Бесштоковый привод

 

Изобретение относится к пневматическим приводам. Бесштоковый привод содержит пневмоцилиндр с поршнем с постоянными магнитами и подвижную каретку (кольцо) с постоянными магнитами, установленную на внешней поверхности пневмоцилиндра с возможностью перемещения вдоль его оси. Для обеспечения плавности хода, точной остановки и фиксации поршня он снабжен дополнительным цилиндром с размещенным в нем поршнем с постоянными магнитами, причем дополнительный цилиндр установлен внутри пневмоцилиндра соосно с ним и жестко с ним скреплен, а полости дополнительного цилиндра по обе стороны его поршня заполнены жидкостью и сообщены между собой трубопроводом через дроссели с обратными клапанами и гидрораспределитель, при этом поршень пневмоцилиндра выполнен кольцевым. 1 ил.

Изобретение относится к пневматическим приводам, а именно к бесштоковым приводам.

Известен бесштоковый пневмомагнитный привод, содержащий пневмоцилиндр, поршень с постоянными магнитами, размещенный во внутренней полости пневмоцилиндра, и подвижное кольцо с постоянными магнитами, установленное на внешней поверхности пневмоцилиндра с возможностью перемещения вдоль его оси.

Недостатками известного бесштокового привода являются недостаточная плавность хода и невозможность точной остановки и фиксации поршня в любом промежуточном положении.

Для обеспечения плавности хода и точной остановки и фиксации поршня в любом промежуточном положении бесштоковый привод, содержащий пневмоцилиндр, поршень с постоянными магнитами, размещенный во внутренней полости пневмоцилиндра, и подвижное кольцо с постоянными магнитами, установленное на внешней поверхности пневмоцилиндра с возможностью перемещения вдоль его оси, снабжают дополнительным цилиндром с размещенным в нем поршем с постоянными магнитами, причем дополнительный цилиндр установлен внутри пневмоцилиндра соосно с ним и жестко с ним скреплен, а полости дополнительного цилиндра по обе стороны его поршня заполнены рабочей жидкостью и сообщены между собой трубопроводом через дроссели с обратными клапанами и гидрораспределитель, при этом поршень пневматического цилиндра выполнен кольцевым.

На чертеже представлена схема бесштокового привода.

Бесштоковый привод содержит пневмоцилиндр 1, внутри которого соосно с ним размещен и жестко скреплен гидравлический цилиндр 2 размещенным в нем поршнем 3 с постоянными магнитами 4. Полости гидравлического цилиндра 2 по обе стороны поршня 3 заполнены рабочей жидкостью 5 и соединены трубопроводом 6 через дроссели с обратными клапанами 7, 8 и гидрораспределитель 9. Поршень 10 пневмоцилин- дра 1 с постоянными магнитами 11 выполнен кольцевым.

На цилиндрическом корпусе пневмоцилиндра 1 снаружи надето подвижное кольцо 12 с постоянными магнитами 13. Управление приводом осуществляется с помощью двух пневмораспределителей 14, 15, выходы 16, 17 которых подведены к полостям пневмоцилиндра 1 через отверстия в его крышках 18, 19. Пневмораспределители 14, 15 и гидрораспределитель 9 могут быть выполнены с пневмоуправлением, имеющим линии управления 20, 21 и 22.

Предлагаемый привод работает следующим образом. Источником энергии в нем является источник сжатого воздуха, давление питания от которого подведено к нормально открытым пневмораспределителям 14, 15. При отсутствии сигналов в линиях управления 20, 21 давление на их выходах 16 и 17 и в обеих полостях пневмоцилиндра 1 равно давлению питания. Поршень 10 имеет одинаковую эффективную площадь с обеих сторон и поэтому при равенстве давлений в обеих полостях пневмоцилиндра 1 может находиться в равновесии в любой точке его рабочего хода. Передача движения от поршня 10 пневмоцилиндра 1 к подвижному внешнему кольцу 12 осуществляется с помощью магнитной бесконтактной муфты, состоящей из кольцевых магнитов 11 и 13. При подаче управляющего сигнала к одному из пневмораспределителей, например к пневмораспределителю 15 в линию 21, на его выходе 17 устанавливается давление, равное атмосферному, и давление из правой полости пневмоцилиндра 1 начинает стравливаться в атмосферу через пневмораспределитель 15. При этом за счет разности давлений в полостях пневмоцилиндра 1 поршень 10 начинает двигаться вправо и с помощью магнитной муфты увлекает за собой внешнее подвижное кольцо 12, которое отслеживает его движение. Однако в состав бесконтактной магнитной муфты входят и постоянные магниты 4 в поршне 3 гидравлического цилиндра 2. Поэтому при своем движении поршень 10 пневмоцилиндра 1 заставляет перемещаться и поршень 3 гидравлического цилиндра 2 и отслеживать свое движение. При своем движении внутри гидравлического цилиндра 2 поршень 3 перегоняет рабочую жидкость из правой полости в левую через гидрораспределитель 9 и дроссели с обратными клапанами 7 и 8. Гидрораспределитель 9 является нормально закрытым с пневматическим управлением, осуществляемым по линии управления 22. Для прохождения рабочей жидкости через этот распределитель по линии управления 22 должна быть подана команда. Перетекание рабочей жидкости из одной полости гидравлического цилиндра 2 в другую обеспечивает за счет своей несжимаемости плавность хода внешнего подвижного кольца 12 пневмоцилиндра 1. При снятии сигнала в линии управления 21 пневмораспределителя 15 на выходе 17 и правой полости пневмоцилиндра 1 восстанавливается давление сжатого воздуха, и поршень 10 останавливается. При подаче управляющего сигнала в линию 20 пневмораспределителя 14 осуществляется движение поршня 10, подвижного кольца 12 и поршня 3 влево. При этом рабочая жидкость перетекает из левой полости гидроцилиндра 2 в правую, обеспечивая при этом плавность движения поршня 10 и подвижного кольца (каретки) 12 пневмоцилиндра 1 за счет несжимаемости жидкости. При снятии сигнала в линии управления 22 гидрораспределителя 9 прекращается перетекание рабочей жидкости из одной полости гидроцилиндра в другую, обеспечивая точность остановки (позиционирования) подвижного кольца 12 пневмоцилиндра 1 за счет несжимаемости жидкости. Дроссели с обратными клапанами 7, 8 служат для плавного и раздельного регулирования скоростей движения кольца 12 при прямом и обратном ходе. Кроме того, предлагаемый привод не требует в отличие от известного применения пневматических демпферов для предотвращения ударов поршня в концах хода.

Таким образом, в предлагаемом приводе отсутствуют шток и его подвижное уплотнение, исключена опасность утечки рабочих тел в атмосферу как сжатого воздуха, так и рабочей жидкости, общая длина привода не изменяется при движении подвижного кольца 12, являющегося его выходным элементом. Она значительно меньше длины обычного пневмоцилиндра с полностью выдвинутым штоком. Обеспечена плавность хода подвижного кольца 12 при переменной нагрузке и возможность точного позиционирования и фиксации его в любой точке рабочего хода, в том числе при исчезновении питающего давления сжатого воздуха в системе пневмоуправления. В предлагаемом приводе полностью исключена возможность утечки рабочей жидкости в окружающую среду, так как в гидроцилиндре отсутствует шток с подвижными уплотнениями от атмосферы, а обе полости гидроцилиндра соединены трубопроводом между собой.

Формула изобретения

БЕСШТОКОВЫЙ ПРИВОД, содержащий пневмоцилиндр, поршень с постоянными магнитами, размещенный во внутренней полости пневмоцилиндра, и подвижное кольцо с постоянными магнитами, установленное на внешней поверхности пневмоцилиндра с возможностью перемещения вдоль его оси, отличающийся тем, что привод снабжен дополнительным цилиндром с размещенным в нем поршнем с постоянными магнитами, причем дополнительный цилиндр установлен внутри пневмоцилиндра соосно с ним и жестко с ним скреплен, а полости дополнительного цилиндра по обе стороны его поршня заполнены рабочей жидкостью и сообщены между собой трубопроводом через дроссели с обратными клапанами и гидрораспределитель, при этом поршень пневмоцилиндра выполнен кольцевым.

РИСУНКИ

Рисунок 1