Генератор импульсов давления

( определи- управлеСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙИ ОТКРЫТИЙ) 23.07.83. Вюл. Р 2772) А. Г, Параев, В.М, Лебедев, О.Г. 1(алошина, Г.А. Параев,Н.М. Савескул, В.А. Калошин и О,И. Пивкина (71) Всесоюзныйнаучно-исследовательский институт сельскохозяйственного машиностроения им.В.П.Горячкина (53) 621646(088.8.)(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 277438, кл, А 01 С 25/02, 1968.2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2823153/30-15,19.09.79 (,прототип ).(54)(57) 1. ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ДАВЛЕНИЯ, включающий запорный орган с полостью управления, гидравлически связанной через распределительный клапан с напорной магистралью, гидравлический шаговый искатель, подключенный к напорной магистрали.и через распределительный клапан к полости управления запорного органа,. и нормально открытое гидрореле задержки времени, подсоединенное к распределительному трубопроводу и состоящее из гидроцилиндра с дросселем, заполненного маслом,гидроаккуму лятора, гидравлически соединенного с напорной магистралью, рычажного переключателя и золотникового распределительного клапана, управляемого посредством гидрореле через рычажный переключатель, о т л и ч а ю щ и й,с я тем, что, с целью повышения на. дежности управления путем создания требуемой формы и времени спада управ.,ЯО 1 029920 А ляющих импульсов давления и повышения стабильности выдержки временных интервалов между импульсами, гидрореле, задержки времени снабжено параллельно включенными регулируемымдросселем и обратным клапаном,перепускнымдросселем с переменным сопротивлением и приводом в виде гидродвигателя одностороннего действия с регулируемой пружиной, подключенного к распределительному трубопроводу, а также подвижной опорой рычажного переключателя, выполненной в виде заполненной маслом глухой полости с мембраной и двуйлечего ры- чага,одийконец которого шарнирно свя зан с рычагом переключателя, а другой пбдпружинениый конец шарнирно связан Е с штоком мембраны, закрывающей глухую полость, причем регулируемый дроесель и обратный клапан установленмав ны между напорной магистралью и гидро- % аккумулятором, а перепускной дроссель - между эолотниковым ра тельным клапаном и полостью ния запорного органа.2. Генератор по п,1, .о т л и ч аю щ и й с я тем, что,с целью обеспе чення надежной Работы на участках с большими уклонами местности,он снабжен сбросным устройством, выполненным в виде сливного клапана с гидроприводом, поршень которого падпружинен регулируемой пружиной со стороны напорной полости, соединенной с эолотнико вым распределительйым клапаном, причем подклапанная полость сливного клапана соединена с распределительным трубопроводом.1029920 Изобретение относится к сельскомухозяйству, в частности к области автоматизации водораспределения напорных оросительных систем,и может бытьиспользовано на стационарных дождевальных системах, 5Известен вторичный генератор им,пульсов, включающий сблокированныеобратный и сливной клапаны на отводахот распределительных трубопроводов,имеющих на входах запорные органы, полость управления которых соединена каналом уПравления через распределительный клапан с напорной магистралью, араспределительный клапан связан сцентральным пультом насосной станции 5линией связи 1 3Недостатками конструкции являютсянизкая надежность вследствие необходимости подачи командных импульсовпонижения давления от цетральногоэадатчика импульсов на насосной станции по магистральному трубопроводувсякий раз, когда требуется импульсна срабатывание вторичного генератора, по сигналу которого срабатываетмеханизм водораспределеиия очередногополивного трубопровода, а такжесложность конструкции ввиду необходимости прокладки линий связи от блока управления на насосной станциик распределительным клапанам, включа- ЗО ющим в работу распределительные трубопроводы.Известен также генератор импульсов давления, включающий запорный орган с полостью управления, гидравлически 35 связанной через распределительныйклапан с напорной магистралью, гидравлический шаговый искатель, подключенный к напорной магистрали и через распределительный клапан к полости 4 О управления запорного органа, и нормально открытое гидрореле задержки времени, подсоединенное к распределительному трубопроводу и состоящее из гидроцилиндра с дросселем, запол ценного маслом, гидроаккумулятора гидравлически соединенного с напорной магистралью, рычажного переключателя и золотникового распределительного клапана, управляемого посредством гидро- реле через рычажный переключатель 2.Недостатком этого генератора является невысокая надежность управления механизмами водораспределения и низ" кая стабильность выдержки временных интервалов между импульсами давления. з 5 Это объясняется разной удаленностью исполнительных механизмов на трубопроводной сети от генератора импульсов, что приводит к необходимости перемены времени выдержки спада давления 60 разными типами исполнительных механизмов водораспределения в различных системах управления водораспределением, а,именно, необходимо менять форму импульсов давления, т,е. крутизну 65 спада и подъема давления, а также зависимости вязкости жидкости масла, от температуры в гидрореле задержки времени, что приводит к значительным колебаниям времени между импульсами, колебаниям времени полива)и, таким образом, к выдаче разных поливных норм н ухудшению качества полива,Кроме того, при установке генератора на напорных системах в местности со значительными уклонами, при закрытии запорного органа падение давления вблизи генератора может быть недостаточным для срабатывания счетчиков импульсов в механизмах водораспределения из-за разности геодезических отметок у генератора и у работающих в предыдущем цикле полива механизмах водораспределения. Целью изобретения является повышение надежности управления путем создания требуемой формы и времениспада управляющих импульсов давления и повышение стабильности выдержкивременных интервалов между импульсами. Поставленная цель достигается тем,что гидрореле задержки времени снабжено параллельно включенными регулируемым дросселем и обратным клапаном,перепускным дросселем с переменнымсопротивлением и приводом в видегидродвигателя одностороннего действия с регулируемой пружиной, подключенного к распределительномутрубопроводу, а также подвижной опорой рычажного переключателя, выполненной в виде заполненной маслом глухой полости с мембраной и двуплечегорычага, один конец которого шарнирносвязан с рычагом переключателя, авторой подпружиненный конец шарнирно связан со штоком мембраны, закрывающей глухую полость, причем регулируемый дроссель и обратный клапан установлены между напорной магистральюи гидроаккумулятором, а перепускной дроссель - между эолотниковым распределительным клапаном и полостьюуправления запорного органа.Кроме того, с целью обеспечениянадежной работы на участках с большими уклонами, генератор снабженсбросным устройством, выполненным ввиде сливного клапана с гидроприводом, поршень которого подпружиненрегулируемой пружиной со сторонынапорной полости, соединенной с золотниковым распределительным клапаном, причем нодклапанная полостьсливного клапана соединена с распределнтельным трубопроводом,На чертеже приведена схема предлагаемого генератора импульсов давления.Генератор импульсов давления установлен на напорной магистрали 1в месте отвода к распределительному трубопроводу 2 и включает эапорный орган 3 в виде цилиндрического затвора, снабженного гидроприводом с полостью управления 4 и демпфером 5, счетный механизм 6, выполнен ный в виде гидравлического шагового искателя 7 с распределительным клапаноя 8, временной механизм 9, состоящий иэ гидрореле 10 задержки вре,мени, масляного гидроаккумулятора 11 10 с регулируемым дросселем 12 и обратным клапаном 13 на входе, рычажного переключателя 14 с качающимся рычагом 15 и подвижной опорой 16, и золотникового распределительного клапана 17, 15 перепускной дроссель 18 и сбросное устройство 19Гидрореле 10 задержки времени дросселем 20 с переменным регулируемым сопротивлением для перетекания масла в гидроаккумулятор 11 и обратным клапаном не показан ) для сво- бодного перетекания масла под поршень гидрореле, Для гидроаккумулятора 11 через регулируемый дроссель 12 иобратный клапан 13 трубкой 21 подключен к напорной магистрали 1Этой же трубкой напорная магистраль 1 подключена к гидравлическому шаговому искателю 7 и краспределительному клапану 8.Трубка 22 соединяет вход золотникового распределительного клапана 17 с выходом распределительного клапана 8Подвижная опора 16 рычажного переключателя 14 выполиена в виде двуплечего рычага 23 с неподвижной точкой опоры, один конец которого шарнирно связан с качающимся рычагом 15, а второй подпружиненный конец шарнирно связан со штоком мембраны 24, закрыглу у 25,4 а заполненную маслом. Пространственное положение рычага 23 и сила пружины 26 выбираются такими,что сила, действующая от стороны подпружиненного конца рычага 23 на мембрану 24 при любых допус 45 тимых положениях рычага всегда направлена в сторону глухой полости 25.Перепускной дроссель 18 имеет иглу 27 с переменным сечением, ось которой кинематически связана с мем- браной 28 гидродвигателя 29 одностороннего действия .с регулируемым усилием пружины, напорная полость которого подключена к распределительному трубопроводу 2 трубкой 30. Эта же трубка подает напорную воду из распределительного трубопровода 2 в гидрореле 10 задержки времени и сбросное устройство 19. Перепускиой клапан соединен трубкой 31 с выходом золотникового распределительного клапана 17 60 и трубкой 32 с полостью управления полостью 4 запорного органа.Сбросное устройство 19 выполнено в виде сливного.клапана 33, подключенного подклапанной полостью к рас пределительному трубопроводу 2 трубкой 21 и имеющего глдропривод 34,прошень которого подпружннен регулируемой пружиной со стороны напорнойполости, соединенной с золотниковымраспределительным клапаном 17 трубкой 31.Для предотвращения засорения трубок,и клапанов генератор снабжен фильтрами 35Генератор импульсов давления работает следующим образом.Согласно программе полива послевключения насосной станции заполняется напорная магистраль 1, после чегоблок управления на насосной станциисоздает командные сигналы пониженияповышения давления, распространяющиеся по напорной магистрали до запорныхорганов генераторов, перекрывающихвходные сечения распределительныхтрубопроводов и переключающих храповики и кулачки гидравлических шаговыхискателей 7 по каждому сигналу наугол одного зуба,После подачи по напорной магистра. -ли соответствующего числа командных,импульсов давления и достижения рабочего давления гидравлический шаговыйискатель генератора переключает клапанный распределитель 8, подавая напорную воду через нормально открытыйэолотниковый распределительный клапан17 по трубке 31 через перепускнойдроссель 18 в полость 4 управлениязапорного органа, Запорный органоткрывается, давление в распределительном трубопроводе 2 повышаетсядо рабочего, открывается первый наочереди механизмводораспределенияс гидроимнульсным управлением и начинается полив дождевальными аппаратами.После повыаения давления в распределительном трубопроводе 2 до рабочего давления в надпоршневой полостигидрореле 10 задержки времени сравняется с давлением в подпоршневой полости, которое равно давлению в напорноймагистрали 1, поэтому поршень гидроре-ле задержки времени под действием пружины рычажного переключателя 14 начнетопускаться, причем время онукаиия егов крайнее нижнее положение равно вре-.мени выдачи поливной нормы работающими дождевальными ацпаратами и определяется величиной гидравлического сопротивления дросселя 20,При перемешивании пораня гидрорелев крайнее нижнее положение рычажный пе"реключатель 14 переключает золотниковыйраспределительный клапан 17, соединяяполость управления 4 запорного органа.через и .репускной дроссель 18 сатмосферой. Под действием рабочегодавления на пораеньгидроприводазапорного органа и усилия пружинызапорный орган на входе: распредели 1029920тельного трубопровода закрывается,причем плавность закрытия обеспечивается демпфером запорного органа.При закрытии запорного органа 3 давление за ним в распределительном трубопроводе .2 падает, что приводит к 5переключению счетчиков импульсов вовсех механизмах водораспределения нараспределительном трубопроводе.При падении давления в распределительном трубопроводе 2 за запорным 10органом давления в надпораневой полости гидрореле задержки времени упадет, что приведет к кередазливанию маслаиз гидроаккумулятора 11 гидрореле через открытый обратный клапан в дроссель 2 О в йодпорцневую полость гидрореле, перемещая поршень гидрореле в,крайнее верхнее положение и преодолевая усилие пружины рычажного переключателя 14, Время передвижения поршняв крайнее верхнее положение определяется усилием пружины и сопротивлениемдросселя 12 и равно времени выдержки спада давления.При достижении поршнем гидрареле за"держки времени крайнего верхнего положения .рычажный переключатель 14 переключает золотниковый распределительный клапан 17, соединяя полость запорного. органа 3 с атмосферой через перепускной дроссель 18, Под дейст вием рабочего давления на поршень гидропривода запорного органа и усилия пружины эапорный орган на входе распределительного трубопровода закрывается, причем плавность закрытия 35 обеспечивается демйфером запорного органа и величиной сопротивления дросселя 18. При закрытии запорного органа 3 давление эа ним в распределительном.трубопроводе 2 падает, что кривоО водит к очередному переключению счетчиков импульсов во всех механизмах водораспределения данного распределительного трубопровода.При падении давления в распределительном трубопроводе 2 за запорным органом давление в надпоршневой полости гидрореле задержки времени упадет, что приведет к передавливанию жидкости из гидроаккумулятора 11 гидрореле через обратный клапан в подпоршневую полость гидрореле, перемещая поршень гидрореле в крайнее верхнее положение и преодолевая усилие пружины рычажно" го переключателя. Время передвижения поршня в крайнее полажение определя ется усилием пружины и сопротивлением дросселя 12 и равно времени выцержки спада давления.При достижении поршнем гидрореле задержки времени крайнего верхнего поло- ф жения рычажный переключатель 14 переключает эолотниковый распределительный клапан. 17 в исходное положение, при котором полость 4 запорного.органа соединена нереэ перепускной дроссель 18, залотниковый распределительньвгклапан 17 и распределительный клапан8 с напорной магистралью. запорныйорган 3 открывается, давление эа запорным органом повышается до рабочегои открывается следующий на очередимеханизм водораспределения,После подачи числа импульсов дав .ления, равного числу механизмов водораспределения на работающем распределительном трубопроводе и выдержкиВремени, равной времени выдачи поливной нормы, блок управления на насосной станции выдает командный сигналпонижения - повышения давления в напорной магистрали, по которому происходит переключение гидравлическихшаговых искателей 7 генераторов импульсов, установленных на системе орошения. При этом гидравлический шагавыйискатель на генераторе отработавшегораспределительного трубопровода переключит распределительный клапан 8,который перекроет доступ напорной воды по трубе 22 к золотниковому распределительному клапану 17 отработавшего генератора. Запарный орган отработавшего генератора пад действиемпружины и рабочего давления на пор"шень гидропривода запорного органазакроется, перекрывая доступ на орнойводы в отработавший раскределительныйтрубопровод,При работе на местностях с большими .усклонами, в случае недостаточногоснижения давления в распределительномтрубопроводе 2 для срабатывания счетчиков импульсов механизмов водараспределения при закрытии запорногооргана . 3 генератора из-за большихперепадов высот между генератороми исполнительными механизмами водараспределения снижение давления спада до требуемого осуществляется сбросным устройством следующим образом.Ва время спада давления, при создании управляющего импульса, давлениеводы на прошень сброснога устройства19 снизу равно нулю, так как золотниковый распределительный клапан 17 со-.единяет трубку 31 с атмосферой. Силапружины сброснага устройства 19 устанавливается равной силе требуемогодавления спада на тарелку сливногоклапана. Если давление спада выше допустимого, сила давления на,тарелкусливного клапана больше силы пружины,и сливной клапан открывается,сбрасы-вая давление в распределительномтрубопроводе 2 до требуемого давленияспада в управляющем импульсе.Надежное срабатывание различных типов механизмов водораспределения (клапаны, задержки, затворы и др, ) с число-импульсным управлением достигаетсяпри различной крутизне спада и подъемаимпульсов давления, которые устанавливаются переменным дросселированиемподачи напорной воды и отвода напорной воды из полости 4 запорного органа 3 по трубке 31, для чего перепускной дроссель 18 с иглой переменного сечения перемещается относительно седла при помощи гидродвигателя 29, причем величина перемещения иглы относительно седла зависит от давления в распределительном трубопроводе и от силы пружины гидродвигателя 29. Установка требуемой крутизны спада и подъема им пульса давления производится изменением усилия пружины гидродвигателя 29.Для различных типов исполнительных механизмов водораспределения с число- импульсным управлением, а также при установке генератора на участках различной площади, минимальная длительность спада давления различны. Для больших участков, на которых расстояния от генератора домеханизмов водораспределения велико, требуется, по сравнению с малымн участками, большая длительность. С другой строны, необоснованно большаядлительиость спада приведет к неэкономной работе насосной станции и к ухудшению КПД системы.Установка оптимальной длительности спада давления для данного участка и данных механизмов водораспределения осуществляется изменением сопротивления регулируемого дросселя 12, а для установки влияния дросселя на время между импульсами давления на время полива ), в параллель к нему включен обратный клапан 13Время между импульсами давления, 35 т.е. длительность полива, значительно зависит от вязкости масла в гидрореле 10 задержки времени, которая зависит от температуры окружающей среды.Для устранения температурного влия ния на время между импульсами служит подвижная опора 16 качающегося рычага 15, работающего следующим образом. Ход штока гидрореле задержки времени- благодаря применению в гидрореле чулочных выворачивающихся манжет, значительно больше необходимого хода для переключения рычажного переключателя 14 в крайние положения. Если при изменениях температуры соответственно перемещать точку опоры рычага 15, то для переключения рычажного переключателя потребуется соответственно больший или меньший ход штока гидрореле задержки времени, т.е, соответственно потребуется перетекание. через дроссель 20 большего или меньшего объема масла. При увеличении температуры вязкости масла в гидрореле 10 снижается и время перетекания, т.е. время между импульсами давления уменьшается. При этом масло в глухой емкости 25 расширяетсяи мембрана 24 поворачивается посредством штока рычаг 23 про-. тив часовой стрелки, перемещая точку опоры рычага 15 влево. При этом для переключения рычажного переключателя 14 потребуется больший ход штока гидрореле 10, и соответственно, больший объем перетекаемого масла, что увеличивает время перетекания и компенсирует тем самым температурное изменение вязкости масла и уменьшение времени перетекания. Предложенная конст рукция температурной конмпенсации проста, легко перестраиваема, например, изменением положения неподвижнойопоры рычага 23 или точки шарнирного соединения рычагов 15 и 23, и имеет большой диапазон регулирования.Применение изобретения позволит значительно повысить надежность правильного срабатывания исполнительных механизмов водораспределения различных типов на различных участках поли-: ва, повысить тем самым равномерность полива и урожай сельскохозяйственных культур.1029920 Составитель Е.Солдатоваедактор Н. Пушненкова Техред Л,Пекарь Корректор А.П Патент", г. Ужгород, ул. Проект Филиал П каэ 5022/5 Тираж ВНИИПИ Государственн по делам изобрет 113035 Москва, Ж