close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15424

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.02.28
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
F 15B 13/00 (2006.01)
B 60T 13/12 (2006.01)
ГИДРОКЛАПАН ТОРМОЗНОЙ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ
(21) Номер заявки: a 20080468
(22) 2008.04.11
(43) 2009.12.30
(71) Заявитель: Закрытое акционерное
общество "ЭЛГА" (BY)
(72) Авторы: Соболевский Александр
Иванович; Янченко Владимир Иванович; Хрульков Владимир Анатольевич (BY)
BY 15424 C1 2012.02.28
BY (11) 15424
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Закрытое акционерное общество "ЭЛГА" (BY)
(56) Тормозной клапан, тип FD. Руководящие указания RE 27 551/06.03.
Сайт фирмы Bosch Rexroth AG.
http://www.boschrexroth.com/RDSearch/r
d/27000_27999/r_27551. 2007.
SU 1722925 A1, 1992.
SU 1676877 A1, 1991.
RU 2069629 C1, 1996.
RU 2183170 C1, 2002.
EP 0040647 A1, 1981.
DE 3113163 A1, 1982.
(57)
Гидроклапан тормозной, состоящий из корпуса, в котором расположена полая гильза
по меньшей мере с одним радиально расположенным каналом, связанным с линией A
подвода рабочей жидкости, и по меньшей мере с одним радиально расположенным каналом, связанным с регулируемой линией B, установленных в гильзе подпружиненных регулирующего и переключающего клапанов, и управляющего поршня, связанного с
гидролинией X управления и размещенного в корпусе с возможностью последовательного
взаимодействия с переключающим клапаном и с регулирующим клапаном, при этом регулирующий клапан с гильзой образуют основной запорный элемент, регулирующий клапан
с переключающим клапаном образуют вспомогательный запорный элемент, гильза и основной и вспомогательный запорные элементы образуют надклапанную полость, торцы
переключающего клапана и регулирующего клапана, расположенные со стороны управляющего поршня, сообщены с линией A подвода, в гильзе, регулирующем клапане и в переключающем клапане выполнены каналы, расположенные с возможностью
Фиг. 1
BY 15424 C1 2012.02.28
формирования общего канала между надклапанной полостью Б и регулируемой линией B
в заданном диапазоне давлений в линии управления X, отличающийся тем, что в переключающем клапане установлен дополнительный золотник, подпружиненный относительно переключающего клапана со стороны управляющего поршня и снабженный
радиально расположенными каналами, причем оба торца дополнительного золотника соединены между собой демпферным каналом, при этом дополнительный золотник выполнен и установлен с возможностью формирования между регулируемой линией B и
надклапанной полостью Б в заданном диапазоне давлений в линии управления X общего
канала, образованного осевыми и радиально расположенными каналами регулирующего,
переключающего клапанов и дополнительного золотника.
Изобретение относится к машиностроительной гидравлике, в частности к запорнорегулирующей аппаратуре, выполняющей функции запорного элемента (гидрозамок) и
регулируемого дросселя, и может быть использовано в гидросистемах для плавного регулирования скорости независимо от нагрузки на гидромотор или на гидроцилиндр.
Тормозные клапаны применяют в приводах механизмов опускания груза кранов,
пневмоколесного хода экскаваторов, погрузчиков и других самоходных машин для исключения противообгонного скоростного режима при действии нагрузок, направление которых совпадает с направлением вращения двигателя. Тормозной гидроклапан
устанавливают на выходе из гидроцилиндра, и управление гидроклапаном осуществляется
от подводящей линии гидроцилиндра. Открытие клапана зависит от управляющего давления, обратно пропорционального внешней нагрузке. Вследствие этого скорость опускания
груза остается примерно постоянной. В базовой конструкции золотник, установленный в
корпусе клапана, удерживается в положении "Закрыто" пружиной, усилие которой изменяется регулировочным винтом.
Известен гидроклапан тормозной, содержащий корпус, в расточке которого установлена гильза со ступенчатой проточкой, отверстиями подвода-отвода рабочей жидкости и
седлом, образованным в месте перехода поверхностей проточки, торцевую крышку, установленную в проточке большего диаметра, гидравлически управляемый с одного торца и
подпружиненный относительно крышки с другого торца цилиндрический ступенчатый
золотник с конической поверхностью, расположенной между ступенями и контактирующей с седлом гильзы, при этом в золотнике выполнены радиальные каналы и ступенчатый
осевой канал с уменьшением диаметра его ступеней от торца ступени меньшего диаметра
к большему и образованием в месте перехода поверхностей клапанного седла, обратный
клапан, поджатый пружиной к клапанному седлу и установленный в осевом канале с образованием надклапанной и подклапанной полостей, сообщенных радиальными каналами
с отверстиями подвода-отвода, расположенными в большей и меньшей ступени гильзы,
дроссель, образованный внутренней поверхностью меньшей ступенях гильзы между седлом и отверстиями подвода-отвода и наружной поверхностью меньшей ступени золотника
при его перемещении, полость управления золотником, образованную расточкой корпуса
и заглушенным торцом меньшей ступени золотника и сообщенную с отверстием подвода
давления управления, выполненным в корпусе, через дополнительный дроссель, и поршень с дроссельным отверстием [1]. Недостатком данного гидроклапана тормозного является недостаточная надежность работы, связанная с невозможностью регулировки
величины открытия рабочего окна дросселя для пропускания различных по величине потоков рабочей жидкости, невозможностью обеспечения дросселей постоянного сечения
защитой от загрязнения. А также в известном гидроклапане отсутствует возможность
быстрого (аварийного) закрытия клапана при резком снятии давления в случае остановки
потока жидкости в линии подвода.
2
BY 15424 C1 2012.02.28
Известен также гидроклапан тормозной, который, в отличие от описанного выше,
снабжен фильтрами, дополнительным обратным клапаном, регулировочным винтом,
установленным в торцевой крышке с возможностью взаимодействия с поршнем, и заглушкой, в расточке которой установлен поршень с образованием поршневой полости,
при этом в золотнике, в ступени большего диаметра, выполнена глухая расточка и в ней
установлена заглушка с образованием камеры, в которой установлен один из фильтров, в
золотнике также выполнены осевые периферийные каналы, сообщающие надклапанную
полость с камерой, и радиальные дроссельные каналы, сообщающие осевые периферийные каналы с дросселем, причем поршневая полость и камеры соединены между собой
дроссельным отверстием, а осевой канал золотника выполнен глухим, причем диаметр
поршня выполнен меньше диаметра торца меньшей ступени золотника, другой фильтр
установлен на входе в полость управления, а дополнительный обратный клапан поставлен
параллельно дросселю полости управления [2]. Среди технических результатов, достигаемых тормозным клапаном такой конструкции, указаны повышение надежности работы
устройства в целом и повышение надежности управления.
Однако описанные выше конструкции тормозных клапанов обладают все же недостаточным быстродействием, что усложняет управление ими и может привести к сбоям в работе механизмов.
Наиболее близким к заявляемому гидроклапану тормозному по совокупности существенных признаков является гидроклапан тормозной типа FD производства фирмы Bosch
Rexroth AG [3]. Тормозной гидроклапан состоит из корпуса, в котором расположена полая
гильза по меньшей мере с одним радиально расположенным каналом, связанным с линией
подвода рабочей жидкости, и по меньшей мере с одним радиально расположенным каналом, связанным с регулируемой линией. В полости гильзы установлены образующий с
гильзой основной запорный элемент подпружиненный регулирующий клапан, образующий с регулирующим клапаном вспомогательный запорный элемент подпружиненный
переключающий клапан, и управляющий поршень. Гильза, основной запорный элемент и
вспомогательный запорный элемент образуют надклапанную полость. Управляющий
поршень связан с гидролинией управления и размещен в корпусе с возможностью последовательного взаимодействия с переключающим клапаном и с регулирующим клапаном.
Торцы переключающего клапана и регулирующего клапана, расположенные со стороны
управляющего поршня, сообщены с линией подвода. В гильзе, регулирующем клапане и в
переключающем клапане выполнены отверстия, расположенные с возможностью формирования канала между надклапанной полостью Б и регулируемой линией B в заданном
диапазоне давлений в линии управления X. Гидроклапан такой конструкции в том числе
выполняет функцию запирания в качестве меры безопасности при разрыве трубопровода
и т.п. аварийных ситуациях.
Задачей изобретения является создание гидроклапана тормозного повышенного быстродействия, в котором в случае остановки потока жидкости от линии подвода к регулируемой линии скорость запирания будет более высокой по сравнению с известными
конструкциями.
Поставленная задача решается заявляемым гидроклапаном тормозным, состоящим из
корпуса, в котором расположена полая гильза по меньшей мере с одним радиально расположенным каналом, связанным с линией A подвода рабочей жидкости, и по меньшей мере
с одним радиально расположенным каналом, связанным с регулируемой линией B, установленных в гильзе подпружиненных регулирующего и переключающего клапанов, и
управляющего поршня, связанного с гидролинией X управления и размещенного в корпусе с возможностью последовательного взаимодействия с переключающим клапаном и с
регулирующим клапаном, при этом регулирующий клапан с гильзой образуют основной
запорный элемент, регулирующий клапан с переключающим клапаном образуют вспомогательный запорный элемент, гильза и основной и вспомогательный запорные элементы
3
BY 15424 C1 2012.02.28
образуют надклапанную полость, торцы переключающего клапана и регулирующего клапана, расположенные со стороны управляющего поршня, сообщены с линией A подвода, в
гильзе, регулирующем клапане и в переключающем клапане выполнены каналы, расположенные с возможностью формирования общего канала между надклапанной полостью
Б и регулируемой линией B в заданном диапазоне давлений в линии управления X. Поставленная задача решается за счет того, что в переключающем клапане установлен дополнительный золотник, подпружиненный относительно переключающего клапана со
стороны управляющего поршня и снабженный радиально расположенными каналами,
причем оба торца дополнительного золотника соединены между собой демпферным каналом, при этом дополнительный золотник выполнен и установлен с возможностью формирования между регулируемой линией B и надклапанной полостью Б в заданном диапазоне
давлений в линии управления X общего канала, образованного осевыми и радиально расположенными каналами регулирующего, переключающего клапанов и дополнительного
золотника.
Изобретение ниже будет рассмотрено более подробно на предпочтительных, но не
ограничивающих формах реализации заявляемого гидроклапана тормозного со ссылками
на позиции фигур чертежей, на которых представлены:
фиг. 1 - продольный разрез заявляемого гидроклапана тормозного;
фиг. 2 - фрагмент E по фиг. 1 в увеличенном виде.
На фиг. 1 в продольном разрезе, а на фиг. 2 в виде фрагмента в увеличенном виде
изображен гидроклапан тормозной, состоящий из корпуса 1, в котором расположена полая
гильза 2, в данной форме реализации, с первым 3 и вторым 4 радиально расположенными
каналами, связанными соответственно с линией A подвода и регулируемой линией B. В
полости гильзы 2 установлен подпружиненный регулирующий клапан 5, образующий с
гильзой 2 основной запорный элемент, подпружиненный переключающий клапан 6, образующий с регулирующим клапаном 5 вспомогательный запорный элемент, и управляющий поршень 7. В полости гильзы 2 самой гильзой 2, регулирующим клапаном 5 и
переключающим клапаном 6 образована надклапанная полость Б. Управляющий поршень
7 связан с гидролинией X управления и размещен в корпусе 1 с возможностью последовательного взаимодействия с переключающим клапаном 6 и с регулирующим клапаном 5. В
гильзе 2 в зоне установки переключающего клапана 6 и регулирующего клапана 5 выполнены с возможностью сообщения надклапанной полости Б с регулируемой линией B радиально расположенные каналы (позицией не обозначены). Торцы переключающего
клапана 6 и регулирующего клапана 5, расположенные со стороны управляющего поршня
7, сообщены с линией A подвода. В регулирующем клапане 5 выполнены радиально расположенные каналы 8 и 9. В переключающем клапане 6 выполнены радиально расположенные каналы 10 и 11. В переключающем клапане 6 установлен дополнительный
золотник 12, подпружиненный пружиной 13 относительно переключающего клапана 6 со
стороны управляющего поршня 7. Оба торца дополнительного золотника 12 соединены
между собой демпферным каналом 14. Регулирующий клапан 5 и переключающий клапан
6 подпружинены пружинами 15 и 16. Управляющий поршень 7 подпружинен силовой
пружиной 17. На переключающем клапане 6 выполнена внешняя кольцевая проточка 18.
В дополнительном золотнике 12 выполнены радиально расположенные каналы 19 и 20.
Работа гидроклапана тормозного происходит следующим образом.
При пропускании жидкости от линии A подвода к рабочему органу (в регулируемую
линию B - при давлении в линии подвода, превосходящем давление в регулируемой линии) рабочая жидкость воздействует на торец регулирующего клапана 5 и заставляет его
вместе с переключающим клапаном 6 перемещаться вправо по рисунку, сжимая пружины
15, 16 регулирующего 5 и переключающего 6 клапанов. При этом жидкость из надклапанной пружинной полости Б через канал 10, боковую проточку 18 на переключающем кла-
4
BY 15424 C1 2012.02.28
пане 6 и канал 11 вытесняется в регулируемую линию B. Происходит перемещение рабочего органа.
Для перемещения рабочего органа в обратную сторону (при давлении в регулируемой
линии B большем, чем в линии A подвода) в гидролинию X управления подается управляющее давление, управляющий поршень 7 перемещает переключающий клапан 6 вправо
по рисунку, чем обеспечивается соединение надклапанной полости Б с линией A подвода
в результате отпирания вспомогательного запорного элемента, образованного регулирующим 5 и переключающим 6 клапанами, разъединения каналов 10 и 8 и 11 и 9 и отсоединения надклапанной полости Б от регулируемой линии B. Поскольку оба торца
регулирующего клапана 5 нагружены равным давлением, он уравновешен и его перемещение осуществляется за счет взаимодействия сил, определяемых величиной давления в
гидролинии X управления и противодействующей силы пружин 15, 16 и силовой пружины 17, подпирающей управляющий поршень 7. Изменением величины давления управления обеспечивается изменение положения регулирующего клапана 5 и тем самым
регулирование расхода из регулируемой линии B в линию A подвода.
В процессе перемещения переключающего клапана 6 вправо по рисунку, в момент
времени, когда его запорная часть уже разгерметизирована, а канал 11 еще не перекрыт
полностью (т.е. в диапазоне давлений в гидролинии X управления от 0 до значения давления, при котором канал 11 перекрыт полностью), происходит заброс рабочей жидкости из
регулируемой линии B в линию A подвода. Это приводит к неконтролируемому рывку
рабочего органа машины под действием внешних нагрузок. Для того чтобы в значительной мере устранить это явление, канал 10 выполняется малого диаметра (0,6…0,8 мм).
Однако такое решение приводит к значительному замедлению быстродействия регулирующего клапана 6 при запирании его после прекращения подачи жидкости от линии A подвода к регулируемой линии B. Скорость перемещения регулирующего клапана 5 в этом
случае определяется усилием пружин 15, 16 и проходным сечением канала 10, через который происходит заполнение надклапанной полости Б. Таким образом, из-за продолжительного времени запирания регулирующего клапана 5 может возникать значительный
сброс рабочей жидкости из регулируемой линии B в линию A подачи, если в ней в этот
момент резко снижается давление (например, из-за переключения управляющего гидрораспределителя, не указанного на фиг.). Проявляется это в виде неконтролируемого "проседания" рабочего органа гидрофицированной машины под действием внешних нагрузок,
которое тем больше, чем ниже быстродействие запирания тормозного клапана при прекращении подачи рабочей жидкости от линии A подачи к регулируемой линии B.
Для того чтобы исключить возможность неконтролируемого "проседания" рабочего
органа, внутри переключающего клапана 6 расположен дополнительный золотник 12,
подпружиненный пружиной 13 относительно переключающего клапана 6 со стороны
управляющего поршня 7, причем оба торца дополнительного золотника 12 соединены
между собой демпферным каналом 14, а соединение в исходном положении регулируемой
линии B с надклапанной полостью Б выполнено через каналы 8, 9 и осевые каналы регулирующего клапана 5, каналы 10, 11 и осевые каналы переключающего клапана 6 и осевые и радиальные 19 и 20 каналы дополнительного золотника 12 таким образом, что при
перемещении дополнительного золотника 12 в сторону его подпружиненного торца соединение регулируемой линии B с подпружиненным торцом переключающего клапана 6
(с надклапанной областью Б), а соответственно и с линией A подвода, прекращается.
В данном случае проходные сечения каналов 10, 11 внешней кольцевой проточки 18
на переключающем клапане 6 и каналов 19 и 20 в дополнительном золотнике 12, соединяющих надклапанную полость Б с регулируемой линией B, выполняются относительно
большими, диаметром 3 мм и более, что минимум на порядок повышает скорость запирания регулирующего клапана 5. При этом в момент принудительного переключения управляющим поршнем 7 переключающего клапана 6 (при подаче управляющего давления в
5
BY 15424 C1 2012.02.28
гидролинию X управления) соединение линий B и A происходит через демпферный канал
14 малого сечения, выполненный в дополнительном золотнике 12, поскольку давление в
надклапанной полости Б в момент разгерметизации запорной части переключающего клапана 6 равно существующему в регулируемой линии B, дополнительный золотник 12,
сжимая пружину 13, перемещается влево по рисунку, отсоединяя регулируемую линию B
от надклапанной полости Б и линии подвода A.
Таким образом, при значительном повышении быстродействия регулирующего клапана 5 достигается практически отсутствие заброса расхода из регулируемой линии B в линию A подвода в момент принудительного перемещения управляющим поршнем 7
переключающего клапана 6 и исключается неконтролируемая "просадка" рабочего органа.
Источники информации:
1. Заявка DE 3217285, опубл. 1983.
2. Патент RU 2084709 C1, опубл. 20.07.1997.
3. Тормозной клапан, тип FD. Руководящие указания RE 27 551/06.03. Сайт фирмы
Bosch Rexroth AG [найдено 12.12.2007]. Найдено из Интернет: http://www.boschrexroth.com/RDSearch/rd/27000_27999/r_27551/ r-rs27551_2003-06.pdf.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
362 Кб
Теги
by15424, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа