Насосный объемный гидропривод Советский патент 1982 года по МПК F15B7/00 E21D9/06 

(54) НАСОСНЫЙ ОБЪЕМНЫЙ ГИДРОПРИВОД

1

Изобретение относится к насосным объемным гидроприводам и может быть использовано в горных, строительно-дорожных и других машинах.

Известен насосный объемный гидропривод, содержащий насос, направляющий гидрораспределитель, к которому подключен дифференциальный гидроцилиндр, поршневая полость которого сообщена с одним из выходов гидрораспределителя напрямую, а штоковая полость сообщена обратным гидроклапаном с напорной гидролинией насоса.

Блок из двух параллельно включенных с прямым и противоположным направлением потока обратных гидроклапанов соединяет штоковую полость гидроцилиндра со вторым выходом гидрораспределителя, причем полость управления гидроклапана с прямым направлением потока сообщена с порщневой полостью гидроцилиндра I.

Недостатком привода является циркуляция потока при работе по дифференциальной схеме из штоковой полости в поршневую через каналы направляющего гидрораспределителя. Это приводит к большим потерям напора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является насосный объемный гидропривод, содержащий насос, предохранительный гидроклапан, направляющий гид5 рораспределитель, дифференциаль ный гидроцилиндр, поршневая полость которого напрямую сообщена с одним из выходов гидрораспределителя, а штоковая полость двумя параллельно включенными гидроклапанами, надклапанные полости управления которых сообщены с поршневой полостью гидроцилиндра, соединена со вторым выходом гидрораспределителя, причем один из гидроклапанов настроен на открытие по избыточному давлению перехода с дифференциальной схемы на схему с максимальным усилием, а второй гидроклапан - на открытие от перепада давлений между поршневой и штоковой полостями 2.

Недостатком указанного привода является циркуляция потока при работе по дифференциальной схеме из штоков в поршневую через каналы направляющего гидрораспределителя. Это приводит к большим потерям напора в случае невозможности размещения гидрораспределителя рядом с гидроцилиндром и нерациональным затратам энергии привода. Цель изобретения - снижение потерь нанорного давления гидропривода при дифференциальной и односторонней схемах подключения гидроцилиндра при уровнях давления ниже величины, определяющей момент автоматического переключения схемы управления гидроцилиндром. Поставленная цель достигается тем, что гидропривод снабжен дополнительным обратным и предохранительным клапанами, полость управления последнего соединена с поршневой полостью гидроцилиндра, выходы двух параллельно подключенных предохранительных клапанов соединены с его подпружиненной полостью, а между его выходом и поршневой полостью дифференциального гидроцилиндра установлен дополнительный обратный клапан. На чертеже представлена принципиальная гидравлическая схема насосного объемного гидропривода. Объемный гидропривод содержит гидронасос 1, соединенный напорной гидролинией 2 с гидрораспределителем 3. Дифференциальный гидроцилиндр 4 поршневой полостью 5 сообщен напрямую гидролинией 6 с одним из выходов гидрораспределителя 3, а штоковой полостью 7 через обратный гидроклапан 8 со вторым выходом гидрораспределителя 3 гидролинией 9. При этом обратный клапан 8 установлен параллельно предохранительным клапанам 10 и 11. Кроме того, штоковая полость 7 двумя параллельно включенными предохранительными клапанами 10 и 11 прямого действия также соединена гидролинией 9 с выходом 12 гидрораспределителя 3. При этом предохранительный клапан 10 снабжен пружиной 13 и подпружиненной полостью управления соединен гидролинией 14 со штоковой полостью 7 дифференциального гидроцилиндра 4, а надклапанной полостью управления гидролинией 15 соединен через гидролинию 6 с поршневой полостью 5 дифференциального гидроцилиндра 4. Предохранительный клапан 11 снабжен пружиной 16, надклапанная полость управления которого соединена гидролинией Г7 и гидролинией б и, следовательно, с поршневой полостью 5, а подпружиненная полость с баком 18. Штоковая полость 7 дополнительным пре дохранительным клапаном 19 прямого действия и последовательно включенным с ним обратным клапаном 20 соединена с поршневой полостью 5 дифференциального гидроцилиндра 4 через гидролинию 6. Причем надклапанная полость управления дополнительного предохранительного клапана 19 гидролинией 21 соединена с поршневой полостью 5 дифференциального гидроцилиндра 4, а подпружиненная полость гидролинией 22 соединена с выходами двух параллельно включенных предохранительных клапанов 10 и И. Напорная гидролиния 2 гидронасоса 1 соединена через предохранительный клапан 23 с баком 18. Насосный объемный гидропривод работает следующим образом. Исходя из максимального усилия, которое должен преодолеть щток дифференциального гидроцилиндра 4 при его дифференциальном режиме работы, производится настройка пружины 13 управляемого предохранительного клапана 10 на такой уровень перепада давлений между поршневой 5 и штоковой 7 полостями дифференциального гидроцилиндра 4, который обеспечит на штоке усилие. Пружину 16 управляемого предохранительного клапана 11 настраивают на такой уровень избыточного давления в поршневой полости 5, который также обеспечил бы на штоке дифференциального гидроцилиндра 4 максимальное усилие при дифференциальном режиме работы. Пружину предохранительного клапана 23 настраивают на поддержание в гидролинии 2 максимально допустимого избыточного давления в гидросистеме. После выполнения указанных настроек выводят гидронасос 1 в рабочий режим и устанавливают гидрораспределитель 3 в позицию, обеспечивающую подвод потока насоса 1 в поршневук полость 5 дифференциального гидроцилиндра 4. В случае нагрузки на штоке дифференциального гидроцилиндра 4 меньше максимальной поток насоса 1, поступающий в поршневую полость 5, не сможет открыть проходные сечения управляемых предохранительных клапанов 10 и 11, так как уровень избыточного давления, соответствующий указанной нагрузке, не может преодолеть усилия развиваемые пружинами 13 и 16 в отдельности. Но указанный уровень давления через гидролинию 21 воздействует на затвор предохранительного клапана 19 и открывает его проходное сечение, так как усилие пружины дополнительного предохранительного клапана 19 мало, поскольку предназначено только для подъема затвора дополнительного клапана 19 и его предварительного прижатия к седлу, и подпружиненная полость управления его гидролинией 22 соединена через гидрораспределитель 3 с баком 18. В результате поток, вытесняемый из щтоковой полости 7, через принудительно открытый дополнительный клапан 19 и последовательно включенный с ним обратный клапан 20 поступает в напорную гидролинию 6 и, следовательно, в порщневую полость 5, чем и обеспечивается дифференциальный режим работы гидропривода, т. е. выдвижение штока происходит только за счет воздействия потока на площадь штока, в то время как уровень давления в поршневой и штоковой полостях одинаков, если не учитывать гидравлических потерь потока, перетекающего из штоковой полости 7 в поршневую 5. В действительности уровень давления в штоковой полости 7 больше на величину гидравлических потерь в гидролинии перетока, чем в поршневой полости 5. В итоге дифференциальным режимом работы привода обеспечено ускоренное движение штока с нагрузкой на нем меньше максимальной, причем поток, вытесняемый из штоковой полости 7, не проходит через каналы гидрораспределителя 3. При достижении максимальной нагрузки на штоке давление в гидролиниях 2 и 6 и поршневой полости 5 достигнет уровня, которым будет сжата пружина 16 управляемого клапана 11 и, следовательно, вскрыто его проходное сечение. В результате открытия управляемого клапана 11 штоковая полость 7 дифференциального гидроцилиндра 4 сообшена с баком 18 через каналы гидрораспределителя 3. В штоковой полости 7 уровень давления снизится, т. е. между поршневой 5 и штоковой 7 полостями возникнет перепад давлений, который закроет обратный клапан 20, чем исключит поступление потока из поршневой полости 5 в штоковую 7 и, кроме того, вскроет управляемый клапан 10, т. е. параллельной гидролиниеи штоковая полость 7 будет сообшена с баком 18 через каналы гидрораспределителя 3. После сообщения штоковой полости 7 через управляемые клапаны 10 и 11 с баком 18 в поршневой полости 5 и гидролиНИИ 2 снизится уровень давления, так как поток при той же нагрузке воздействует на большую площадь, т. е. на площадь поршня дифференциального гидроцилиндра 4. В результате управляемый клапан 11 закроется и будет открыт только управляемый клапан 10 под воздействием возникщего перепада давления между поршневой 5 и штоковой 7 полостями. Таким образом, поток от насоса 1 поступает в поршневую полость 5, а из штоковой полости .7 сливается через открытый управляемый клапан 10 в бак 18, чем и будет обеспечен режим максимального усилия привода и соответственно снижение его скорости, так как возрос объем заполнения при той же величине потока. При достижении уровня давления в поршневой полости 5 выше уровня давления, при fiOTOpoM вскрывается управляемый клапан 11, поток из штоковой полости сливается через оба управляемых клапана 10 и 11. В случае снижения нагрузки на штоке ниже максимальной величины произойдет снижение уровня давления в поршневой полости 5 ниже уровня давления, при котором вскрывается управляемый клапан 11, который закроет проходное сечение под действием пружины 16, одновременно снизится и перепад давлений между полостями 5 и 7 дифференциального гидроцилиндра 4 ниже уровня, при котором управляемый клапан 10 открывается, что приведет и к его закрытию под действием пружины 13. В результате слив из штоковой полости 7 будет возможен только через открытый дополнительный клапан 19 и последовательно включенный с ним обратный клапан 20, что и обеспечит вновь дифференциальный режим работы привода. Если нагрузка на штоке вновь возрастает выше максимальной, то произойдет автоматическое переключение привода с дифференциальной схемы включения на одностороннюю, Реверс штока дифференциального гидроцилиндра 4 достигается изменением позиции гидрораспределителя 3 на противоположную. В результате поток от насоса 1 поступает в штоковую полость 7 дифференциального гидроцилиндра 4, вскрыв на своем пути энергией потока обратный клапан 8. В это время дополнительный клапан 19 закрыт под действием перепада давления межДу штоковой 7 и поршневой 5 полостями и своей пружины. Поток из поршневой полости 5 сливается в бак 18 через гидрораспределитель 3. Таким образом, в приводе исключена циркуляция потока, вытесняемого из штоковой полости в поршневую, через каналы гидрораспределителя в режиме работы по дифференциальной схеме, а также обеспечена работа привода от штоковой .полости на любом уровне давления без подпора потока, идущего от гидрораспределителя в штоковую полость дифференциального гидроцилиндра. В результате реализации представленной гидросхемы снижаются потери энергии насоса в тепло, как в режиме работы по дифференциальной схеме, так и в режиме работы привода от штоковой полости, что в итоге приводит к повышению КПД привода. Формула изобретения Насосный объемный гидропривод, содержащий насос, предохранительный клапан, гидрораспределитель, дифференциальный гидроцилиндр, поршневая полость которого сообшена с одним из выходов гидрораспределителя, а штоковая полость посредством