РЕГУЛЯТОР СООТНОШЕНИЯ РАСХОДОВ Советский патент 1971 года по МПК G05B11/06 G05D11/00 

Изобретение относится к регуляторам соотношения расходов и может быть использовано для автоматического управления в гидравлических системах.

По основному авт. св. № 266403 известен регулятор соотношения расходов. Этот регулятор осуществляет последовательное выравнивание давлений в д () потоках жидкости (на выходах из постоянных дросселей). Недостатком известного регулятора является погрешность, возникаюш,ая на золотнике из-за влияния неуравновешенных гидродинамических сил. При схеме последовательного сравнения и уравнивания давлений в первом и втором потоке, втором и третьем, третьем и четвертом и т. д., происходит суммирование ошибок, возникающих на каждом отдельном золотнике.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка.

С этой целью выход одного из переменных дросселей первого золотника последовательно соединен с входами одноименных переменных дросселей последующих золотников, а выходы второго переменного дросселя каждого золотника и первого переменного дросселя последнего золотника соединены с соответствующими входами исполнительных механизмов. Одна из полостей управления первого золотника соединена с выходом первого постоянного дросселя и одноименными полостями управления остальных золотников.

Предложенный регулятор изображен на фиг. 1, 2, где /-3 - золотниковые секции; 4,

5 - концевые секции; 6-8 - золотники; 9- 10-пробки; //, 12 - герметирующие кольца; 13 - шпильки; 14-16 - герметирующие кольца; 17-20 - постоянные дроссели; 21-32- каналы; 33-38 - подводящие канавки; 39-

44 - переменные дроссели; 45-47 - отводящие канавки; 48-51 - исполнительные механизмы; 52-54 - управляющие торцовые полости; 55-60 - торцовые полости; 61-63 канавки; 64-67 - каналы; 68-73 - торцовые

полости.

Работает регулятор следующим образом. Весь поток рабочей жидкости от насоса (или от другого источника) поступает к входному отверстию регулятора и далее, разветвляясь, по четырем каналам 21-24 подводится к входным постоянным дросселям 17-20, пройдя их, поступает по каналам 25-28 в подводящие канавки 33-38 золотников. Золотники 6-8 выполнены ступенчатыми

для повышения чувствительности.

При положении золотников 6-8, изображенном на фиг. 2, первый поток из подводящей канавки 33 через переменный дроссель 39 проходит в полость 60, а затем по каналу 29 3 ; ; , t водящей канавки 35 через Переменный дроссель 41 первый поток проходит в канавку 62, а затем по каналу 30 поступает в подводящую капавку 37. После этого из подводящей канавки 37 через переменный дроссель 43 первый поток проходит в канавку 63 и далее (через входное отверстие) по отводящему каналу 31 направляется в рабочую полость первого исполнительного механизма 48. Второй поток из канавки 34 через переменный дроссель 40 проходит в отводящую канавку 4Ь и далее через отверстие по каналу 64 направляется в рабочую полость второго исполнительного механизма 49. Третий поток из подводящей канавки 36 через переменный дроссель 42 проходит в отводящую канавку 46 и далее через отверстие по каналу 65 направляется в рабочую нолость третьего исполнительного механизма 50. Четвертый поток из подводящей канавки 38 через переменный дроссель 44 проходит в отводящую канавку 4/ и далее через отверстие по каналу 32 направляется в рабочую полость четвертого исполнительного механизма 51. Как видно из изложенного, под левые торцы золотников 6-8 подается давление только первого потока от канала 25 после постоянного дросселя 17. Это давление действует как на площади малых левых торцов золотников (т. е. в торцовых полостях 5й-57), так и на кольцевые площади поршней золотников (т. е. в торцовых полостях 58-60), т. е. на суммарные площадки поршней золотников слева. Под правый торец золотника 6 подается давление второго потока от канала 26 после постоянного дросселя /6. Это давление действует на всю площадь поршня золотника 6 справа. Под правый торец золотника 7 нодается давление третьего потока от канала 27 после постоянного дросселя 19. Это давление действует на всю площадь поршня золотника 7 справа. Под правый торец золотника 8 подается давление четвертого потока от канала 28 после .постоянного дросселя 20. Это давление действует на всю площадь поршня золотника 8 справа. Таким образом, на торцы золотника 6 действуют с одной стороны давление первого потока, а с другой - давление второго потока и, следовательно, сам золотник приходит в равновесие только при равенстве этих давлений. Так же точно приходит в равновесие золотник 7 при равенстве давлений первого и третьего потоков, а золотник - при равенстве давлений первого и четвертого потоков. Следовательно, давление в каждом из потоков на участке после постоянного дросселя становится равным давлению первого потока (также на участке после его постоянного дросселя 17), щих на торцы золотников), соответствующим образом открывают проходные сечения переменных дросселей 39-44. При равных давлениях в рабочих полостях исполнительных механизмов 48-51 (т. е. при равных внещних рабочих нагрузках) золотники в-8 занимают такое положение, при котором сумма сопротивлений переменных дросселей ЗУ, 41, 43 равна сопротивлениям дросселей 40, 42 и 44. В результате этого давления во всех потоках после постоянных дросселей 17-20 (т. е. в каналах 25-28) также равны между собой. Таким образом, и перепады давлений в постоянных дросселях (поскольку давление перед ними, т. е. в канале подвода, общее) равны между собой, а следовательно, при равных проходных сечениях (частный случай) постоянных дросселей будет обеспечено равенство расходов через них, т. е. равенство расходов в ветвях (отводах). При увеличении нагрузки, например, на штоке исполнительного механизма 48 растет давление в его рабочей полости и, следовательно, во всей ветви, связанной с этим исполнительным механизмом, в том числе в канале 25 и в управляющем капале 66. Под возросшим давлением в торцовых полостях 55-60 золотники 6-8 смещаются вправо, уменьшая сопротивления переменных дросселей 39, 41, 43 и увеличивая переменные дроссели 40, 42, 44, в связи с чем возрастают давления в каналах 25, 27. 28. Смещение золотников 6-8 происходит до тех пор, пока давления под их торцами не выравняются, что соответствует равенству давлений во .всех потоках в каналах после постоянных дросселей 17-20. Таким образом, несмотря на то, что давления в первых ветвях (отводах) регулятора становятся неодинаковьши (давление в канале 31 увеличивается), устройство автоматически обеспечивает поддержание одинаковых перепадов давлении во всех постоянных дросселях 17-20 (т. е. происходит выравнивание давлений на входе в само уравнительное устройство, так как каналы 25, 26, 28, 64 после постоянных дросселей являются входными по отношению к уравнительному устройству). При возрастании давления в рабочей полости исполнительного механизма 49 растет давление во всей ветви, связанной с этим исполнительным механизмом, а следовательно, в канале 26, в управляющем канале 66 и полостях 71 и 52. Под возросшим давлением в полости 52 золотник 6 смещается влево, уменьшая сопротивление переменного дросселя 42 и увеличивая сопротивление дросселя 39, что приводит к увеличению давления в канале 25.

что ведет к увеличению давлений в каналах 64 и 28.

Смещение золотников 6-8 происходит до тех пор, пока давления под их торцами не выравняются, что соответствует равенству давлений во всех потоках в каналах 25-28 после постоянных дросселей 17-20. Таким образом, и при таком сочетании давлений в каналах 31, 64, 65 и 32 (давление в отводящем канале 64 больше, чем в остальных) обеспечивается автоматическое поддержание равных перепадов давлений на всех постоянных дросселях, а следовательно, и равенство расходов в ветвях, т. е. синхронизация исполнительных механизмов. При увеличении давления в рабочей полости исполнительного механизма 50 (или 51} устройство срабатывает также, как в случае увеличения давления в исполнительном механизме 49.

Анализ любого другого сочетания внешних нагрузок (давлений) в каналах 31, 64, 65 и 32 показывает, что уравнительное устройство обеспечивает равенство давлений на входе в него (т. е. в каналах 25--28 после постоянных дросселей делителя), поскольку золотники б-8 могут находиться в равновесии только при равенстве давлений под их торцами, что соответствует необходимому сочетанию сопротивлений переменных дросселей 39, 41, 43, 40, 42, 44, которыми и обеспечивается поддержание равных давлений после постоянных дросселей.

Как видно из приведенного описания, предлагаемый регулятор обеспечивает выравнивание давлений в независимых потоках таким образом, что исключаются какие бы то ни было перетоки (утечки) жидкости из одного потока в другой, поскольку во всех смежных полостях и канавках (где бы эти перетоки были вредны) устанавливаются одинаковые давления.

Уравнительное устройство регулятора может быть выполнено для любого числа потоков, достаточно лишь набрать необходимое число рабочих секций. В предлагаемом уравнительном

устройстве на первом золотнике 6 «сравниваются давления первого и второго потоков (и происходит их уравнивание); на втором золотнике 7 «сравниваются давления первого и третьего потоков (и происходит их уравнивание); на третьем золотнике 8 «сравниваются давления первого и четвертого потоков (и происходит их уравнивание) и т. д. Иными словами, давления всех последующих потоков «сравниваются только с одним, а именно с

давлением первого потока и уравниваются с этим давлением.

Поэтому при увеличении числа потоков не происходит накапливания ошибки. Предложенная схема позволяет компоновать устройство из отдельных золотниковых секций. Компоновка из отдельных секций предпочтительна и весьма целесообразна, так как позволяет в зависимости от числа потоков легко набирать блок устройства из одинаковых элементов.

Предмет изобретения

Регулятор соотношения расходов по авт. св. № 266403, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, выход одного из переменных дросселей первого золотника последовательно соединен с входами одноименных переменных дросселей последующих золотников, а выходы второго переменного

дросселя каждого золотника и первого переменного дросселя последнего золотника соединены с соответствующими входами исполнительных механизмов, причем одна из полостей управления первого золотника соединена с выходом первого постоянного дросселя и одноименными полостями управления остальных золотников.