Преобразователь давления Советский патент 1993 года по МПК F15B3/00 

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в гидросистемах для преобразования давления рабочей среды. .

Цель изобретения - повышение точности работы путем обеспечения стабильности передаточного числа.

На фиг.1 изображен преобразователь давления; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 и 5 - различные положения трехлинейных двух- позиционных поворотных золотников; на фиг.6 изображена зависимость передаточного числа К от LL

Преобразователь давления содержит размещенные в корпусе 1 с образованием рабочих полостей 2 и 3 односторонних гидроцилиндров высокого 4 и низкого 5 давления, поршни со штоками 6 и 7, трехлинейный распределитель 8, рычаги 9 и 10, кинематически связывающие между собой штоки 6 и 7 и распределитель 8, входной 11, перепускной 12, сливной 13 и выходной. 14 каналы. В корпусе 1 установлены дополнительные поршни со штоками 15,16 и 17, рабочие полости 18,19 и 20 которых сообщены

каналами 21,22 и 23 между собой, с рабочей полостью 3 гидроцилиндра низкого давления 5 (через выходной канал 14), при этом штоки 15,16 и 17 дополнительных поршней кинематически соединены рычагами 24,25 и 26 со штоком 6 гидроцилиндра высокого давления 4, а в каналах 21,22 и 23, соединяющих рабочие полости 18,19 и 20 дополнительных поршней 15,16 и 17 с выходным каналом 14, установлены трехлинейные двухпозиционные поворотные золотники 27,28 и 29.

Длина рычагов регулируется путем перемещения опор 30,31 и 32 и 33.

Преобразователь давления работает следующим образом.

Предварительно в требуемом положении устанавливают и фиксируют от смещения опоры 30,31,32 и 33.

При подаче рабочего тела в подпоршне- вую полость 2 от источника давления поршень со штоком 6 гидроцилиндра высокого давления 4 поднимается, при этом за счет, кинематической связи опускается поршень со штоком 7 гидроцилиндра низкого давления 5 и опускается также трехлинейный рас(Л

XJ

S 8

VI

™

пределитель 8 и поршни со штоками дополнительных гидроцилиндров 15,16 и 17 за счет кинематической связи их штоков с поршнем со штоком 6.

На фиг.2 и 3 поршни со штоками 6,7 и 17 и трехлинейный распределитель 8 изображены в положении, при котором перепускной канал 12 перекрыт трехлиней-ным распределителем 8.

При опускании трехлинейного распределителя 8 открывается перепускной канал 12 и рабочай Среда поступает по перепускному каналу 12 в подпоршневую полость 3 гидроцилиндра низкого давления 5, далее по каналу 23 через золотники 27,28 и 29 предварительно установленные на проход рабочей среды по каналу 23, как это изображено на фиг.4, поступает в подпоршневые полости 18,19 и 20 дополнительных поршней со штоками 15,16 и 17 и в выходной канал 14.

При превышении в выходном канале 14 давления Р2, определяемого соотношением

P2 Pi

LiFi

(1)

I S- P(f . F

LI Z/ F2 T-iiH- La F2

i 1L1

где PI - давление в полости 2 гидроцилиндра высокого давления 4;

Р2 - давление в полости 3 гидроцилиндра низкого давления 5, в рабочих полостях 18,19 и 20 дополнительных поршней со штоками 15, 16 и 17 и в выходном канале 14;

FI - рабочая площадь поршня со штоком 6;

F2 - рабочая площадь поршня со штоком 7;

FZ - рабочая площадь поршней со штоками 15,16 и 17 соответственно;

LI - расстояние от оси штока 6 до оси опоры 30;

L2 - расстояние от оси штока 7 до оси опоры 30;

Li - расстояние от оси штока 6 до оси опоры 31 соответствующего штока 15,16 или 17.

L2 расстояние от оси штока 17 до оси опоры 31,32 или 33, i 1,2,3;

N - количество дополнительных гидроцилиндров.

. Поршень со штоком 7 гидроцилиндра 5 низкого давления и. поршни со штоками 15,16 и 17 за счет перетекания рабочей среды через неперекрытый перепускной канал 12 начинают подниматься. При этом с помощью кинематической связи в виде рычагов 10,9 и 25 опускается поршень со штоком 6 и поднимается трехлинейный распределитель 8.

Выражение (1) получено из следующих соображений.

Действие рычагов 24,25 и 26 на шток 6 заменим соответствующими силами реак- ции Xй.

Запишем условия равновесия рычагов 24, 25 и 26.

Всего имеем N уравнений

F2(i)P2L2{l) X(l)Li(l) (i 1,2N). (2) Условие равновесия рычага 10 имеет вид

15FiPiU-Li Ј XW P2L2F2.

I - о

(3)

Подставив из уравнений (2) выражения для Х в уравнение (3) получим окончательно ранее приведенное выражение (1),

Для передаточного числа К Pi/Pa получим выражение

К Г1+ U

LiFi

Jl+Л- V + L2F2i if/2 Li

(4)

Используя выражение (1) для К получим окончательно

30

к,-к fi + 1 F2fr L2 (,,}

(5)

Fi F2 F2(i);i 1,2N; N 3,

На фиг.6 с использованием выражения (5) построены кривые а, б, в и г. Кривые а и б соответствуют известному мультипликатору при Fi F2 и при F2 3Fi.

Кривая в соответствует мультипликатору, у которого

а кривая г соответствует мультипликатору, у

которого Fa .F2 . 3Fi; N 3, причем для кривых виг принимается Li L/1 ; L2 La .

Из анализа кривых виг следует, что по сравнению с кривыми а и б уменьшается крутизна зависимости К от LI. Из графика видно, что изменение передаточного числа, например, от 4 до 20 происходит при различных изменениях величин , т.е. как бы растягивается диапазон регулирования, величина К более плавно зависит от изменения положения подвижной опоры, что повышает точность работы мультипликатоРа

Анализ выражения (5) показывает, что в

зависимости от количества подключаемых дополнительных гидроцилиндров можно растягивать интересующий диапазон изменения передаточного числа.

Подключение необходимого количества дополнительных гидроцилиндров обеспечивается установкой соответствующего золотника в положении, как это изображено на фиг.4.

Для неподключенного дополнительного гидроцилиндра золотник установлен, как это показано на фиг.5, при таком положении рабочая полость сообщена с атмосферой (или со слиаом).

Таким образом, преимуществом заявленного преобразователя по сравнению с известными устройствами является возможность обеспечения для всех диапазонов изменения передаточного числа практически одинаковой крутизны характеристики, при которой обеспечивается постоянная требуемая точность во всем диапазоне работы.

Формула изобретения

Преобразователь давления, содержащий размещенные в корпусе с образовани0

5

0

ем рабочих полостей поршни со штоками гидроцилиндров высокого и низкого давления, трехлинейный распределитель, рычаги, кинематически связывающие между собой штоки и распределитель, входной, перепускной, сливной и выходной каналы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы путем обеспечения стабильности передаточного числа, в корпусе установлены дополнительные поршни со штоками, рабочие полости которых соединены каналами между собой, с рабочей полостью гидроцилиндра низкого давления и подключены к выходному каналу, при этом штоки дополнительных поршней кинематически соединены рычагами с регулируемой длиной плеч со штоком гидроцилиндра высокого давления, а в каналах, соединяющих рабочие полости дополнительных поршней с выходным каналом, установлены трехлинейные двухпозиционные поворотные золотники.

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в гидросистемах для преобразования давления рабочей среды. Цель.изобретения - повышение точности работы, путем обеспечения стабильности передаточного числа. Сущность изобретения: в корпусе установлены дополнительные поршни со штоками, которые кинематически соединены рычагами с регулируемой длиной плеч со штоком гидроцилиндра высокого давления. В каналах, соединяющих рабочие полости дополнительных поршней с выходным каналом, установлены поворотные золотники. 6 ил.

ч

фиг.1