ДВУХРЕЖИМНЫЙ КЛАПАН Советский патент 1968 года по МПК F16K17/10 

Известны клапаны, содержащие золотник и обратный клапан.

Предлагаемый двулрежимный клапан отличается тем, что в нем с двух сторон золотника устаиовлены толкатели с различными опорными ллощадями, причем толкатель с большей олорной площадью соединен с нагнетаемой магистралью, а толкатель с меньшей опорной площадью соединен со што,ковой полостью гидроцилиндра.

Такое отличие обеспечивает автоматический двухскоростной режим работы гидроцилиндрОВ.

На фит. 1 изображен общий вид предлагаемого клапаиа; на фиг. 2 - схема подключения клапана в гидросистему.

Предлагаемый клапаи состоит из двухрежИМного золотника 1 и обратного клапана 2, установленных в одном корпусе 3. В золотнике il с двух .сторон высверлены две несообщающиеся между собой полости Л и 5. Обе полости золотника закрыты снаружи пробками 4 к 5, которые навинчиваются на золотник 1, а зазоры между пробками и золотником уплотняются резиновыми уплотнениями 6. Пробки 4 и 5 от свинчива-ния стопорятся сто.порными шайбами 7. В иробках 4 тл 5 имеются отверстия, в Которые вставляются толкатели S и 9. Толкатели и отверстия в пробках выполнены по первому классу точности с притиркой поверхностей. Гнездо корпуса, в которое вставляется золотник /, с двух сторон закрывается крышками 10 и 11. В крышке 10 выполнено глухое отверстие, в которое вставляется Направляющая 12. Между направляющей 12 и пробкой 4 устанавливается иружина 13, которая через пробку 4 поджимает золотник / до упора в корпусе. Другой своей стороной пружина 13 упирается в направляющую 12, которая, в свою очередь, упирается в регулировочный болт 14, ввинченный в крышку 10 и застопоренный контргайкой 15.

В корпусе 3 выполнено пять .полостей. Полости В VI Г .клапана постоянно связаны мел-:ду собой и с полостью нагнетания Д в гидрораспределителе. Полость Е постоянно .связана со сливом. Полости Ж и Я клапана постоянно связаны между собой и с полостью распределителя К, которая выполнена рядом с полостью Л, постоянно связанной со щтоковой .полостью гидроцилиндра. В золотнике 1 выполнены отверстия, которые связывают полость Л золотника с полостью Ж корпуса, а полость Б золотника с полостью В корпуса.

Клапан работает следующим образом.

Золотник .распределителя поднят вверх. полость М, а оттуда по трубопроводам во внештоковую полость гидроцилиндра и производит давление «а поршень. Слив рабочей жидкости из штО:Ковой полости гидроцилиндра закрыт, так как рабочая жидкость не может пройти из полОСти Ж в полость Е клапана, связанной €0 сливом. Поэтому рабочая жидкость из штоковой полости гидроцилиндра через полости И и Г, отжимая золотник обратного клапана 2, уходит в «агнетаемую магистраль, так как давление в штоковой полости гидроцилиндра .при этом будет больше, чем по внештоковой. Давление во Внештоковой полости гидроцилиндра равно Г) -шт Д -Р -| OB Ощт где Р - давление во ввештоковой полости гидроцилиндра (в нагнетаюшей магистрали гидросистемы) ; АР - перепад давлений, необходимый для открытия обратного клапана; 5в - рабочая ллощадь во внештоковой полости гидроцилиндра; 5шт- рабочая плош;адь в штоковой полости гидроцили-ндра; РВИ - сила внешнего сопротивления. Так как сопротивление обратного клапана незначительное, то, как следует из формулы (1), давление в гидросистеме будет в основном зависеть от величины внешнего сопротивления, а также от разности рабочих площадей внештоковой и штоковой полостей гидроцилиндра. Во время работы на золотник / действует усилие пружины 13 и отталкивающее усилие, возникающее за счет разности площадей внутренней полости А золотника 1, равное произведению площади поперечного сечения толкателя 8 на давление в полости Л. Эти усилия будут стремиться закрыть доступ рабочей жидкости из полости Ж в полость Е клапана. С -противоположной стороны на золотник / клапана будет действовать отталкивающее усилие, возникающее за счет разности площадей вйутренией полости Б золотника 1 и равное произведению площади поперечного сечения толкателя 9 на давление в полости Б. Если РПР - сила пружины клапана, d - диаметр толкателя 5, ds-диаметр толкателя 9, то при Р(Р+АР) + Л золотник / будет прижат в такое положение, когда полость Ж клапана будет разъединена с полостью Е, а при золотник 1 соединит полость Ж с полостью Е к л ал ал а,. Как видно .из формул (2) и (3), диаметр толкателя 9 должен быть больше диаметра толкателя 8. Кроме этого, из приведенных фармул следует, что открывание клапана возможно при больших давлениях, а при меньших давлениях клапан будет закрыт. Для оптимального режима ра.боты гидросистемы с предлагаемым клапаном отношение диаметра толкателя 9 к диаметру толкателя 8 в клапане должно равняться отношению диаметра поршня гидроцилиндра к квадратному корню из разности квадратов диаметра поршня и штока гидродилинд ра т. е. 1 где Dn - диаметр порщня гидроцилиндра; D - диаметр щтока гидроцилиндра. Когда полости Ж и Е соединяются золотником /, давление в штоковой полости рабочего гидроцилиндра падает. Одновременно падает давление и во внештоковой полости гидроцилиндра (нагнетаемой магистрали). Так как слив рабочей жидкости из штоковой полости гидроцилиндра откроется, то давление Р нагнетания будет равно отношению внешнего сопротивления РВН к рабочей площади внештоковой полости 5в гидроцилиндра, т. е. Р Закрытие клапана в этом случае, а следовательно, и слив рабочей жидкости из штоковой полости может произойти только тогда, когда сила Япр пружины 13 будет больше усилия, возникающего в полости Б золотника /, равного произведению площади поперечного сечения толкателя 9 на давление Р нагнетания, т. е. я 4 э 1 пр 4 Таким образом, как видно из при1веденных формул (1-6), клапан позволяет осуществить два режима работы гидроцилиндров в зависимости от внешнего сопротивления (с увеличенной скоростью исполнительных рабочих органов при относительно небольших внешних сопротивлениях и с нормальной скоростью исполнительных рабочих органов при больших внешних сопротивлениях). Во всех остальных положениях золотника распределителя, т. е. в нейтральном положении, при опускании золотника вниз, при срабатывании предохранительного клапана гидросистемы, предлагаемый клапан не работает,

случаях на слив через полость Я распределителя, минуя клапан.

Предмет изобретения

Двухрежимный клапан, например, для гидросистем привода машии, содержащий золотник и Обрагный клапан, отличающийся тем, что, с целью обеспечения автоматического

двухскоростного раооты гидроцилиндров, в нем с двух сторон золотника установлены толкатели с различными опорными площадями, причем толкатель с больщей опорной площадью соединен с нагнетаемой магистралью, а толкатель с меньщей опорной площадью соединен со штоковой полостью гидроцилиндра.

WФиг