Гидравлический мультивибратор Советский патент 1978 года по МПК G06D1/02 

вой вспомогательной полостями первой золотниковой нары через четвертую, пятзю и шестую кольцевые полости четырехпозиционного золотника, а вторые торцовые нолости золотниковых нар связаны с каналом нагнетания через пятую, третью и среднюю полости четырехпозиционного золотника. Необходимо отметить, что для создания триггерного режима работы с имнульсным управлением вместо одного четырехнозиционного золотника можно применять три двухпозиционных управляющих золотпика, в которых вторая торцовая полость первой золотниковой нары связана через кольцевые полости первого управляющего золотника с выходной полостью второй золотниковой пары или с каналом нагнетания, вторая торцовая полость второй золотниковой пары связана через кольцевые полости второго управляющего золотника с выходной полостью первой золотниковой пары или с каналом нагнетания, а через смежные кольцевые полости третьего управляющего золотника выходная полость каждой золотниковой пары связана с третьей кольцевой вспомогательной полостью другой пары.

Схемы мультивибратора представлены на чертежах:

фиг. 1 - схема мультивибратора с четырехпозиционным управляющим золотником;

на фиг. 2 - схема мультивибратора с упрощенным управляющим золотником;

на фиг. 3 - схема мультивибратора с управляющими золотниками импульсного действия (на режимах гидравлического триггера).

Мультивибратор (фиг. 1) содержит две золотниковые пары 1 и 2, четырехпозиционный золотник 3, дроссели 4 и 5 (регулируемые) и гидравлические каналы. В золотниковых парах расположены золотники 6 и 7, пружины 8 и 9, плунжеры 10 и И, ограничители 12 и 13. Канал нагнетания 14 служит для подвода жидкости к устройству, канал 15 является сливным, каналы 16 и 17 - выходные. Во втулках золотников сделаны кольцевые полости, соединенные с каналами. Полости 18, 19 и 20 - напорные (полость 20 является средней полостью золотника 3), 21 и 22 - сливные, 23 н 24 - выходные, 25 и 26 - первые, 27 и 28 - вторые и 29 и 30 - третьи вспомогательные полости золотниковых пар, 31, 32, 33, 34, 35 и 36 - полости четырехпозиционного золотника, соответственно первая, вторая, третья, четвертая, пятая и щестая, при этом напорная полость 20 является седьмой (средней) кольцевой полостью четырехпозиционного золотника.

Выходные каналы 16 и 17 соединены соответственно с выходными полостями 23 и 24 и полостями 31 и 34 золотника 3. Полости 25 и 26 соединены соответственно с первыми торцовыми полостями 37 и 38 золотниковых пар и через дроссели 4 и 5 с полостями 27 и 28, полости 29 и 30 - с поЛостями 36 и 32, полости 35 и 33 - с вторыми торцовыми полостями 39 и 40 золотниковых пар. Полости пружин 8 и 9 соеди5 пены через дроссели 41 и 42 со сливпым каналом 15 (для разгрузки защемленных полостей).

В нейтральном положении управляющего золотника 3 (изображено на фиг. 1) напорная полость 20 соединяется с полостями 33 и 35, в правом положении с полостью 20 соедипяется полость 35, а полость 33 соединяется с полостью 31, в первом левом положении с полостью 20 соединяется полость 33, а полость 35 - с полостью 34, во втором левом положении полость 20 заперта, полость 35 соединяется с полостями 34 и 36, полость 33 соединяется с полостями 31 и 32.

0 Па чертеже представлена схема мультивибратора при отсутствии давления жидкости в канале 14.

Устройство работает следующим образом. При нейтральном положении управляющего золотника 3 давление проходит из полости 20 в торцовые полости 39 и 40 и церемещает золотники 6 и 7 влево. Выходные полости 23 и 24 к каналы 16 и 17 соединяются со сливом. Полости 25 и 26 и соответственно торцовые полости 37 и 38 соединяются с нанором, плунжеры 10 и И перемещаются вправо.

При установке управляющего золотника 3 в нравое положение полость 35 остается соединенной с напором, а полость 33 соединяется с полостью 31 и выходным каналом 16, имеющим соединение со сливом. В торцовой полости 40 исчезает давление, золотник 7 под действием пружины 9 перемещается вправо, выходной канал 17 соединяется с каналом нагнетания. Это первое устойчивое положение мультивибратора: канал 16 соединен со сливом, по каналу 17 поступает давление жидкости. Если к вы ходным каналам мультивибратора присоединен гидропривод, то он получает непрерывное движение (как правило, в сторону обратного хода).

При установке золотника 3 в первое левое положение полость 33 остается соединенной с напором, а полость 35 соединяется с полостью 34 и выходным каналом 17, имеющим соединение со сливом. В торцовой полости 39 исчезает давление, золотник 5 6 под действием 8 перемещается вправо, выходной канал 16 соединяется с напором. Это второе устойчивое положение мультивибратора: по каналу 16 поступает давление жидкости, канал 17 соединен со сливом. При этом в гидроприводе, при обычном подсоединении, выполняется непрерывный рабочий ход.

При установке золотника 3 во второе левое положение полость 20 запирается, полости 35, 34 и 36 и выходной канал 17 соединяются между собой в одной группе, а полости 33, 31 и 32 и выходной канал 16 соединяются между собой в другой группе. При таком соединении полостей в управляющем золотнике оказываются соединенными выходной канал 16 первой золотниковой пары с торцовой полостью 40 второй золотниковой пары, а выходной канал 17 второй золотниковой пары - с торцовой полостью 39 первой золотниковой пары.

Это положительные обратные связи, благодаря которым между золотниками 6 и 7 образуется триггерный принцип действия- золотники не могут находиться одновременно оба в одинаковых положениях, при перемепдении одного золотника пеоемещается в обратную сторону и другой золотник. Благодаря аналогичному соединению полостей 25 и 26 соответственно с полостями 38 и 37, образуется взаимодействие каждого плунжера 10 и 11 с золотником другой пары, но в обратной фазе по сравнению со взаимодействием золотников между собой.

При сочетании взаимодействия золотников между собой с их взаимодействием с плунжерами 10 и 11 получается генераторный режим работы устпойства с выдачей по выходным каналам 16 и 17 двухфазного пульсирующего давления.

Перед переключением управляющего золотника 3 из первого во второе левое положение золотиик 6 и плУнжер 10 находятся в ппавом положении, золотник 7 и п.лунжер II - в левом положении, канал 16 соединен с напором, канал 17 - со сливом. Во втором левом положении золотника 3 давление из канала 16 проходит в полость ПРУЖИНЫ 9. Под действием давления жидкости и УСИЛИЯ пружины золотник 7 перемешается вправо, запирает полость 26 и переключает выходную полость 24 - отсоединяет ее от слива и соединяет с напором. Давление проходит в торцовую полость 39 и перемептает золотник 6 влево, полость 25 соединяется с напором, выходная полость 23 отсоединяется- от напора и соединяется со сливом. Давление проходит в ТОРЦОВУЮ полость 38 и перемещает плунжер 11 вправо. Имея давление в полости 39 и соединение со сливом полости 40, золотники 6 и 7 Устанавливаются в первое устойчивое положение: золотпик 6 - влево, золотник 7 - направо. Плунжер 10 под действием пружины перемещается влево, но скорость его перемещения замедляется дросселем 5, через который жидкость вытесняется из полости 37 на слив.

Kor.iia плунжер 10 ПРИ перемещеиии влево открывает по.пость 29. давление на выУ07ТНОЙ полости 24 проходит через полости S4. 36 и 29 в полость пружины 8. Золотник 6 прррменгаотся вправо, соответственно перемешаются золотник 7 влево и плунжер 10 направо, переключаются выходные полост1Г 23 и 24 - золотники 6 и 7 устакавливаются во второе устойчивое положение. Плунжер 11 начинает замедленно перемещаться влево. Далее идет повторение циклов - мультивибратор работает в генераторном режиме, выдавая по каналам 16 и 17 двухфазное пульсирующее давление.

Генераторный режим работы мультивибратора прекращается при установке управляющего золотника в любое из трех его остальных положений.

Длительность времени фаз давления, выдаваемого по каналам 16 и 17, регулируется соответственно дросселями 4 и 5. При установке мультивибратора с гидроприводом от соотношения продолжительности фаз давления ц слива зависит направ,пецие перемещения привода на вибрационном режиме - в сторону рабочего или возвратного хода. При этом на направление перемещепия привода не влияет из какого плавного режима (рабочего или возвратного ходя был включен виброрежим.

На гидроприводах высокого давления (400-800 атм), управляемых клапанами,

например, на прессах, мультивибратор можно подключить к гидравлически управляемым клапанам, что также обеспечит управление гидроприводом на всех рел илтах, в том числе на виброрежиме.

Если от мультивибратора потребуется непрерывная подача жидкости только в одном направлении, например, в баки, реакторы, с последующей работой на виброрежиме, то его Устройство упрощается (см.

Лиг. 2), и одна золотниковая пара может быть сделана меньших размеров. Кольцевые полости 23, 29 и торцовая полость 39 первой золотниковой пары соединяются соответственно с полостями 40 и 24 второй золотниковой пары помимо управляющего золотника 3, в КОТОРОМ остаются только кольцевые полости 31 и 32, соединенные по прежней схеме (фиг. 1). Золотник 3 де,лается двухпозиционным и выполняет функции пуска вибрационного режима.

В правом положении золотника 3 (фиг. 2) разорвана связь между выходной полостью первой золотниковой пары и вспомогательной полостью 30 второй золотниковой пары. Прп подаче .давления жидкости золотпик 6 перемещается влево, а золотник 7 остается в исходном положении - мультивибоатор самоустанавливается в первое устойчивое положение: полость 23 соединена

со сливом, канал 16 может быть заглушен, по каналу 17 подается жидкость. При установке золотника 3 в левое положение мультивибратор работает в качестве генератора пульсирующего двухфазного давления, как

-описано выще, и может использоваться как в технологических установках (например, моечных, рудообогат11тельт1ых, хнлптческих), так и в гидроавтоматнке в качестве задающего двухфазного генератора с регулируемой длительностью тактов, фазирующего и

переключающего гидроаппаратуру, цепи гидросистемы.

Дистапциоиное и программное управление всеми четырьмя режимами работы мультивибратора, а также автоматическое управление по концевым упорам, например, в гидроприводе осуществляется в варианте устройства по фиг. 3. Устройство содержит вместо одного четырехпозиционпого управляющего золотника три двухпозиционных золотника 43, 44 и 45 (соответственпо первый, второй и третийуправляющие золотники). На фиг. 3 кольцевые полости управляющих золотников 43, 44 и 45, функционально аналогичные соответствующим кольцевым полостям четырехпозиционного золотника 3 (фиг. I), обозначены теми же номерами, как на схеме фиг. 1. При этом, две полости разпых золотников, соединенные с одним каналом и эквивалентные одной полости в четырехпозиционном золотнике, обозначены одним номером, но отличаются индексом «, например, полости 32 и 32.

В этом варианте, в исходном положении управляющего золотника 45, мультивибратор представляет собой гидравлический триггер, управляемый золотниками 43 и 44 импульсного действия. При подаче давления жидкости золотники 6 и 7 самоустапавливаются в одно из устойчивых положений триггера, из-за различия гидравлических сопротивлений в каналах, например, золотник 6 - влево, золотник 7 - нанраво - первое устойчивое положение триггера (мз льтивибратора).

При кратковременном нажатии на золотник 44 давление жидкости подается в торцовую полость 40, золотник 7 перемещается влево, вслед за тем золотник 6 перемещается вправо, выходной канал 16 соединяется с напором, выходной канал 17 - со сливом. После прекращения управляющего воздействия золотник 44 под действием пружины возвращается вправо и соединяет между собой полости 31 и 33, благодаря чему давление в торцовой полости 40-поддерживается давлением из выходного канала 16, золотники 6 и 7 остаются в переключенном положении - это второе устойчивое положение.

При одновременном нажатии на два управляющих золотника 43 и 44 оба переключающих золотника 6 и 7 перемещаются в левое положение, оба выходных канала 16 и 17 соединяются со сливом - это может быть нейтральное ноложение, или «плавающее пололсение гидропривода, например, для установки по грзнту ковшей, грейферов землеройных и погрузочных машин.

Перемещением влево золотника 45 включается генераторный режим работы мультивибратора.

Таким образом, в варианте мультивибратора по схеме на фиг. 3 совмещаются функции гидравлического триггера, мультивибратора и четырехнозиционного управ.чяющего устройства, например, для гидронривода. При этом, триггерный принцип управления с помощью разделепных золотников 43 и 44 импульсного действия упрощает структуру и уменьшает габариты управляющих устройств, вырабатывающих сигналы управления, непосредственно согласуется с дистанционным, программным унравлением и с автоматическим управлением по концевым упорам.

Формула изобретения

1. Гидравлический мультивибратор, содержащий четырехпозиционный золотник с семью кольцевы.ми полостями, средняя из которых соединена с каналом нагнетания, и две золотниковые пары, каждая из которых

состоит из золотника, плунжера и пружины, расноложенной между золотником и плунжером в полости, которая соединена через дроссель со сливной кольцевой полостью золотниковой нары, первая торцовая полость каждой золотниковой пары соединена с первой и через дроссель со второй вспомогательными кольцевыми полостями второй золотниковой пары, напорная полость каждой золотниковой пары подключена к каналу нагнетания, отл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения области нрименения, выходная полость первой золотниковой пары связана со второй торцовой полостью второй золотниковой пары и через смежные

первую и вторую кольцевые полости четырехпозиционного золотника с третьей кольцевой вспомогательной нолостью второй золотниковой пары, а выходная нолость второй золотниковой нары связана со второй

торцовой и третьей кольцевой всномогательиой полостями первой золотниковой нары.

2. Мультивибратор поп. 1, отличающийся тем, что, с целью создания четырех управляемых режимов его работы, в

нем выходная полость первой золотниковой пары связаны со второй торцовой полостью второй золотниковой пары через первую и третью кольцевые полости четырехпозиционного золотника, а выходная полость второй золотниковой пары связана со второй торцовой и третьей кольцевой вспомогательной полостями первой золотниковой пары через четвертую, пятую и шестую кольцевые полости четырехпозиционного золотника, а вторые торцовые полости золотниковых пар связана с каналом нагнетания через пятую, третью и среднюю полости четырехнозиционного золотника.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.В. Т. Темный «Основы гидроавтоматики, «Наука, 1972, с. 173-174.

2.Авторское свидетельство СССР № 257146, G 06D 1/00, 1967 (прототип).

рлтт I

Ы&Г

33

/7

S 32 Ji

AU