Регулятор давления жидкости

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) Б В 370 4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕПЬСТВУ К АВТОРСН 4-2 юл. В 30политехнический инского комсомолаенко, В.Н.Выдрин,А,А.Солодкий(088.8)свидетельство СССР21 В 31(82, 1973.идетельство СССРВ 21 В 37/00, 1984 и ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ(57) Изобретение относится к областиавтоматического регулирования и можетиспользоваться в гидроприводах прокатньйс станов. Цель изобретения -повышение экономичности регуляторадавления жидкости. Регулятор содержит корпус 1, ротор 2, поршень 3,втулку 4, электродвигатель 6 постоянного тока, тахогенератор 7, источник питания 8 постоянного тока, блокуправления 9. Поршень 3 разделяет полость 10 ротора на две части, однаиз которых сообщена с парами сквозных каналов ротора, расположенныхпараллельно и симметрично оси еговращения, а другая - с парой сквозных каналов, выполненных во втулке4 и расположенных параллельно и симметрично оси вращения ротора, причемв процессе работы регулятора сквозные каналы ротора и втулки периоди"чески совмещаются с торцами соответствующих пар сквозных каналов, выполненных в корпусе и соединенных .соответственно с гидроцилиндром, напорнойи сливной магистралямичем обеспечивается поддержание требуемого значения давления жидкости в гидроцилинд"ре в режиме периодической подачи илслива жидкости из него. 7 ил., 2 таблИзобретение относится к автоматическому регулированию и может использоваться в гидроприводах прокатных станов.Цель изобретения - повышение экономичности регулятора.На фиг, 1 показана общая схема регулятора с указанием каналов, расположенных в вертикальной плоскости А-А (фиг.2), проходящей через ась вращения ротора; на фиг. 2 - вид А на фиг, 1, схема соединения каналов корпуса, выходящих на его наружную поверхность; на фиг. 3 - каналы, рас положенные в плоскости СС (фиг.2)1 на фиг, 4 - каналы, расположенные в плоскости ГГ (фиг,2); на фиг, 5-7 расположение каналов в плоскостях 11, ЛЗ и КК (фиг.1) соответственно. 2 ОРегулятор давления жидкости содержит корпус 1, ротор 2, поршень 3, втулку 4, винт 5, электродвигатель постоянного тока 6, тахогенератор 7, управляемый источник 8 питания постоянного тока (например, тиристорный преобразователь) блок 9 управления. В роторе 2 имеется полость 10, разделенная поршнем 3 на две час- ЗО ти, и пара сквозных каналов 11, расположенных параллельно и симметрично оси вращения ротора 2 (фиг,4-7). В роторе 2 также выполнена пара диаметральных каналов 12, расположенных под углом Ф/4 друг к другу, соединенных с одним из торцов полости 10 (фиг.1-5) . Каждый из пары сквозных каналов 11 ротора 2, соединен каналом 13 со вторым торцом полости 10 О (фиг.4 и 7). Втулка 4 снабжена парой сквозных каналов 14, расположенных параллельно и симметрично оси вращения ротора 2 (фиг.1,5-7), В одной плоскости с каналом 12 ротора 2 45 (фиг, 1, плоскость 11), во втулке 4 выполнены. радиальные каналы 15, соединяющие сквозные каналы 14 втулки 4 с ее внутренней погерхностью (фиг,1 и. 5), В корпусе 1 выполнено две группы каналов 16 и 17 по три пары каналов в каждой группе, из которых каналы первой группы 16 размещены равноудаленно с каналами 11 ротора 2 (фиг. 4) от оси его вращений, а каналы второй группы 17 - равноудалено с каналами 14 втулки 4 (фиг, 1) от оси вращения ротора, При этом смежные пары каналов кажтой группы расположены под углом 9"/4 (фиг,2, плоскости Ш 1, ГГ, НН и АА, СС, ЕЕ), а пары каналов 17 второй группы смещены относительно одноименных пар каналов 16 первой группы на угол 3/8 (фиг.2) Втулкаразмещена на роторе, 2 с воэможностью относительного поворота на угол Т/4, что обеспечивается винтом 5, ввернутым во втулку 4 и входящим своим концом в паэ 18 ротора 2 (фиг.6). Пары каналов первой группы 16 соединены с гидроцилиндром 19, напорной магистралью и сливной магистралью, а пары каналов 17 второй группы соединены со сливной магистралью, напорной магистралью и гидроцилиндром 19 (фиг.2,1 и 4). Радиальные каналы 15 втулки 4 в одном ее крайнем угловом положении совмещены с одним из диа" . метральных каналов 12 ротора 2, а в другом крайнем угловом положении - с другим из диаметральных.каналов (фиг. 5) Ротор 2 (фиг.1) муфтой связан,с валом электродвигателя 6, а последний - с валом тахогенератора 7. Якорь двигателя 6 электрически связан с выходом источника 8 питания, вход источника питания 8 - с выходом блока 9 управ-. ления, один из входов которого соеди" нен с выходом тахогенератора 7, а второй вход - с источником задающего . напряжения (на фиг, 1 не показан).Устройство работает следующим образом.Блок 9 управления (фиг.1), сравнивая поступающие на его входы задающее напряжение Ц и напряжение П тахогенератора 7, вырабатывает управляющее напряжение 0, поступающее на вход источника 8 постоянного тока,.а последний - напряжение Ц на якоре двигателя 6, таким образом, чтобы обеспечить соответствие частоты Я вращения вала электродвигателя 6 задающему напряжению 0.Ротор 2 вращается с частотой и При его вращении в направлении, показанном на фиг. 1-7 стрелками, втулка 4 (фиг.6) под действием сил трения в местах контакта втулки 4 и корпуса 1 (фиг,1) повернется относительно ротора 2 в направлении, противоположном направлению вращения, При этом конец винта 5 переместится по пазу 18 ротора 2 до упора и зафиксирует втулку 4 относительно ротора 2 в крайнем положении, показанном на фиг. 6. В процессе вращения ротора 245 50 55 в направлении, указанном стрелками, из исходного положения, показанного на фиг.1-7 каналы 14 втулки 4 и каналы 11 ротора 2, параллельные оси вращения ротора 2, последовательно соединяются через каналы 17 и 16 корпуса 1 с внешними устройствами (гидроцилиндром 19, напорной и сливной магистралями) впорядке, указанном в табл. 1 (фиг.1-7).В положении 1 (табл. 1), когда каналы 14 втулки 4 располагаются в плоскости АА и совмещены с каналами 17 корпуса 1, соединенными с гидро- цилиндром 19 (фиг. 1,2,5), а каналы 11 ротора 2 располагаются в плоскости РГ и совмещены с каналами 16 корпуса 1, соединенными с напорной магистралью (фиг.2,4 и 7), правая часть полости 10 заполняется жидкостью из напорной магистрали (фиг.4). Поршень 3 перемещается в крайнее левое положение и выталкивает жидкость из левой части полости 10 в гидроцилиндр 19 (фиг.1). В процессе поворота ротора: 2 из положения 1 в положение 3 (табл. 1) все каналы регулятора перекрыты. В положении 3 (табл, 1), когда каналы 14 втулки 4 располагаются в плоскости СС и совмещены с каналами 17 корпуса, соединенными с на. порной магистралью, а каналы 11 ротора 2 располагаются в плоскости НН и совмещены с каналами 16 корпуса 1, соединенными с гидроцилиндром 19, левая часть полости 10 заполняется жидкостью из напорной магистрали.Поршень 3 перемещается в крайнее правое положение и выталкивает жидкость из правой части полости 10 в гидроцилиндр 19 (фиг.2). Прн дальнейшем повороте ротора 2 в положении 5 (табл. 1, фиг.2) левая часть полости 10 оказывается соединенной со сливной магистралью, а правая заперта, в. положении 7 - правая соединена со сливной магистралью, а левая заперта, в положении 9 - левая соединена с гидроцилиндром 19, а правая с напорной магистралью, в положении 11 - левая соединена с напорной магистралью, а правая с гндроцилиндром 19, в положении 13 - левая соединена со сливной магистралью, а правая заперта, в положении 15 - левая заперта, а правая соединена со сливной магистралью, а в остальных положениях все каналы регулятора пе 5 1 О 15 20 25 30 35 40 рекрыты. Таким образом, за один оборот ротора 2 в гидроцилиндр 19 из напорной магистрали подается четыре порции жидкости в положениях 1,3,9 и 11, а в остальных положениях поршень 3 не перемещается и жидкость через регулятор не протекает.В результате описанных процессов давление жидкости в гидроцилиндре 19 увеличивается. Скорость нарастания давления определяется частотой подачи порций жидкости в гидроцилиндр 19 и, следовательно, частотой у вращения ротора 2.При вращении ротора 2 в направлении, противоположном показанному стрелками на фиг.1-7, втулка 4 (фиг.6) под действием сил трения в местах контакта втулки 4 и корпуса 1 (фиг.1) повернется относительно ротора 2 в направлении, противоположном направлению его вращения. При этом винт 5 и паз 18 зафиксируют втулку 4 относительно ротора 2 в крайнем положении, противоположном показанному на фиг, 6. В процессе вращения ротора 2 в направлении, противоположном указанному стрелками, каналы регуляТора соединяются в порядке, указанном в табл. 2.Из табл, 2 видно, что за один оборот ротора 2 иэ гидроцилиндра 19 в сливную магистраль подается четыре порции жидкости в положениях 1,5,9 и .3. В положениях 7 и 15 на поршень 3 с обеих сторон действует давление напорной магистрали, в остальных положениях все каналы регулятора перекрыты и, следовательно, в этих положениях жидкость через регулятор не протекает. В результате процессов в регуляторе при вращении ротора 2 в направлении,противоположном указанному стрелками на фиг. 1-7, давление жидкости в гидроцилиндре 19 уменьшается со скоростью, определяемой частотой Я вращения ротора 2,Таким образом, при необходимости увеличить давление жидкости в гидро- цилиндре 19 необходимо включить электродвигатель 6 в направлении, указанном стрелками на фиг. 1-7, а при необходимости уменьшить давление - в противоположном направлении. Требуемая скорость изменения (увеличения или уменьшения) давления достигается пч 1416227тем задания абсолютной величины частоты сд вращения ротора 2 (или задающего напряжения У . ): с увеличениемЯ (или П ) скорость изменения давления увеличивается, По достижении вгидроцилиндре 19 заданного значениядавления электродвигатель 6 необхоцимо остановить, установив задающеенапряжение УО,Изменяя направления вращенияичастоту Я вращения электродвигателя6, можно поддерживать в гидроцилиндре 19 любое значение давления жидкости от нуля до давления в напорноймагистрали.Двухсторонний подвод к ротору ивтулке и отвод от них рабочей жидкости обеспечивает гидростатическоеуравновешивание ротора и втулки и,следовательно, снижение момента двигателя, необходимого для их вращения.Пульсации давления жидкости, обусловленные циклическим характером работы регулятора, могут быть уменьшены до допустимого уровня путем увеличения частоты вращения ротора иуменьшения объема цилиндрической полости ротора (или увеличения объемапоршня).Пульсации давления, не превосходящие допустимого уровня, являютсяполезными, так как они уменьшаютвлияние сил трения покоя в гидроцилиндре на его работу,Регулятор обеспечивает поддержание требуемого значения давления жидкости в гидроцилиндре в режиме периодической, по мере необходимости, подачи жидкости в 1 идроцилиндри отвода жидкости из него. Тем самым достигается существенное снижение расходажидкости, необходимого для поддержания требуемого давления в гидроцилиндре.Регулятор может быть использовандля управления гидравлическими устройствами прокатных станов и в первуюочередь гидравлическими устройствамиустановки, .распора и противоиэгибавалков в системах автоматическогорегулирования толщины, профиля иформы листового проката, размеров.профиля сортового проката, а такженатяжения и величины петли полосымежду клетями,Формула изобретенияРегулятор давления жидкости, содержащий корпус, расположенный в корпусе ротор, соединенный с электродвигателем, подключенным к источникупитания, связанному с блоком управле 5ния, к которому подключен тахогенератор, связанный с валом электродвигателя, поршень, размещенный в полостиротора с возможностью осевого перемещения, причем в корпусе и в роторе10 выполнены пары сквозных каналов, расположенных параллельно и симметричнооси вращения ротора, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности регулятора, он содержит дополнительно втулку, установленную в корпусе с возможностью пово"рота на угол /4 относительно ротора, который размещен во втулке, причем втулка снабжена парой сквозных20 каналов, расположенных параллельно исимметрично оси вращения ротора,сквозные каналы корпуса выполнены ввиде двух групп каналов по три парыканалов в каждой группе, причем пары25 каналов первой группы равноудаленыс парами сквозных каналов ротора отоси его вращения, а пары каналов второй группы равноудалены с парой сквозных каналов .втулки от оси вращенияротора, смежные пары каналов каждойгруппы расположены под углом Т/4,а пары каналов второй группы смещены ..относительно одноименных пар каналовпервой группы на угол 37/8,. внешняяцилиндрическая поверхность ротора35соединена с одним иэ торцов полостиротора через пару диаметральных каналов ротора, расположенных под угломфв/4, а каждый из пары сквозных кана 40 лов втулки соединен с ее внутреннейповерхноатью соответствующим радиальным каналом, причем радиальные каналы втулки расположены в плоскости пары,циаметральных каналов ротора, апары сквозных каналов ротора соедине"ны с другим торцом полости ротора,пары каналов первой группы соединенысоответственно с гидроцилиндром и снапорной и сливной магистралями, а50пары каналов второй группы соединены соответственно со сливной и напорной магистралями.и гидроцилиндром, приэтом радиальные каналы втулки в од, ном ее крайнем угловом положениисовмещены с одним из диаметральных55каналов ротора, а в другом крайнемугловомположении - с другим1 диаметральным каналом ротора,1416221 Таблица 2 ВтулкаПолокение Ротор Плос- Внешкость нее кость нееустройство уст- рой- ство а аф ю СС СЯ вв 4 НнРР 8 ЕЕ 10 НН СС ВВ 12 13. НН Г ЕЕ . С 14 СС СС НВВ 15 ЕЕ АА ГНН ЕЕ СддСС НввАА Г Плос- Внеш 14162271416227 Составитель А. ГабрильянцРедактор И.Недолукенко Техред Л.Олийнык Корректор И. Василье ираж 4 б 7 аказ 4012 Подписно итета СС г. Ужгород, ул. Проектна дприят оизводственно-полигра еское ВНИИПИ Государственного по делам изобретений113035, Москва, Ж, Раув и открытийкая наб., д. 4/5