Гидроусилитель с обратной связью по расходу Советский патент 1977 года по МПК F15B11/05 

1

Изобретение относится к области гидроавтоматики, в частности к гидроусилителям с обратной связью по расходу, предназначенным для регулирова ния скорости выходных звеньев гидроприводов.

Известен гидроусилитель о обратной связью по расходу, содержащий управляющий элемент типа сопло-заслонка, измерители расхода, включенные в две исполнительные гидролинии, симметричные уравновеишваю1191е пружины, удерживающие заслонку в нейтральном)-положении , и регулирующий беспружинный распределитель 1.

Известен также гидроусилитель, содержащий электромеханический i преобразователь, подвижные элементы воздействуют на промежуточный гидрораспределитель, сообщенный гидролйниями с управляющими полостями регулирующего гидрораспределителя 1,2.

Недостаткомэтих гидроусилителей является низкая стабильность в работе в условиях динамических воздействий, обусловленная симметричностью элементов поджати я, действующих на подвижные элементы управления.

Целью изобретения является повышение стабильности гидроусилителя в

работе в условиях динамических воздействий .

Это достигается тем, что гидрораспределнтели снабжены несимметричными элементами поджатия, например пружинами, одна из которых выполнена с ограничителем хода.

На чертеже схематически изображен предложенный гидроусилитель с обратной i связью по расходу.

Гидроусилитель содержит электрический преобразователь, содержащий электромагниты 1 и 2, промежуточный гидрораспрёделитель, двухщелевой золотник 3 которого поджат несимметричными пружинами 4 и 5 с ограничителем хода б, регулирующий гидрораспределитель, выполненный в видечетырехщелевого золотника 7 с несимметричными пружинами 8 и 9с ограничителем хода 10, гидролинии 11 и 12, соединяивдие золотник 3 с управляющими полостями 13 и 14 и дросселями 15 и 16. Гидролрнии 17 и 18 соединяют полости 19 и 20 с дросселя ш 21 и 22. Гидроусилитель содержит также напорную гидролинию 23, сливную гидролинию 24 и рабочие гидролинии 25 и 2€, сообщающие гидроусилитель с исполнительным .механизмом.

При разности токов в обмотках электромагнитов 1 и 2, достаточной для перемещения золотника 3, последний занимает одно t(3 крайних положений. При движении в сторону: пружины 4 пружина 5 удерживается ограничителем хода б. При движении в сторону пружины 5 длина пружины 4 увеличивается. Пружины подбирают так, чтобы результирующие усилия, развиваемые в крайних положениях эолотника 3, были приблизительно одинаковыми и, кроме того, позволяли бы получить для электромеханического преобрзователя максимальный коэффициент возврата. В зависимости от направлениялзм щения золотника 3 уменьшается давление в одной из гидролиний 11 или 12 и золотник 7 движется со скоростью, определяемой расходом через дpocceJp 5 и 16 и сечением торца золотника.

Если при этом сжимается пружина

8,пружина 9 удерживается огр/Ьиичителем хода 10. Если сжимается пружина

9,увеличивается по длине пружина 8. Результирующее возвращающее усилие пружин 8 и 9 при перемещениях в обе стороны должно равняться приблизительно половине результирующего усилия

от разности давлений, действующих на торцы золотника 7, при любом из крайних положений золотника 3. Соблюдение этих условий обуславливает непрерывное движение золотника 7, увеличение дросселирующих щелей-, соединяющих напорную гидролинию 23 и гидролинии 17 или 18 с гидролиниями 25 и 26, идущими к гидродвигателю. На дросселях 21 и 22 создаются давления обратной связи, действующие на подвижные части электромагнитов 1 и 2,

Таким образом, усилия от давления обратной связи в полостях 19 и 20, которые складываются с результирующими усилиями пружин 4 и 5, создают суммарное усилие, которое вычитается из результирующего тягового усилия электромагнитов 1 и 2.

Указанные составляювдае усилия подвирают так, чтобы при максимальной разности токов и максимальных расходах через дроссели 21 и 22 возвращающие силы были способны вернуть золотник 3 в исходное положение. Тогда при меньших разностях токов существуют соответственно меньшие расходы в гидролиниях 17 и 18, при которых золотник возвращается в нейтральное положение. Происходит перераспределение давлений в, гидролиниях 11 и 12. Так в одной из пкх. давление увеличивается, создавая силу, уравновешивающую результирующие усилия пружин 8 и 9, и золотник 7 движется к нейтральному положению.

Движение золотника 7 к нейтральному положению уменьшает расход в рабочих гидролиниях 25 и 26. Одновременно уменьшается сила, удерживающая золотник 3 в нейтральном положении. Так продолжается до тех пор, пока под действием тягового усилия злектромагнитов 1 и 2 золотник 3 опять сместится в крайнее положение. Это изменяет направление движения золотника 7.

Таким образом формируются треугольТныё импульсы расхода. При малых разностях токов они располагаются над нулевым уровнем потока. При больших разностях токов золотник 7 может не дохоjftpiTb до своего нейтрального положения Тогда треугольные импульсы расхода фортаир5ются над соответствующим постоянным уровнем.

При нагружении гидродвигателя внешней нагрузкой, для получения прежних расходов, необходимо увеличить открытие упомянутых дросселирующих щелей. В рассматриваемом гидроусилителе движение золотника 7 прекращается или изменяется на обратное только тогда, когда будет достигнут заданный тяговыми усилиями электромагнитов расход.

Таким образом, от нагрузки зави сит только скорость нарастания расхода, но не его конечная величина. Благодаря этому скорость исполнительного гидродвигателя с изменением нагрузки практически не изменяется. Ускорение привода с увеличением нагрузки уменьшается, что полезно при работе с большими инерционнылда массами.

Применение рассматриваемого гидроусилителя автоматизированных систем позволяет повысить КПД гидропривода с дроссельным регулированием и улу 1шить его стабильность в работе в условиях динамических воздействий.

Формула изобретения

Гидроусилитель с обратной связью по расходу, содержащий электромеханический преобразователь, подвижные элменты которого воздействуют на промежуточный гидрораспределитель, сообщенный гидролиниями с управляющими полостями регулирующего гидрораспределителя , отличающийся тем, что, с целью повьдиения стабильности в работе в условиях динамических воздействий, гидрораспределители снабжены несимметричными элементами поджатия, например пружинами, одна из которых выполнена с ограничителем хода,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Приборостроение и средства автоматики, том.4, М., 1965, с. 89-, «1даг.77.

2.Патент США 3763746, кл. 91433, 1973.