Двойной гидрозамок Советский патент 1992 года по МПК F15B13/01 

Изобретение относится к гидроаппаратуре и может быть использовано в гидроприводе машин различного назначения для запирания рабочих полостей гидродвигателя после прекращения подачи к ним рабочей жидкости.

Известен гидрозамок силового цилиндра, содержащий корпус с каналами подвод- отвода рабочей жидкости и рабочими каналами, а также механизм центрирования в виде пружин с шайбами, взаимодействующими с уступами корпуса, и толкатель, рас- положенный с образованием двух управляющих полостей, в которых установлены взаимодействующие толкателем обратные клапана, выполненные каждый в виде седла в подпружиненного sanopnofo элемента.

Однако, этот замок не создает эффекта, заключающегося в повышении давления рабочей жидкости в полостях силового цилиндра при компенсации утечек, что отрицательно сказывается на надежности запирания упомянутых полостей.

Поставленная цель достигается введением ступенчатой втулки с уступами, размещенной в корпусе с образованием соединенных с каналами подвода-отвода кольцевых полостей, в которых размещен механизм центрирования При этом шайбы механизма центрирования установлены с возможностью взаимодействия со втулкой, управляющие полости сообщены с кольцевыми полостями между корпусом и втулкой через отверстия в последней, а запорный элемент обратного клапана подпружинен ко втулке.

Целесообразно при згом из втулке закрепить ограничитель хода в стержня размещенного в продольном пазу толкателя,

На фиг. 1 изображен гидрозамок, продольный разрез; на фиг, 2 - ограничитель осевого перемещения толкателя гчеиие А- А на фиг. 1).

Двойной гидрозамок корпус 1, по обе стороны которого закреплены входящие в его отверстие фланцы 2 и 3, с обра зованных в них камерами 4 и 5 Участки 6 и 7 камер соединены каналами 8 и 9 рабочими каналами 10 и 11 и гидравлическими магистралями 12 и 13 с рабочими полостями 14

С

ч -ч

о

мюдоЬ

VI

и 15 гидроцилиндра 16, имеющего поршень 17 с двумя штоками 18 и 19. В камерах 4 и 5 оппозитно друг другу установлены комбинированные обратные клапаны, состоящие из запорных элементов 20 и 21 и размещенных в их внутренних полостях 22 и 23 вспомогательных (декомпрессионных) клапаноа 24 и 25. поджатых пружинами 26 и 27,

Между обратными клапанами в отверстии корпуса 1 установлена подвижная ступенчатая втулка 28, имеющая центральную шейку 29 большего диаметра, сопряженную с центральной перемычкой 30 корпуса, и крайние шейки 31 и 32 меньшего диаметра, входящие в камеры 4 и 5 фланцев 2 и 3. На втулке выполнены буртики 33 и 34, образующие уступы, и выполняющие функции ограничителей ее осевых перемещений при взаимодействии с торцами фланцев 2 и 3. Во втулке 28 образованы управляющие полости 35 и 36, разделенные толкателем 37, имеющим два ступенчатых упора 38 и 39, предназначенных для взаимодействия с запорными элементами 20 и 21 и вспомогательными клапанами 24 и 25, при этом запорные элементы 20 и 21 контактируют с седлами 40 и 41, выполненными на выходах их управляющих полостей 35 и 36 в участки 6 и 7 камер 4 и 5 соответственно.

Между внутренней поверхностью отверстия корпуса 1 и наружной поверхностью подвижной ступенчатой втулки 28 образованы две симметрично расположенные кольцевые полости 42 и 43, разделенные центральной перемычкой 30. В упомянутых полостях расположены пружины 44 и 45 сжатия, поджимающие шайбы 46 и 47 к торцам центральной шейки 29 и перемычки 30, при этом длины упомянутых перемычки и шейки равны.

Толкатель 37 снабжен ограничителем хода относительно втулки, 28, выполненным в виде стержня 48, закрепленного в ее стенках и проходящего через сквозной продольный паз 49 в толкателе 37.

В запорных элементах 20 и 21 выполнены радиальные каналы 50 и 51. соединяющие их внутренние полости 22 и 23 с участками 6 и 7 камер 4 и 5, а в стенках втулки 28 выполнены отверстия 52 и 53, соединяющие управляющую полость 35 с кольцевой полостью 42 и управляющую полость 36 - с кольцевой полостью 43, Кольцевые полости 42 и 43 при помощи каналов 54 и 55 подвода-отвода, выполненных в корпусе 1. и гидравлических магистралей 56 и 57 могут соединяться через двухпозиционный гидрораспределитель 58 с источником давления или со сливом.

Двойной гидрозамок работает следующим образом.

При соединении через гидрораспределитель 58 магистрали 56 с источником давления, а магистрали 57 - со сливом, рабочая жидкость через канал 54, кольцевую полость 42 и отверстия 52 подается в управляющую полость 35. Поскольку в это время другая управляющая полость 36 через отверстия 53, кольцевую полость 43, каналы 55 и магистраль 57 соединена со сливом, то под действием разности давлений в управляющих полостях толкатель 37 перемещается вправо, открывая своим ступенчатым

упором клапан 25 и отрывая запорный элемент 21 от седла 41, открывая, тем самым, свободный прохой на слив рабочей жидкости из полости 15 гйдроцилиндра 16 по магистрали 13, рабочим каналам 11, каналами

9, участку 7, управляющей полости 36 и далее -через отверстия 53, кольцевую полость 43, канал 55 и магистрали 57. Одновременно давление в полости 35 отрывает от седла 40, запорный элемент 20, который вместе с клапаном 24 смещается влево, и рабочая жидкость из полости 35 через участок 6, канал 8, рабочий канал 10 и магистраль 12 поступает в полость 14 гидроцилиндра 16, поршень 17 которого движется вправо. По

достижении заданного положения поршня в полости 14, камере 4, полости 35, кольцевой полости 42 и коммуникациях устанавливается номинальное рабочее давление, под действием которого ступенчатая втулка 28,

сжимая через шайбу 47 пружину 45 перемещается вправо до упора в нее буртика 34 в торец фланца 3. Пружина 44 при этом остается в первоначальном положении (т.к. шайба 46 упирается в торец перемычки 30) и на

втулку 28 не действует. В результате этого перемещения втулки происходит заполнение расположенных в левой части гидрозамка полостей и камер дополнительным (компенсационным) объемом жидкости, а

пружина 45 запасается энергией, которую развивает давление, воздействующее на максимальную площадь втулки, равную площади ее центральной шейки 29.

В случае внезапного прекращения подачи давления в полость 14 гидроцилиндра 16 в результате повреждения внешних коммуникаций (магистралей 56 и 57) или поломки источника давления запорный элемент 20 и вспомогательный клапан 24 под действием пружины 26 переместится вправо до контакта элемента 20 с седлом 40, обеспечив тем самым, запирание рабочей полости гидроцилиндра. В силу неизбежных утечек из него объем и давление в запертой полосум должны неизбежно уменьшаться. Однако,наличие запасенного компенсационного объема рабочей жидкости в n/iflposaMke устраняет это отрицательное явление. Взведенная пружина 45, перемещая втулку 28 совместно с запорным элементом 20 влево вытесняет рабочую жидкость, заполняющую камеру 4 и внутреннюю полость 22 запорного элемента 20, по каналам. Через участок 6 камеры 4, каналы 8 и 10, магистраль 12, в запертую полость 14, по мере утечек из гидроцилиндра. При этом рабочая жидкость свободно уходит из кольцевой камеры 42 (в силу указанных причин), а также из управляющей полости 35, и энергия пружины, заряженной рабочим давлением, действовавшим на максимальную площадь поперечного сечения втулки 28, передается на меньшую площадь, равную площади поперечного сечения крайней шейки 31, в результате чего компенсация утечек осуществляется под давлением, превышающим номинальное рабочее. Это позволяет определенное время поддерживать необходимые давления и объем жидкости в запертой полости гидроцилиндра, что надежно устраняет возникновение аварийных ситуаций. После устранения неисправности может быть продолжен нормальный цикл работы.

Гидрораспределителем 58 магистраль 57 соединяется источником давления, а магистраль 56 - со сливом. Втулка 28 при этом под действием пружины 45 займет среднее положение, показанное на фиг 1, и жидкость по каналу 55 поступает в дополнительную кольцевую полость 43, а из нее через отверстия 53 - управляющую полость 36. Толкатель 37 перемещается влево, открывая своей меньшей ступенью клапан 24 и разгружая надклапанную полость до тех пор, пока усилие развиваемое толкателем 37 будет достаточным для отрыва запорного элемента 20 большей ступенью упором 38 - от седла 40. Перемещения толкателя 37 ограничены штифтом 48. В результате полость 14 соединена со сливом. Рабочая жидкость по каналу 55 поступает в кольцевую полость 43, а из нее в управляющую полость 36. Толкатель37 перемещается влево, открывается влево, открывая меньшим упором 38 клапан 24 и разгружая надклапанную полость до тех пор, пока усилие, развиваемое толкателем 37, будет достаточным для отрыва запорного элемента 20 от седла 40, после чего полость 14 соединяем

со сливом. Рабочая жидкость, находящаяся под давлением в полости 36, открывает запорный элемент 21 от седла 41 и поступает через участок 7 камеры 5. каналы 9 и 11, магистраль 13 в полость 15 гидроцилиндра

16, поршень 17 которого совершает рабочее движение влево. Дальнейшее взаимодействие элементов устройства аналогично описанному выше: втулка 28 смещается влево, пружина 44 сжимается, запасая энергию.

При нормальном функционировании системы накопленный объем жидкости остается неиспользованным и при переключении гидрораспределителя уходит на слив, а втулка 28 возвращается в исходное положение.

Таким образом, гидрозамок позволяет без дополнительных аккумуляторов избежать возникновения аварийных ситуаций. Формула изобретения

1. Двойной гидрозамок, содержащий

корпус с каналами подвода-отвода рабочей жидкости и рабочими каналами, механизм центрирования в виде пружины с шайбами, взаимодействующими с уступами корпуса,

толкатель, размещенный с образованием двух управляющих полостей, в каждой из которых установлен с возможностью взаимодействия с толкателем обратный кланам в виде седла и подпружиненного запорного

элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен ступенчатой втулкой с уступами, размещенной в корпусе с образованием соединенных с каналами подвода-отвода кольцевых гюлостей, в которых размещен механизм центрирования с возможностью взаимодействия шайбами с втулкой, управляющие полости сообщены через отверстия во втулке с кольцевыми полостями, а запорный элемент

каждого обратного клапана подпружинен к втулке.

2. Гидрозамок по п. 1,отличающий- с я тем, что толкатель снабжен ограничителем хода в виде стержня, размещенного в

продольном пазу толкателя и соединенного со втулкой.

so в ю

iL 11Q$L

{

Использование: в гидроприводах машин различного назначения для запирания рабочих полостей гидродвигателп после прекращения подачи к ним рабочей жидкости. Сущность изобретения: в ступенчатой втулке с уступами размещен механизм центрирования, шайбы которого установлены с возможностью взаимодействия с втулкой, причем запорный элемент обратного клапана подпружинен к втулке. 1 з.п ф , 2 ил.