Гидравлический мультивибратор

О П И С А Н И Е г 111633 О 09ИЗОБРЕТЕН И Я Союз Советских Соолалистически Республик(22) Заявлено 21.01.74 (21) 1990833/18-24 51) М. Кл.з 06 Р 1 ением заявки Ме 2368308/18-24 2369075/18-24сое Государственный комитет СССР(43) Опубликовано 15.11.78. Бюллетень Ке (45) Дата опубликования описания 15.11,7 делам изобреге открытий(54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ М ИВИБРАТОР Настоящее изобретение относится к группе золотниковых приборов гидроавтоматики широкого назначения и может использоваться для построения систем гидроавтоматики и в качестве отдельного управляюще го устройства, совмещенного с источником (генератором) двухфазного пульсирующего давления,Известны устройства, обеспечивающие 10 формирование гидравлических сигналов, пригодных для работы с отдельными триггерами 1. Недостатком таких устройств является узкая область применения, где средние расходы жидкости небольшие. На иболее близким техническим решением к данному является гидравлический мульти- вибратор, содержащий четырехпозиционный золотник с семью кольцевыми полостями, средняя из которых соединена с каналом 20 нагнетания, и две золотниковые пары, каждая из которых состоит из золотника, плунжера и пружины, расположенной между золотником и плунжером в полости, которая соединена через дроссель со сливной коль цевой полостью золотниковой пары, 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 2,По своей характеристике он пе подходит для многих технологических устройств, где необходима гпдроавтоматика с регулируемой выдержкой длительности тактов, что сужает область ее применения.Целью изобретения является расширение области применения,Предложенныш гидравлический мульти- вибратор отличается тем, что в нем выходная полость первой золотниковой пары связана со второй торцовой полостью второй золотниковой пары и через смежные первую и вторую кольцевые полости четырех- позиционного золотника с третьей кольцевой вспомогательной полостью второй золотниковой пары, а выходная полость второй золотниковой пары связана со второй торцовой и третьей кольцевой вспомогательной полостями первой золотниковой пары. Дополнительным отличием является то, что для создания четырех управляемых режимов работы выходная полость первой золотниковой пары связана со второй торцовой полостью второн золотниковой пары через первую и третью кольцевые полости четырехпозиционпого золотника, а выходная полость второй золотниковой пары связана со второй торцовой и третьей кольце633009 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 б 0 3вой вспомогательной полостями первой золотниковой пары через четвертую, пятую и шестую кольцевые полости четырехпозиционного золотника, а вторые торцовые полости золотниковых пар связаны с каналом нагнетания через пятую, третью и среднюю полости четырехпозиционного золотника. Необходимо отметить, что для создания триггерного режима работы с импульсным управлением вместо одного четырехпозиционного золотника можно применять три двухпозиционных управляющих золотника, в которых вторая торцовая полость первой золотниковой пары 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 11, 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 и 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 шестая, 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 по 4лостями 2 и 28, полости 29 и 30 - с пол 1 о. стями 36 и 32, полости 35 и 33 - с вторыми торцовыми полостями 39 и 40 золотниковых пар, Полости пружин 8 и 9 соединены через дроссели 41 и 42 со сливным 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 соединяется 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.На 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 перемещает золотники 6 и 7 влево. Выходные полости 23 и 24 и каналы 16 и 1 соединяются со сливом. Полости 25 и 26 и соответственно торцовые полости 37 и 38 соединяются с напором, плунжеры 10 и 11 перемещаются вправо,При установке управляющего золотника 3 в правое 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 выходным 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 6 под действием пружины 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 со 633009единяются 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 образется триггерный принцип действия - золотники не могут находиться одновременно оба в олинаковых положениях, при перемещении одного золотника пеоемещается в обратную сторону и другой золотник. Благоларя аналогичному соединению полостей 25 и 26 соответственно с полостями 38 и 37, образется взаимодействие кажлого плуцжера 1 О и 11 с золотником дргой пары, но в обратной фазе по сравнению со взаимодействием золотников межл собой.При сочетании взаимодействия золотников межд собой с их взаимодействием с плчнжерами 10 и 1 полчается гснсраторцый режим работы устпойства с выдачей по выходным каналам 16 и 17 двухфазного пльсир ющего давления.Перед переключением управляющего золотника 3 из первого во второе левое по,чожение золотник 6 и п,чнжер 1 О находятся в поавом положении, золотник 7 и плсцжер 11 - в левом положеттии, тсанал 16 соелинен с напором, кана.ч 17 - со сливом. Во втором левом положении зо,чотника 3 лавление из каттала 16 прохолит в полость пттлкиньт 9. Пол действием давления жидкости и силття пружины золотник 7 персметцается вправо, запирает по.чость 26 и переключает выхочную полость 24 - отсоединяет ее от слива и соединяет с напором. Давление проходит в торцовую полость 39 и перемешает золотник 6 в,чево, полость 25 соелиняется с напором, вьтхочная полость 23 отсоединяется от напора и соединяется со сливом. Давление проходит в торцовую полость 38 и перемещает п,чунжер 11 вправо. Имея давление в полости 39 и соединение со сливом полости 40. золотники 6 и 7статтавливатотся в первоестойтивое по.чожение: зо,чотник 6 - влево, золотник 7 - направо. Пччттжер 1 О пол,чействием пружины перемещается влево, но скорость его певемещеция замедляется лросселем 5, через который жилкость вытесняется из по.чости 37 на слив.Когла пллтжетт 10 итти перемещении влево откоьтвает полость 29. лавление на выхочнойт почости 24 проходит чепез полости 34. 36 и 2 ст в по.чость пп жинт.т 8. Золотник 6 пепеметттастся вттпаво. соответственно пепехтешатотся зочотник 7 влево и плунжер 10 направо, переключатотся выхолные полости 23 и 24 - золотники 6 и 7 устанавливают 5 то 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ся во второе устойчивое положение. Плунжер 11 начинает замедленно перемещаться влево, Далее идет повторение циклов - мгльтивттбратор работает в генераторном режиме, выдавая по каналам 16 и 17 двухфазное пгтьсттрт ющее давление.Генераторньтй режим работы мультивибратора прекращается при чстановке управляющего золотника в любое из трех его остальных положений.Длительность времени фаз давления, выдаваемого по каналам 16 и 17, регулттртется соответственно дросселяхти 4 и 5. Пристацовкс м льтивибратора с гидроприволом от соотношения продо.чжительносттт сЬаз давления и слива зависит направление перемещения привода на вибрационном режиме - в сторону рабочего или возвратного хода. При этом на направление перемещения привода не влияет нз какого плавного ветсттма (рабочего или возвратного хо,ча 1 был включен виброрежим.На гплроприводах высокого лавления (400 - 800 атм), правчяемьтх клапанами, напримср, на прессах, мультивибратор можно полклточитт. тс гттлравчттческтт с правляемт,тхт клапанам, что также обеспечит управление гидроприводом на всех режимах, в том тттс,че на внброрежиме.Если от т льтнвибратора потребжется непревьтвтта я пола та жилкости только в одном направлении, например, в баки, реакторы, с последующей работой на виброрежимс, то его т стройство упрощается (см.сбттг. 21, и одна зо,чотниковая пара может быть счелана меньтпттх размеров. Кольцевые полости 23, 29 и торцовая полость 39 первотт зо,чоттнтковой пары соелинятотся соответственно с полостями 40 тт 24 второй золотниковой пары помттмо правчятощего зо,чотника 3, в котопом остаются только кольпевые полости 31 и 32, соелттненньте по прежней схеме (фиг. 1 т. Золотник 3 лелается лвсхпозиционттым и вьтпо,чняет функцитт п с ка вибрационного режттма.В правом положении золотника 3 (фиг.2) пазорвана связь хтежд выхолной полостьто пенной золотннковой пасты и вспомогательной полостью 30 второй золотниковой парьт. При подаче давления жидкости золотттик 6 псрсмещается влево, а зо,чотник 7 остается в исходном положении - мльтивибоатоо самотстаттавлттвается в первое устойчивое по,чожение. полость 23 соелинена со сливом, канал 16 может быть заглушен, по каналу 17 полается жидкость. При установке золотника 3 в,чевое по,чожение мльтнвибратор работает в качестве генератора птльсиргтотцего двсхфазттого давления, как описатто вьнце, и ьтотсет испо,чт.зоваться как в технологическихстановках (напрттмер, моечттьтх, рулообогаттттечьттт,тх, хтптттческих 1, так и в гилроавтоматике в качестве задатошсго двухфазного генератопа с регулируемой дчите,чьностыо тактов, фазнруюшего и5 10 15 20 25 ЗЭ 35 40 45 50 55 60 65 переключающего гидроаппаратуру, цепи гидросистемы.Дистанционное 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 четырехпозиционного управляющего золотника три двухпозиционных золотника 43, 44 и 45 (соответственно первый, второй и третий управляющие золотники), На фиг. 3 кольцевые полости управляющих золотников 43, 44 и 45, функционально аналогичные соответствующим кольцевым полостям четырехпозиционного золотника 3 (фиг. 1), обозначены теми же номерами, как на схеме фиг. 1. При этом, две полости разных золотников, соединенныс 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 б и 7 самоустанавливаются в одно из устойчивых положений триггера, из-за различия гидравлических сопротивлений в каналах, например, золотник 6 - влево, золотник 7 - направо - первое устойчивое положение триггера (мультивибратора).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 капала 16 и 17 соединяются со сливом - это может быть нейтральное положение, или плавающее положение гидропривода, например, для установки по грунту 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, муль 8тивибратора и четырехпозиционного управляющего устройства, например, для гидро- привода. При этом, триггерный принцип управления с помощью разделенных золотников 43 и 44 импульсного действия упрощает структуру и уменьшает габариты управляющих устройств, вырабатывающих сигналы управления, непосредственно согласуется с дистанционным, программным управлением и с автоматическим управлением по концевым упорам,Формула изобретения1, Гидравлический мультивибратор, содержащий четырехпозиционный золотник с семью кольцевыми полостями, средняя из которых соединена с каналом нагнетания, и две золотниковые пары, каждая из которых состоит из золотника, плунжера и пружины, расположенной между золотником и плунжером в полости, которая соединена через дроссель со сливной кольцевой полостью золотниковой пары, первая торцовая полость каждой золотпиковой пары соединена с первой и через дроссель со второй вспомогательными кольцевыми полостями второй золотниковой пары, напорная полость каждой золотниковой пары подключена к каналу нагнетания, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, выходная полость первой золотниковой пары связана со второй торцовой полостью второй золотпиковой пары и через смежные первую и вторую кольцевые полости четырехпозиционного золотника с третьей кольцевой вспомогательной полостью второй золотниковой пары, а выходная полость второй золотниковой пары связана со второй торцовой и третьей кольцевой вспомогательной полостями первой золотниковой пары.2, Мультивибратор по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я 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 четырехпозиционного золотника,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, В, Т. Темный Основы гидроавтоматики, Наука, 1972, с. 173 - 174.2. Авторское свидетел.:ство СССР Ко 257146, 6 06 Р 1/00, 1967 (прототип).633009 57 ставитель О. ГудковТехред С. Антипенк едактор Д. Зуб Корректор Е. Хмел ипография, пр. Сапунова, 2 каз 2475/6 Изд.761 НПО Государственного комитета СССР 113035, Москва, Ж, Ра