Гидравлическое импульсное управляющее устройство

Союз Советских Социалистицесюа Реслублик(21) 2408242/18-24 ки Лов рисоелинецие нык кСР осудорст(23) Приорите енкй оо делам изоо и открыт.79. Бюллетень Ло 37 убликовано 0 ата опубликования описания 15.10.7 72) Авторы изобретения И. Елизаров и В. Н. Покровскц(71) Заявител ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ И.ЧПУ,1 ЬС 1-101.УПРАВ ЧЯЮЦ 1 ЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к группе золотниковых приборов широкого назначения. Гилравлическое импульсное управляющее устройство может использоваться для построения систем гилроавтоматики и в качестве отдельного управляющего устройства с различными способами импульсного переключения: по концевым упорам, внешними управляюшими сигналами, по уровню давления в олну сторону, по вылержке времени в лругую сторону. При установке малой вылержки времени обратного хода самопереключение устройства по уровню давления в одну сторону и по вылержке времени в другую сторону переводит систему (например, гидро- привод) на вибрационный режим работы.Известны устройства, переключаемые внешними импульсами давления 11.Недостатком таких устройств является узкая область применения, обусловленная только одним способом переключения - внешними импульсами давления.Наиболее близким техническим решением к изобретению является гидравлическое импульсное управляюгцее устройство 12, содержащее лва переключающих золотника с цружццамц, второц из которых выполнен лцффсрсцццальцым, ц управля 1 оший золотник. Полости золотников полключены к напорному каналу ц каналу слива.Олцако такое устройство не может бытьприменено в технологических устройствах, гле цсобхолцма гцлроавтоматцка с большей гибкостью управления, в том числе с самоперсключением ца вцорационный режим.Целью изобретения является расширениеобласти применения устройства.1 В:-)та цель лостигается тем, что в предложенном устройстве напорный канал соелццсц с крайней со стороны пружины полостью первого переключающего золотника, средняя полость которого соединена с полостью пружины второго переключающего золотника. Выхолная полость большего лиаметра второго переключаюшего золотника соелццена с олццм из выхоЛных каналов, а вторая выхолцая полость большего диаметравторого переключающего золотника и дру гая крайняя полость первого переключающего золотника полключены к каналу слива.Выхолцая полость меньшего диаметра второго переключающего золотника соелиненаро О СО).,(иси) с им)пульсным каналом управ- ЗоГ(111 Я . 35 ства с дополнительным плунжером и импульсныч управ,)яюшич входом для создания третьего, нейтрльного положения; на фиг. 4 - СХСЧ(1 ЧСТРОИСГва С ДВУМЯ УНРдВЛЯК)ЩИ МИ золотниками для двухпозиционного автома 4 О тического и ручного управления гидроприво 50 55 Одной из полостей управлявшего золотни. ка, другая полость которого подключена к торцовой полости первого переключа;оцгего золотника. Кроме того, для запирания пер- ВОГО ВЫХОЛИОГО Кап 313 В ОДО) ИЗ Ъ)СТОЧИ- вых 1 о,н)жс 1 ий устройства в нем во Второ)1 псрскг 1 О)1 а)още 1 золот 1 икс со стороны торцовой 1 Олости оольшсго .(ичетра, соединен ОЙ С 131 ОРИ 1 з 1 5 Кс) Н(11) ) ) (. Та НОВ.Си ВСПОЧО 13 ТЕГЬ 1 ЫЙ ЗОЛОТНИ С 11 РЧЖИ НОЙ И ДВЧЧЯ ко.)ьцевычи полостями, Од)а из к(ггорых подклк)чена к средси 1)олост 11 1 рвого переклк)чающего зо;Отн).ка, а другая - к другому выходному канал устройства. Полость пружины вспомогательного золотника соединена с одним из Выходных каналов устройства. В золотниковой втулке второго перекл)очаюшего золотника со стороны тор)оьой 1 олости Оольшего диаметра выполнены дополнительные кольцевые полости, одна из которых соединена с напорным каналом,другаяс полостью пружины ворого 11 ерскл)очаюшего золотника и другим выход 1 ым каналом, и установлен плунжер с пружиной, в котором вы 11 олнены соединенные друг с другом осевое и радиальное отверстия. Осевое отверстие подключено к "орцовой полости больп(его диаметра второго переклк)ча)о)цеО золотника, а радиальные ОтВерстияк другой дополнительной кольцс вой полости вгорого перекл)очаюшего золотник, 1лость пружи,ы плунжера кото 1 фиг.дана схема основной переклюк)1 и и части устройства; на фиг. 2 с)11 у(.тройства с дополнительным вспоч(н ательнывм золотником для запирания од(ого выходного канала во втором устойчи 1 гом положении; на фиг. 3 - схема устрой,(ом; на фиг. 5схема устройства (по фиг.3) с двумя у 1 равляю(ними золотниками и золотником выдержки времени для расшире 1 ия функций трехпозиционного управления и вы 1 ол)ения вибрационного режима. Основная переключающая часть устройтва (сч. фиг. 1) содержит два переключаю 1 цих золотника 1 и 2 с пружинами 3 и 4, управляющий золотник 5, напорный канал 6, канал слива 7, выходные 8 и 9 и управляющие 10 и1 каналы.Переключающий золотник 1 выполнен с двумя головками одинакового диаметра, дифференциальный переключающий золотник 2 выполнен с двумя головками разного диаметра. В золотниковых втулках выполнены напорные 12 и 13, сливные 14 и 15,5 О 15 10 25 4средняя 16, выходные 17 и 8 и вспомогательные 9 и 20 полости.Средняя полость 16 золотника 1 соединена с выходным каналом 8 и с торцовой полость)о 21 золотника 2, в которой расположена пружина 4. Торцовая полость 22 золотника 2 соединена с напорным каналом 6, выходная полость 17 - с выходным каналом 9. Полость 18 соединена с каналом 23, с полостью 20 золотника 5, а полость 19 с помощью канала 24 соединена с торцовой полостью 25 золотника 1. Управляющие каналы 1 О и 11 подсоединены соответственно к торцовой полости 26 золотника 5 и к торцовой полости 27 золотника 1, в которой расположена пружина 3.В устройстве, показанном на фиг. 2, в золотниковой втулке золотника 2 в удлиненной торцовой полости большего диаметра дополнительно установлен вспомогательнь)й золотник 28 с пружиной 29 и выполнены две кольцевые полости 30 и 31. Полость 30 соединена со средней полостью 16 золотника 1, полость 31 - с выходным каналом 8, а полость пружины 29 - с выходным каналом 9.Устройство, показанное на фиг. 2, содержит управляющий золотник 32, золотник 1 выполнен со штоком, а золотник 5 отсутствует. При этом канал 23 соединен с полостью 25 золотника 1 (помимо золотника 5).В устройстве, показанном на фиг. 3, в золотниковой втулке золотника 2 в удлиненной торцовой полости большего диаметра дополнительно установлен вспомогательный плунжер 33 с пружиной 34 и выполнены две кольцевые полости 35 и 36. Полость 35 соединена с напорным каналом 6, полость 36 - с выходным каналом 9, В плунжере 33 выполнены осевое и радиальное отверстия, соединенные друг с другом. Осевое отверстие сообщается с торцовой полостью 22, радиальные отверстия подключаются к полости 36 в исходном положении плунжера. Полость пружины 34 соединена с импульсным управляющим каналом 37.В качестве управляю(цего золотника в устройстве, показанном на фиг. 3, применен трехпозиционный золотник 38, с помощью которого за счет соединения канала 24 и соответственно торцовой полости 25 золотника 1 или с напорным каналом или с каналом слива обеспечивается управление двумя устойчивыми положениями устройства по одному управляющему каналу.В предложенном устройстве (во всех вариантах) золотник 2 является чувствительным органом по давлению рабочей жидкости. При наличии давления жидкости в обоих торцовых полостях (21 и 22) золотник 2 при нормальном рабочем давлении удерживается в правом положении. Усилие пружины 4 рассчитывают по верхнему уровню дав 690467эления жидкости на разность усилий, создаваемых давлением жидкости на торцы золотника. Регулировкой натяжения пружины изменяют уровень давления, при котором золотник 2 срабатывает (перемешается влево), когда усилие от давления жидкости на правый торец сравнивается с суммарным усилием на левый торец, создаваемым давлением и усилием пружины 4 и начинает превышать его.Рабочие режимы золотника 2 и данного устройства соответственно ограничены его верхним уровнем срабатывания при .действии давления жидкости на оба торца и нижним уровнем его работоспособности, когда давление жидкости при действии только на правый торец не может преодолеть усилия одной пружины 4 без давления жидкости в ее полости. Изменение внешних условий и состояния рабочей среды (температуры, вязкости, расхода жидкости) в данном устройстве, как и в других гидроприборах импульсного действия, работающих по триггерному принципу, на точность срабатывания по уровню давления це влияет.Между золотниками 1 и 2 выполнены положительные обратные связи: от золотника 1 к золотнику 2 путем соединения полости 6 золотникас торцовой полостью 21 золотника 2, от золотника 2 к золотнику 1 путем соединения полости 18 золотника 2 с торцовой полостью 25 золотника 1.Благодаря положительным обратным связям золотники 1 и 2 при наличии давления жидкости не могут находиться в одинаковых положениях и расположены один в правом положении, другой в левом. При переключении одного золотника другой золотник переключается в обратную сторону. Начавшееся переключение устройства, если переключаемый золотник переходит в свое среднее положение, доводится до конца с помощью положительной обратной связи даже при исчезновении уровня давления или управляющего импульса давления, по которому началось переключение. В этом случае другой золотник переключается от первого и, в свою очередь, способствует переключению первого золотника до конца.В целом из двух золотников 1 и 2 с помощью положительных обратных связей создается единое функциональное звено (устройство) с импульсным переключением.На чертежах устройство показано в исходном положении при отсутствии давления жидкости в системе.При подаче жидкости под давлением в двухпозиционном устройстве (см. фиг, 1, 2 и 4) золотник 2 под действием давления в полости 22 перемешается влево, золотник 1 остается в правом положении,и в устройстве са моуста на вливается предохранительное, нерабочее положение обратного хода (вто 5 1 Ю 5 ло и зо 35 ао 45 Из первого во второе положение (кроме автоматического переключения по верхнему уровню давления) устройство переключается также импульсом давления, подаваемым в полость 27 по каналу 11 от гидросцстемы (см. фиг.), цли от золотника 32 (см. фиг. 2), или путем соединения полости 25 с каналом слива при перемещении вправо плунжера 33 (см. фиг. 3). После перемещения золотника 1 вправо золотник 2 перемеьцается влево.В устройстве, показанном на фиг. 2, при переключении во второе положение давление брое устойчивое положение). В трехпозиционном устройстве (см. фиг. 1 и 5) при подаче жидкости под давлением все золотники остаются в исходном нейтральном положении (третье устойчивое положение).В рабочее (первое устойчивое положение) устройство перекгьючается импульсом давления по управляющему каналу (фиг.) непосредственным перемещением влево золотника 1 (фиг. 2) цли перемещением влево золотника 38 (фиг. 3). Пол действием давления в полости 25 золотник 1 псремеьььается влево, полость 16 соединяется с напором, давление проходит в выходной канал 8 и в торцовую полость 2 золотника 2. Под действием давления жидкости н усилия пружины 4 золотник 2 персмсцьается вправо. выходная полость 18 соединяется с напором, а полость 17 и выходной канал 9 -- со сливом. Прп этом подача управляющего воздействия должна быть прекращена, золотник 5 цлп 38 возврагцается в исходное положение ц соединяет полость 18 золотника 2 с торцовой полостью 25 золотника 1. Далее золотникудерживается в левом положении давлением жидкости в полости 25, а золотник 2 - в правом положенцц давлением жидкости в полости 21 и хсилием пружины 4 (первое устойчивое положение устройства) . Пока давление жидкости находится в пределах рабочего диапазона, первое устойчивое положение устройства сохраняется.При возрастании давления, когда усц,ше от давления жидкости на правый торец золотника 2 начинает превышать суммарное усилие от пружины 4 ц давления жидкости на левый торец, золотник 2 перемешается влево, полость 17 ц выходной канал 9 соединяются с напорным каналом, а полость 18 - с каналом слива. Под воздействием пружины 3 золотник 1 перемешается вправо, полость 16, выходной канал 8 и торцовая полость 21 золотника 2 соединяются с каналом слива. Далее золотник 2 удерживается в левом положении давлением в его торцовой полости 22, а золотник 1 - в правом положении.Из второго устойчивого положения устройство переключается в первое положение только внешним управляющим воздействием, как описано выше.сь: С 1 Ц Н ВЬ ),ПГС КЦ;1,с 9 ПСР.,с)СТС 51 к 3 к,30 гь нружцпы 29 и ссмсстцс усц КЧ ПР) Я(ИЦЫ ЦС РСЧЕПсСВСПОМС)Гтс,ЬЦЫЙ зогспцк 28 в,квс. Прц этом вы.(олпой капал 8 запирыется (прскрдщецие полыцп жилкости, илц прелохрдцительное полоя;с пце с5 запертым каналом).Рыбота трехпозпццоцкцо устройств, цокязашого ц фцг. 3, сплццдстся сг рясоты устройства, показанОго па фц. 1, только В ЦаЦДЛЬЦЫЙ МОМСцт ПРЦ ПУСК ГЗ ЦС(ГГРсГЬ- ного полои(ения и заСм црп ) стдцовкс цсЙтральцого положсция.Из НСИТрс 1 ль)ОГО НО,ОЖсп.51 ( НСхо,сНОсс НО - лс)жспис, пок 2 здцпос пд фцГ. 3) стройство переклюцается только В первое устайцивос по,ожсццс кртковрсчсцным псрсчсщешс м золотника 38 влс Вс. сявлсццс жидко;тц переластся в торцо) 10 клск"гь 25, золотшк 1 срсчецется влево, полость 6, 131,хсдсй кд 33,1 8 ц полост,21 и 36 сос,НИ 51 Отя нянорцы) кцялох 1 э.:3 с)тсрстия В и;1 чпжсрс 33 лывлсццс псрс,щлся В полость 22 зогк)тцикс) 2. 11 эи эдас)1 зс)ги)":ик 2 Осс 3 стс.51 В ПРДВОМ ПОГОЖСЦЦИ, Т;)К КЯ(,с)ВЛСЦИС Жц,скоспкц,с вклюцсцця утройства цяхолцтся в прелслдх ряооцсго 3 Япзоцы. 130 вс 1 к)чс)- гательцый плуцжер 33 перемещается вправо, ГЛС ОЦ ТСРК Ияст 51 Лс 1 ВЛСЦСМ, ПСРСЛЯ Н ЦЫЧ цз нс 310)НОГО ксц;3.с) 6 полсть,3). коц)- Р 2 Я ВЫ ХОЛИТ Зс 1 С 81 А ТОРС П.Ч 1 ЖСРЯ, Д полос ь 3( зыпц ,3 51.;)тс цсгк)кспц з плч 3- жера 33 цс прс цятс"Гвуст цсрсклофспияч золотциков 1 и 2.Во второе устойчивое положение золотники 1 и 2 могут переключаться по уровцю лвлепия и,и с ;Очопью золотник 38 при перемени ниц сго ццряво.Устройство чкгократцо псреклоцется цз цервсцо ш Второе пол(жсшс ц сс)тцо.минуя ситр,.ь:ос вложсццс.В тРегьс (кйтРЯльцос) цссажпи ) тройство перс к в ется 1 з втор(по юлс- ЖЕН 3 51 В 1 С 3 Ц133)3 1 ЧЧ; Ьс С) Ч, сд В,:1 И и, ОЛД - Вс Е.1 Ь М П О Ч 3 1 р с 1 В, 5 К) ПЕ Х у К д Н Ы,3 у 37. П О,леЙстВцсм,Влсцц 51 ки,кс)сти и чсилц 5 Нрукины 34 плх цжср 33 перстспсестс 51 В 1 е 0 и зыццраст цогОсп 35, я рялиальныс отверстия з плуцжсрс соелипяются с полостьо 36, которая ьк вторсч шложсниц устрсйствя соелинсцы с кпалом слиа. Ддвлсцс в полости 22 прсцдляст, золотник 2 псречсщяст Впр;)во, с полОсть 17 и Выхо НОЙ кд 1;)л ,) сое,иц 5 к)т 51 с е 2 пд,051 сливс 3. При это 1 ПОЛс)с 1) У П Рс 1 В 151 опсСГО М ), ЬСс 1 Ла В Е 1 и цо каналу 37 чожцо прекрдтцть. Дс)лсс уло ройство сохряцяет Нейтрал)цкс положсцис (см. фц 3.,3), в котором папорцыс влости 2, 13 и 35 заперты,вес остылыыс по,Ости золотников 1 и 2, в том цислс торОвце ц вьходцые кацалы 8 ц 9 соелицены со слц 55 вом 39.Для псрсклюцспия ул ройствя в 3 к йтряльное и)ложсцис из первого Оложсния полк)г сцгцдл и переклоце ие устройства во второе положецие (золотник 38 в правоч 1 Оложениц). После этого включают цодацу уцрявляюпсео синала по каналу 37. Вклю. цсцис нейтрального положения чожет цацпцаться епс ло окончания переклвцения устройства во второе положение.Простсйпий вариант устройства (сч. фиг. 1) может быть применен в сцстечах гилроавточатцки, например в системах с цсремецной структурой.Устройство, показаццос па фиг. 2, чожет быть использовановтоцомцо с ручным переклюцецием от электромагнитов, чеханицеским от коццсвых упоров и автоматицеским по уровню давления жилкости, например, лля подаци жилкости в резервуыры, реакторы с автоматическим запиранием полаци цо уровцю лавлеция (цо заполнении емкости).Устройство, показяпшс ня фиг. 3, может оыпгь прцченецо в системах гидроавтоматики и в кяцестве отлсльцого управляк)щего устройства. Три раооццх положения с переклюцсцием первого и второго положений (минуя нейтральное) и атоматицеское переклоцсцис по уровню давления позволяют использовть устройство в разлиццых плросилсчдх, чашицдх , гилропресса;.Все Вярцыцты усгройствы блаОларя импульсному пс рсклюцсццю пригогГы и наиспиес эффс ктцвны лля листа цциоц)ого и прогрдч 3 сгс уцравлсцця. При этом ученьпяотея э,сктромыгци) ы золотников, чпроцастся уравляющая сцстча, исклюцаются элктромдгцитцые реле, вместо которых чо Ут Рсботать полУпРоволциковыс пРибоРы, выдерживающие импульсные токи.На фиг. 4 показано устройство, применяемое для двухпозиционцого управления гидроприводом, например, гидропресса-автомата, в котором рабочий ход вклюцается золотником 40, а для включения обратного хода и остановки привода в одном и другом крайних положениях служит трехпозиционный золотник 41. При среднем положении золотника 41 (как показацо ца фиг. 4 ги.роцривод может расотать в явточатицсскоч реверсивном рсжиме с цсреклосц.х На раооций ход от концевого упор (золотццк 40) и нд ооратцый хол по верхцсму уро 1 н лявлсция жидкости (устыцовлснцому ус)л:ю прессовация). Зс фИГ. 5 ПОКаЗаНО уЛрОЙСтВО, ПРИМЕ- цяечое лля Грсхпозициогного управления. При тыксй схеме в устройстве. показанном на фиг. 3, лополцительцо установлецы золотцик 42 лля ичцульсцого вклк:цеция нейтральцого положсция, золотник 43 с дросселем 44 лля вылс ржки времени обратного хода и трехпозиционный гидрораспределитель с запертыми в нейтральном положении каналами. По выдержке времени гидропривод переключается с обратцого а рабочий хол,690467 10 Формула изобретения 9дросселем 44 регулируется длина обратного хола применительно к конкретной работе.При коротком обратном ходе создается вибрационный режим работы. В последнем случае переключение на длительный полный обратный ход должно выполняться золотником 38. Гидрораспределитель необходим5 только для остановки привода в люоом положении с запертыми каналами. Если допускается остановка гидропривода только в крайних положениях и нейтральном положении с каналами, соединенными с каналом слива, то гидрораспределитель не требуется и в качестве распределителя работает само управляюШее устройство (золотники 1 и 2, выходные каналы 8 и 9).Устройства для трехпозиционного управления (фиг. 3 и 5) обладают широкими функциональными возможностями и гибкостью управления ручного, от упоров, дистанционного, программного, по уровню давления и выдержке времени. При этом устройство может также работать в вибрационном 20 режиме с автоматическим включением виброрежима по уровню давления (максимальному усилию), что может послужить основой для создания новых рабочих органов и техно. логических процессов. 1. Гидравлическое импульсное управляющее устройство, содержащее два переключающих золотника с пружинами, второй из которых выполнен дифференциальным, и управляющий золотник, полости которых подключены к напорному каналу и каналу слива, отличаюи 1 ееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, в нем на- з 5 порный канал соединен с крайней со стороны пружины полостью первого переключающего золотника, средняя полость которого соединена с полостью пружины второго переключающего золотника, выходная полость большего диаметра второго переключающего золотника соединена с одним из в ыходных каналов, д вторая выходная полость большего диаметра второго переключающего золотника и другая крайняя полость первого перекл 1 очающего золотника подключены к каналу слива, выходная полость меньшего диаметра второго переключающего золотника соединена с одной из полостейиравляющего золотника, лругая полость которого подключена к торцовой полости первого переключающего золотника.2. Устройство цо и. 1, отлинаюцеее тем, что во втором переключающем золотнике со стороны торцовой полости большего лиаметра, соединенной с напорным каналом, установлен вспомогательный золотник с пружиной ц двумя кольцевыми полостямц, одна цз которых подключена к средней полости первого переключающего золотника, д другая . - к другому выходному каналу мстройствд, причем полость прмжццы вспомогательного золотника соединена с одним из выходных каналов устройства.3. Устройство цо ц. 1. отлинаюшееея тем, что в золоти иковой втулке второго пе 1 н.ключаюгцего золотника со стороны торцовой полости большего диаметра вышглнецы дополнцтсльныс кольцсвыс полости, одна цз которых соединена с напорным кдналом, д другая - с полостью пружины второго переключающего золотника и другим выходцым каналом, ц установлен плуцжер с пружиной, в котором выполнены соединенные друг с другом оссвос ц рдлиальные отверстия, причем осевое отверстие подключено к торцовой полости большего диаметра второго переключающего золотника, а радиальные отверстия - к другой дополнительной кольцевой полости второго переключающего золотника, полость пружины плуцжера которого соелцнеца с импульсцым каналом уп рд вл ения.Источники информации, принятые во внимание прц экспертизе1. Авторское свидетельство СССР249755, кл. б 06 0 1/00, 1966.2. Авторское свидетельство СССР359635, кл. С 05 В 11/60, 1970.690467 гг а 4 Составитель Г. ХохлТехред О. Луговая Тираж 780 комитета СССРи открытийшская наб., д. 4(5од, ул. Проектная Редактор Л. Утехин Заказ 5066(45 ЦНИИПИ Госпо делам113035, Москва, нлиал П ПП в Пат дарственного изобретений Ж - 35, Раунтэ, г, Ужго орректор Н. СтеПодписное