Комбинированный клапан Советский патент 1982 года по МПК F16K17/10 

(54) КОМБИНИРОВАННЫЙ КЛАПАН

1

Изобретение относится к контрольно-регулирующей аппаратуре объемного гидропривода машин и механизмов и может быть использовано в многоцелевых испытательных стендах, гидроприводах машин и станков с высокими скоростями рабочих органов и жесткими требованиями по стабилизации давления в системе, а также в указанных гидроприводах для частичной разгрузки насоса в момент холостого хода, предохранения от перегрузок и поддержания одновременно постоянства различного по величине давления в двух автономных напорных магистралях, а также редуцирования давления при питании аппарата от одного насоса.

Известен клапан, содержащий разделяюший напорную и сливную магистрали основной запорный орган, управляющая полость которого сообщена дроссельным отверстием с напорной магистралью и со сливом разгрузочным каналом, перекрываемым установленным в расточке корпуса управляющим клапаном с регулируемым усилием затяжки пружины 1.

Недостатком этого устройства является то, ,что оно позволяет осуществлять только функции предохранения.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что в корпусе выполнены две, связанные с рабочими магистралями полости, сообщенные между собой отверстием и установлен перекрывающий это отверстие в двух крайних положениях, нагруженный пружиной с регулируемым усилием затяжки, дополнительный запорный орган с осевой направляющей, закрепленной на корпусе, причем дополнительный запорный орган выполнен в виде

15 плунжера, входящего в расточку корпуса, а разгрузочный канал выполнен в направляющей. Кроме того, на направляющей установлено упорное кольцо, ограничивающее перемещение запорного органа в направле20 НИИ действия пружины, а на поверхности направляющей выполнены лыски, сообщающие полость под дополнительным запорным органом со сливом при перемещении его против действия пружины.

Комбинированный клапан содержит размещенные в корнусе 1 основной запорный орган 2, разделяющий нанорную 3 и сливную 4 магистрали. Управляющая полость 5 сообщена дроссельным отверстием 6 с напорной и со сливной магистралями разгрузочным каналом 7, перекрываемым управляющим клапаном 8, нагруженным пружиной 9, имеющим узел 10 настройки. В корпусе выполнены полости 11 и -12, связанные с рабочими магистралями и сообщенные между собой отверстием 13. В расточке 14 корпуса установлен дополнительный запорный орган 15, выполненный в виде нагруженного пружиной 16 с регулируемым усилием затяжки плунжера и перекрывающий отверстие 13. На корпусе установлена осевая направляющая 17 плунжера, и в ней выполнен разгрузочный канал 7. На направляющей установлено упорное кольцо 18, ограничивающее перемещение дополнительного запорного органа в направлении действия нагружающей его пружины. Кроме того, на боковой поверхности направляющей выполнены лыски 19, сообщающие полость под дополнительным запорным органом с сливной магистралью. Устройство включено в систему, содержащую насос 20, реверсивный золотник 21, гидродвигатель 22. Включение комбинированного клапана на различных режимах осуществляется за счет коммуникаций 23-31.

Устройство работает следующим образом.

Работа в режиме клапана прямого действия возможна в гидросистемах с постоянным расходом, когда требуется достаточное быстродействие. При этом пружина 9 управляющего клапана затягивается -полноетью, упорное кольцо снято, дополнительный запорный орган 15 закрыт, подвод жидкости от насоса 20 осуществляется по рабочим магистралям 23--24-27 в полость 11, а полость 12 связана со сливом. При превыщении усилием давления в полости 11 уси. ЛИЯ настройки пружины 16 запорный орган

15открывается и сообщает полость 11 с полостью 12 и со сливом.

Работа аппарата в режиме клапана непрямого действия возможна в системах со значительным расходом, способным изменяться в определенных пределах. Пружина

16при этом затягивается полностью, упорное кольцо 13 снято, рабочая магистраль, связанная с полостью 11, перекрыта. Подвод жидкости от насоса 20 осуществляется по магистралям 23-25.

При превышении усилием давления усилия пружины 9, управляющий запорный орган 8 открывается, образуя расход в сливную магистраль 4. За счет дросселя 6 между напорной магистралью 3 и управляющей полостью 5 образуется перепад давления и основной запорный орган 2 открывается, сообщая магистрали 3 и 4.

Работа аппарата в режиме клапана непрямого действия совместно с клапаном прямого действия возможна в системах с жесткими требованиями по ограничению заброса давления в динамике. В этом случае пружина 16 дополнительного запорного органа настраивается по усилию немного ниже усилия пружины 9 управляющую клапана, упорное кольцо 13 снято, полость 12 соединена со сливом. Подвод жидкости от насоса 20 в этом случае производится в напорную магистраль и к дополнительному запорному органу 15 по магистралям 23- 24-17, причем в магистрали 23-24-27 для расхода и более четкого срабатывания может быть поставлено гидросопротивление (дроссель). При превыщении давлением усилия настройки пружины.16 вначале срабатывает запорный орган 15 при незначительном расходе жидкости через него, соединяя полости 11 и 12, затем аналогично начинают срабатывать запорные органы 8 и 2.

Работа аппарата по предохранению и поддержанию различных по величине давлений в 2-х раздельных магистралях возможна в системах с 2-мя насосами одинаковой или различной производительности. При этом кольцо 13 снято, пружины 9 и 16 настроены на различные давления.

Подвод .жидкости осуществляется от од ного насоса, например 20, к напорной магистрали 23-25, а от другого насоса (не показан) - по магистрали 30-31 в полость 11. Раздельная работа этих клапанов по предохранению и поддержанию давления в системе приводится ниже.

Совместная работа аппарата в режиме клапана непрямого действия и редукционного клапана прямого действия возможна в системах с гидродвигателями с различными усилиями нагрузки на штоках, питаемых от одного насоса 20.

В этом случае основное давление в системе (в щтоковой полости гидродвигателя 22) поддерживается клапаном непрямого действия, управляющи.м клапаном 8 и запорным органом 2 подвод жидкости к которому осуществляется по магистрали 23 торому осуществляется по магистрали 23-25.

Понижение давления ниже настройки клапана непрямого действия производится дополнительным запорным органом 15 при установленном упорном кольце 18.

Подвод жидкости осуществляется по магистрали в заклапанную полость 12, затем через образованную редуцирующую щель в полость 11. При этом жидкость в полости 11 воздействует на рабочую площадь дополнительного запорного органа 15, перемещает его до тех пор пока усилие редуцированного давления не уравновесит усилие пружины 16, и в полости 11, с которой связан второй гидродвигатель (не показан), установится пониженное давление. Ири значительном и резком возрастании редуционного давления в полости 11, дополнительный запорный орган 15 максимально поднимается и лыски 19 через расточку соединяют полость 11 со сливом, пока не установится необходимое давление, Работа аппарата в режиме частичной разгрузки насоса при холостом ходе гидродвигателя возможна за счет переключения в момент реверса золотником 21 режима поддержания давления в системе при рабочем ходе клапаном непрямого действия на режим пониженного давления (разгрузки), необходимого только для преодоления сил трения в уплотнениях и направляющих, которое при холостом ходе поддерживается настройкой пружины 16. При этом упорное кольцо 18 снято, полость 12 связана со сливом. При рабочем ходе поршня гидродвигателя 22, жидкость под рабочим давлением подается от насоса 20 в штоковую полость, а клапан непрямого действия подключен через магистраль 23-25. Бесштоковая полость гидродвигателя 22 и полость 11 связаны через золотник 21 со сливом по магистрали 27-26. При холостом ходе поршня гидродвигателя 22 жидкость под давлением разгрузки подается в бесштоковую полость, а давление к запорному органу подается по магистрали 23-26-27. Штоковая полость гидродвигателя 22 и клапан непряемого действия в этом случае через золотник 21 связан со сливом. При реверсировании гидродвигателя 22 этот цикл может многократно повторяться с попеременным подключением в систему запорного органа 15 и клапана непрямого действия с разгрузкой при холостом ходе, за счет чего экономится часть мощности приводного электродвигателя насоса. . Использование предлагаемого комбинированного клапана позволяет на базе одного аппарата получить шесть различных режимов работы по регулированию. давления в системе, что значительно расширяет его функциональные возможности. Формула изобретения Комбинированный клапан, содержащий разделяющий напорную и сливную магистрали основной запорный орган, управляющая полость которого сообщена дроссельным отт верстием с напорной магистралью и со сливом разгрузочным каналом, перекрываемым установленным в расточке корпуса управляющим клапаном с регулируемым усилием затяжка пружины, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в корпусе выполнены две, связанные с рабочими магистралями полости, сообщенные между собой отверстием и уста-новлен перекрывающей это отверстие в двух крайних положениях, нагруженный пружиной с регулируемым усилием затяжки, дополнительный запорный орган с осевой направляющей, закрепленной на корпусе, причем дополнительный запорный орган выполнен в виде плунжера, входящего в расточку корпуса, а разгрузочный канал выполнен в направляющей. 2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что на направляющей установлено упорное кольцо, ограничивающее перемещение запорного органа в направлении действия пружины, а на поверхности направляющей выполнены лыски, сообщающие полость под дополнительным запорным органом со сливом при перемещении его против действия пружины. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ситников Б. Т. и др. Расчет и конструирование предохранительных и переливных клапанов. М., «Машиностроение, 1972, с. 18, рис. 6/11.