из рабочих камер гидравлического двигателя. Масло из другой рабочей камеры гидродви- гзтелй по сквозному сточному каналу 12 в распределительном золотнмке 7 доходит до сточного пространства гидравлического двигателя, откуда затем по трубке 13 отводится в выпускное отверстие 19 втулки 15. Плечом 16 устанавливается заданное значение положения лопастей рабочего колеса турбины, Перестановка плеча 16

приводит к определенному положению распределительного золотника 7, а поршень 4 гидродвигателя известным образом следит за положением распределительного золотника 7, переставляя лопасти рабочего колеса турбины.

Если плечо 16 не перестанавливаемся внешней силой, распределенный золотник 7, а тем самым и двигатель, остаются е яа данном положении благодаря трению в шарнирах устройства для управления согласно изобретению.

Формула изобретения

1,Устройство для управления положением поршня гидравлического двигателя, в частности вращающегося двигателя водяной турбины, имеющей корпус, вал и облицовку, содержащее маслораспредели- тельную систему, впускное отверстие которой расположено снаружи облицовки, шток со сквозным осевым цилиндрическим отверстием, соединенный с поршнем, масло- распределительный золотник с полом скалкой и внутренним подводящим каналом, соединенным с полостью скалки, размещенный в отверстии штока, и задающий механизм,выполненный в виде кинематически связанного со скалкой рычэгз, ось поворота которого смещена относительно оси двигателя. л соединенного с рычагом установочного плеча, размещенного с наружной стосоны корпуса, отличающееся тем. что, с целью повышения точности управления луг.ем снижения чувствительности устройства к радиальным перемещениям вэлз и величине зазоров между элементами задающего механимз, устройство снабжено полым .соединительным элементом, подсоединенным при помощи сферических шарнироз одним концом г скалке золотника на оси двигателя, а други ; - к концу рычага, 8 последнем выполнен продольный канал, подключенный к впускному отверстию мас- лораспределительной системы, а канал рычага и полости соединительного элемента и скалки гидравлически связаны между собой через сферические шарниры.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что чаши сферических шарниров размещены на концах соедини тельного элемента.

Изобретение относится к области гидромашиностроения. VCTDOHCTBO содержит корпус, вал, облицовку. Впускное отверстие маслораспределительной системы расположено снаружи облицовки Шток со сквозным цилиндрическим отверстием соединен с поршнем. Мзслораспределительный золотник с полой скупкой и внутренним каналом, соединенным с полостью скалки, размещен в отверстии штока. Задаюший механизм выполнен в виде кинематически связанного со скалкой рычага, ось поворота которого смещена относительно оси двигателя Установочное плечо соединено с рычагом и размещено с наружной стороны корпуса Полый соединитетьный элемент подсоединен с помощью сферических шарниров одним концом к скалке золотника на оси двигателя, а другим - к концу рычэга В рычаге выполнен продольный канал подключенный к внутр чнемч отверстию мас- ораспределительной системы Канал рычага и полости соединительного элемента и скалки гидравлически связаны между собой через сферические шаониры Чаши сферических шарниров размещены на концах соединительного элемента Такое выполнение устройства позволяет повысить точность управления за счет снижения чувствительности устройства к радиальным перемещениям вала и величине зазоров между элементами задающего механизма. 1 з п ф-лы, 2 ил

/ /

k k k I 1 V k МЧ Л I I I J4rT-T

/I

XJl iT, ,,ТГГ,,

Ys

SE

16