Бак гидросистемы

 

Бак предназначен для хранения рабочей жидкости гидросистем различных машин. Бак содержит две разделенные герметичной перегородкой секции, регулируемый подпорный и обратные клапаны, воздушный фильтр-сапун, магистральный фильтр, всасывающие отверстия, сливные и дренажные вводы, при этом первая секция бака через отжимные обратные клапаны соединена с всасывающими полостями дополнительного насоса и насоса цепи управления, через воздушный фильтр-сапун - с атмосферой, через регулируемый подпорный клапан - с полостью рабочей жидкости и через воздушный затвор - с воздушной полостью второй секции, вторая секция оснащена перегородками-успокоителями, имеет встроенную герметичную полость магистрального фильтра, сообщающуюся с основным объемом второй секции через обратный клапан с рассеивателем потока, соединена через оснащенный затвором патрубок с всасывающей полостью основного насоса, через обратные клапаны - с напорными полостями основного и дополнительного насосов и через отжимной обратный клапан - с подпиткой полостей гидроцилиндров. Слив дренажа гидросистемы подключен к первой секции бака через выходное отверстие подпорного клапана, общий слив и слив дополнительного насоса подключен к герметичной полости магистрального фильтра. Технический результат - сокращение потерь рабочей жидкости. 8 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к гидробакам и может быть использовано в объемных гидроприводах различных машин и технологического оборудования, например, в гидросистемах экскаваторов.

Аналогами предлагаемого изобретения могут являться баки гидросистем экскаваторов японских фирм КАТО и KOMATSU. На экскаваторах HD-1SOOGYS фирмы КАТО (источник - инструкция по эксплуатации и перечень деталей - каталог экскаватора) и в ряде моделей производства фирмы KOMATSU PC220, PC220LS SERIAL N21708, РС220-3, PC220LC-3 SERIAL N21992 (источник PARTS BOOK TOM6 P02060030-06) и РС300-5 CUSTOM PC-400-5 CUSTOM SERIAL N20001 and up (источник SHOP MANUAL ВЕЗ 1994 года SEBM0207C503K) устанавливаются гидробаки, состоящие из одной секции и имеющие приточную систему подпорного (избыточного) давления воздухом. Эти системы обеспечения подпорного давления требуют установки компрессора, редукционного клапана, предохранительных клапанов, ресивера, воздушного фильтра с осушителем и сети соединительных трубопроводов. При этом подпорное давление воздействует на все цепи гидросистемы, в том числе на слив цепи управления и дренаж, что вызывает необходимость применения гидроаппаратуры специального исполнения.

Прототипами предлагаемого изобретения может быть принят бак гидросистемы экскаватора ЭО-4125 или ЭО-4225 или, как наиболее близкий, "Бак гидросистемы" Патент на изобретение 2105205 от 20 февраля 1998 года. Указанный бак рабочей жидкости гидросистемы содержит две разделенные герметичной перегородкой секции, регулируемый подпорный и обратные клапаны, воздушный фильтр-сапун, магистральный фильтр, всасывающие отверстия, сливные и дренажные вводы.

В баке по указанному патенту установлен воздухонепроницаемый колпак как полость воздушной подушки, используемой для создания подпорного давления, очистка сливаемой в бак рабочей жидкости обеспечивается отдельно установленным фильтром и затруднен способ пополнения объема воздуха по мере растворения его при контакте с маслом.

Задача изобретения - улучшение режима работы и повышение ресурса основного насоса гидросистемы, сокращение потерь рабочей жидкости в процессе проведения текущих ремонтов, упрощение конструкции и повышение удобства обслуживания в условиях эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что бак рабочей жидкости гидросистемы содержит две разделенные герметичной перегородкой секции, регулируемый подпорный и обратные клапаны, воздушный фильтр-сапун, магистральный фильтр, всасывающие отверстия, сливные и дренажные вводы, при этом первая секция бака через отжимные обратные клапаны соединена с всасывающими полостями дополнительного насоса и насоса цепи управления, через воздушный фильтр-сапун с атмосферой, через регулируемый подпорный клапан с полостью рабочей жидкости и через воздушный затвор - с воздушной полостью второй секции, вторая секция оснащена перегородками-успокоителями, имеет встроенную герметичную полость магистрального фильтра, сообщающуюся с основным объемом второй секции через обратный клапан с рассеивателем потока, соединена через оснащенный затвором патрубок с всасывающей полостью основного насоса, через обратные клапаны с напорными полостями основного и дополнительного насосов и через отжимной обратный клапан с подпиткой полостей гидроцилиндров, при этом слив дренажа гидросистемы подключен к первой секции бака через выходное отверстие подпорного клапана, общий слив и слив дополнительного насоса подключен к герметичной полости магистрального фильтра, а каждая секция бака и полость фильтра имеют зажимные клапаны для слива рабочей жидкости.

Поставленная задача может решаться также за счет того, что отжимные обратные клапаны всасывающих полостей дополнительного насоса и насоса цепи управления, а также подпитки полостей гидроцилиндров выполнены с возможностью обеспечения прохода рабочей жидкости при внешнем подсоединении рукавов и перекрытия прохода при отсоединении последних.

А также за счет того, что воздушный затвор выполнен в виде золотника или шарового крана, либо в виде электромагнитного клапана с дистанционным управлением.

А также за счет того, что в первой секции выполнено отверстие, соединенное через трубопровод и воздушный затвор с воздушной полостью второй секции и предназначенное для пополнения объема подпорного воздуха второй секции, отфильтрованным через фильтр-сапун первой секции атмосферным воздухом и перелива избытка масла из второй секции в первую.

А также за счет того, что разделительные перегородки-успокоители во второй секции выполнены с возможностью сбора воздушных пузырьков и отвода их в воздушную полость.

А также за счет того, что герметичная полость магистрального фильтра разделена на верхний и нижний отсеки перегородкой с фланцем-крышкой для установки фильтра.

А также за счет того, что верхний отсек имеет съемный люк с уплотнением для демонтажа фильтра, пробку с уплотнением для выпуска воздуха и магнитные уловители металлических загрязнений, а нижний отсек - боковой фланцевый люк с уплотнением для промывки и очистки полости фильтра.

А также за счет того, что магистральный фильтр состоит из опорного фланца-крышки, фильтроэлемента с верхней и нижней крышками, соединенными в единый блок, закрепленный на оси и на фланце-крышке через пружину регулировки давления срабатывания.

А также за счет того, что в верхней крышке размещен эластичный обратный клапан, предотвращающий вымывание грязи из внутренней полости фильтроэлемента при работе гидросистемы.

На фиг.1, 2 и 3 изображен бак рабочей жидкости гидросистемы.

На фиг.4 - подпиточный отжимной обратный клапан.

На фиг.5 - всасывающий отжимной обратный клапан.

На фиг.6 - масляный затвор.

На фиг.7 - подпорный клапан.

На фиг.8 - воздушный затвор.

На фиг.9 - магистральный фильтр.

На фиг.10 - обратный клапан.

На фиг.11 - обратный клапан с рассеивателем потока.

Бак рабочей жидкости гидросистемы, изображенный на фиг.1, 2 и 3, содержит секции 1 и 2, разделенные герметичной перегородкой 3.

Секция 1 имеет: герметичный люк 4 в нижней части бака и через всасывающие отжимные обратные клапаны 5 и 6 (фиг.5) соединена с всасывающими полостями дополнительного насоса и насоса цепи управления; воздушный фильтр-сапун 7, соединяющий ее с атмосферой; отверстие 8, перекрываемое масляным затвором 9 (фиг. 6), соединенного трубопроводом 10 с регулируемым подпорным клапаном 11 (фиг. 7), установленным на переливном отверстии второй секции; отверстие 12 соединения воздушной полости секции 1 с воздушной полостью секции 2 через воздушный золотниковый затвор 13 (фиг. 8), закрываемый при работе бака; трубопровод 10 имеет ниппель 14 для подсоединения слива дренажа гидросистемы.

Секция 2 имеет: воздушную полость; герметичный люк 15 в нижней части; перегородки-успокоители 16 (фиг.2), разделяющие масляную и воздушную полости на дополнительные секции, сообщающиеся между собой; встроенную полость 17 с герметичным люком 25 на входе и герметичным люком 26 на выходе магистрального фильтра (фиг.9), соединенного выходом с основным объемом секции 2 через обратный клапан 18 с рассеивателем потока 19 (фиг.11); масляный затвор 20 соединения через патрубок 21 с всасывающей полостью основного насоса; обратный клапан 22 (фиг.10) соединения напорных полостей основного насоса, а для дополнительного насоса соединением напорной полости с баком служит обратный клапан 18; подпиточный отжимной обратный клапан 23 (фиг.4) подпитки полостей гидроцилиндров и гидромоторов. Все секции бака имеют зажимные клапаны 24 для слива рабочей жидкости. Отверстие 12 в первой секции соединяется через трубопровод и воздушный затвор 13 с воздушной полостью секции 2 и предназначено для пополнения объема подпорного воздуха в секции 2 отфильтрованным через фильтр-сапун секции 1 атмосферным воздухом. Воздушный затвор 13 (фиг.8) имеет корпус с ниппелем 27, внутри которого перемещается золотник 28 с уплотнительными кольцами 29 и резьбовым концом. Левый торец золотника представляет клапан, притертый к кромке отверстия корпуса. Линейное перемещение золотника осуществляется гайкой 30 с фланцем, который зажимается с зазором в корпусе 27 фланцем 31. Для линейного перемещения служит продольный паз в резьбовой части золотника, в который входит фиксирующий от проворачивания специальный стопорный винт 32. Специальная гайка 30 от проворачивания стопорится на золотнике контргайкой 33. Встроенная в секцию 2 герметичная полость 17 магистрального фильтра (фиг.9) разделена на два отсека - верхний и нижний, которые закрываются герметичными люками 25 и 26. Верхний люк 25 служит для монтажа и демонтажа фильтра, а боковой 26 - для очистки полости фильтра. Люки имеют уплотнительные кольца 34 и 35. Магистральный фильтр состоит из опорного фланца-крышки 36 с уплотнительным кольцом 44, центральной оси 37, верхней крышки 38 и нижней крышки 39 крепления фильтроэлемента 40 через уплотнительные кольца 41, 42 и 43. Фильтроэлемент с крышками на центральной оси крепится гайками 45 и 46, а на фланце-крышке 36 через пружину 47, упорную шайбу 48 гайкой 49. Внутри ступицы крышки 38 на центральной части установлен эластичный обратный клапан 50. В верхнем люке 25 установлена пробка 51 с уплотнительным кольцом. Верхний отсек полости магистрального фильтра имеет входные отверстия 52 и 53 (фиг.1) для сливаемого масла из гидросистемы и магнитные уловители 54 металлических загрязнений. Магистральный фильтр очищает поток рабочей жидкости, проходящий через центральные каналы фланца-крышки и верхней крышки крепления фильтроэлемента внутрь фильтра и через него в нижний отсек. Эластичный клапан 50 предотвращает вымывание грязи из внутренней полости фильтра. Предохранительным клапаном является нижний торец фланца-крышки и верхний торец ступицы верхней крышки фильтроэлемента, которые притираются друг к другу. Давление перепуска регулируется пружиной 47. Пробка 51 предназначена для выпуска воздуха из верхнего отсека. Перегородки 16 в секции 2, разделяющие масляные и воздушные полости на отдельные секции, являются успокоителями при колебаниях рабочей жидкости и выполняют функции сбора на своих поверхностях мелких пузырьков воздуха, которые, соединяясь между собой, вытесняются в воздушную полость. Перегородки выполнены с отверстиями в воздушной полости и при подпорном давлении замедляют перетекание воздуха из одной полости в другую и заставляют объем воздуха в секциях выполнять функции демферов, гасящих резкие колебания уровня масла, но обеспечивают хорошее заполнение воздухом при отсутствии подпорного давления. Подпиточный (фиг.4) и всасывающий (фиг.5) отжимные обратные клапаны состоят из вворачиваемого корпуса 55 с внутренней кромкой 56 гнезда клапана и боковыми отверстиями 57 для прохода масла, уплотнения 58, обратного клапана 59, пружины 60, опорной шайбы 61, стопорного кольца 62, нажимного штуцера 63 с ножками 64, уплотнением 65 и крепежных винтов 66 крепления штуцера к корпусу.

Работа бака рабочей жидкости гидросистемы.

При установленном на машину и соединенном с агрегатами и узлами гидросистемы баке его первоначальная заправка производится дополнительным насосом через отверстия 52 и 53 во входную полость магистрального фильтра. Затем через магистральный фильтр рабочая жидкость заполняет нижнюю полость фильтра и через обратный клапан 18 и рассеиватель 19 заполняется полость секции 2. При заправке бака подпорный клапан 11, масляный затвор 9 и воздушный затвор 13 открыты, а клапаны слива 24 во всех секциях зажаты. Из полости секции 2 рабочая жидкость через затвор 20 и трубопровод 21 заполняет всасывающую полость основных насосов. Через отверстия 52 и 53, подпиточный отжимной обратный клапан 23 одновременно заполняется гидросистема машины. Дойдя до уровня подпорного клапана, рабочая жидкость заполняет полость секции 1, а через всасывающие отжимные обратные клапаны 5 и 6 - всасывающие полости насоса управления и других насосов. Отворачивается пробка в верхней крышке люка магистрального фильтра и выпускается воздух. Уровень рабочей жидкости по указателю уровня 67 доводится до уровня воздушного затвора 13 и заправка прекращается. После этого в подпорной секции остается верхняя часть бака до уровня воздушного затвора, заполненная воздухом, равная тому объему, который необходимо иметь для обеспечения требуемого подпора. Воздушный затвор закрывается, и дополнительный насос подключается для забора рабочей жидкости из секции 1 к одному из всасывающих отжимных обратных клапанов 5 или 6. Затем дополнительным насосом рабочая жидкость из секции 1 перекачивается в секцию 2 и по указателю давления подпора 68 настраивается подпорный клапан 11 на необходимую величину давления подпора. При этом воздушная подушка в секции 2 сжимается. Дополнительным насосом производится дозаправка рабочей жидкостью секции 1 до рабочего уровня путем перелива через подпорный клапан. После этого бак рабочей жидкости готов к работе гидросистемы.

Во время работы гидросистемы из-за разности объемов полостей гидроцилиндров происходит изменение объема сливаемой в бак рабочей жидкости. Это изменение компенсируется дополнительным насосом, перекачивающим рабочую жидкость из секции 1 в секцию 2. Избыток рабочей жидкости переливается через подпорный клапан в бесподпорную полость бака - секцию 1.

Так как воздух контактирует с поверхностью рабочей жидкости, то в процессе работы происходит частичное растворение воздуха в рабочей жидкости. Место воздуха занимает рабочая жидкость и появляется дефицит рабочей жидкости на всасывании основного насоса, сопровождающийся повышенным шумом, так как подпорное давление создается и поддерживается дополнительным насосом, имеющим малую производительность по сравнению с объемом рабочей жидкости, потребляемой основным насосом. В бесподпорной секции 1 понижается уровень рабочей жидкости. Необходимо восстановить нормальный режим работы основных насосов, восстановить подпор в баке путем восстановления объема воздуха. Это достигается путем открытия воздушного затвора 13, соединяющего воздушные полости секций 1 и 2. При этом восстанавливается уровень рабочей жидкости в секции 1 за счет слива рабочей жидкости из секции 2 и восстанавливается объем воздушной подушки в секции 2 за счет поступления через воздушный затвор воздуха из секции 1, связанной через фильтр-сапун с атмосферой. Затем закрывается воздушный затвор и бак готов к дальнейшей работе.

В процессе эксплуатации дозаправка бака рабочей жидкостью осуществляется включением дополнительного насоса, а восстановление объема воздушной подушки подпорной полости сводится к операции открытия, на время восстановления, воздушного затвора и последующего его закрытия.

Во время слива рабочей жидкости в подпорную полость пузырьки воздуха рассеивателем потока рабочей жидкости выбрасываются в общий объем, где оседают на перегородках и, укрупняясь, поднимаются в воздушную полость.

В зависимости от ремонтируемых магистралей гидросистемы отсоединение: всасывающей полости основного насоса блокируется масляным затвором 20, напорных магистралей основного насоса блокируется обратным клапаном 22 (фиг. 10), всасывающих магистралей насосов цепи управления и дополнительного блокируется всасывающими отжимными обратными клапанами 5 и 6 (фиг.5), магистралей подпитки гидроцилиндров блокируется подпиточным отжимным обратным клапаном 23 (фиг.4), магистралей слива дренажа блокируется масляным затвором 9. При отсоединении магистралей слива рабочей жидкости от отверстий 52 и 53 происходит слив рабочей жидкости из верхней полости магистрального фильтра не более 3-5% от общего объема в баке. Таким образом, в баке сохраняется 95% и более общего объема рабочей жидкости, что позволяет производить монтаж и демонтаж его на машине в заправленном состоянии.

При необходимости слива рабочей жидкости из бака открывается один из зажимных клапанов 24, в зависимости от опоражниваемой секции, и пробка 51, улучшающая слив из подпорной полости и полостей магистрального фильтра.

Формула изобретения

1. Бак рабочей жидкости гидросистемы, содержащий две разделенные герметичной перегородкой секции, регулируемый подпорный и обратные клапаны, воздушный фильтр-сапун, магистральный фильтр, всасывающие отверстия, сливные и дренажные вводы, отличающийся тем, что первая секция бака через отжимные обратные клапаны соединена с всасывающими полостями дополнительного насоса и насоса цепи управления, через воздушный фильтр-сапун - с атмосферой, через регулируемый подпорный клапан - с полостью рабочей жидкости и через воздушный затвор - с воздушной полостью второй секции, вторая секция оснащена перегородками-успокоителями, имеет встроенную герметичную полость магистрального фильтра, сообщающуюся с основным объемом второй секции через обратный клапан с рассеивателем потока, соединена через оснащенный затвором патрубок с всасывающей полостью основного насоса, через обратные клапаны - с напорными полостями основного и дополнительного насосов и через отжимной обратный клапан - с подпиткой полостей гидроцилиндров, при этом слив дренажа гидросистемы подключен к первой секции бака через выходное отверстие подпорного клапана, общий слив и слив дополнительного насоса подключен к герметичной полости магистрального фильтра, а каждая секция бака и полость фильтра имеют зажимные клапаны для слива рабочей жидкости.

2. Бак по п.1, отличающийся тем, что отжимные обратные клапаны всасывающих полостей дополнительного насоса и насоса цепи управления, а также подпитки полостей гидроцилиндров выполнены с возможностью обеспечения прохода рабочей жидкости при внешнем подсоединении рукавов и перекрытия прохода при отсоединении последних.

3. Бак по п.1, отличающийся тем, что воздушный затвор выполнен в виде золотника или шарового крана либо в виде электромагнитного клапана с дистанционным управлением.

4. Бак по п.1, отличающийся тем, что в первой секции выполнено отверстие, соединенное через трубопровод и воздушный затвор с воздушной полостью второй секции и предназначенное для пополнения объема подпорного воздуха второй секции отфильтрованным через фильтр-сапун первой секции атмосферным воздухом и перелива избытка масла из второй секции в первую.

5. Бак по п.1, отличающийся тем, что разделительные перегородки-успокоители во второй секции выполнены с возможностью сбора воздушных пузырьков и отвода их в воздушную полость.

6. Бак по п.1, отличающийся тем, что герметичная полость магистрального фильтра разделена на верхний и нижний отсеки перегородкой с фланцем-крышкой для установки фильтра.

7. Бак по п.6, отличающийся тем, что верхний отсек имеет съемный люк с уплотнением для демонтажа фильтра, пробку с уплотнением для выпуска воздуха и магнитные уловители металлических загрязнений, а нижний отсек - боковой фланцевый люк с уплотнением для промывки и очистки полости фильтра.

8. Бак по п.6, отличающийся тем, что магистральный фильтр состоит из опорного фланца-крышки, фильтроэлемента с верхней и нижней крышками, соединенными в единый блок, закрепленный на оси и на фланце-крышке через пружину регулировки давления срабатывания.

9. Бак по п. 8, отличающийся тем, что в верхней крышке размещен эластичный обратный клапан, предотвращающий вымывание грязи из внутренней полости фильтроэлемента при работе гидросистемы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11