Устройство автоматического изменения производительности насоса при постоянном давлении
Владельцы патента RU 2325555:
Открытое акционерное общество "Лебединский горно-обогатительный комбинат" (RU)
Устройство предназначено для использования в гидроприводе механизма подачи карьерного бурового станка, предназначенного для бурения взрывных скважин в горных породах с высокой степенью их неоднородности. Устройство содержит корпус-гильзу с подводящими и отводящими каналами, подвижный золотник с проточками и станину. В золотнике выполнены верхняя, средняя и нижняя конусная проточки. Через нижнюю проточку осуществлен постоянный подвод рабочего давления. Через верхнюю - подвод давления управления. Через среднюю - постоянный отвод утечек жидкости в дренаж. В станине выполнен подводящий канал, через который осуществлен подвод рабочего давления к торцу золотника, образующий совместно с каналом подвода рабочего давления и конусной проточкой контур, обеспечивающий управление производительностью насоса, гидравлическое центрирование и возврат золотника в исходное положение. Обеспечивается стабильность фиксации давления, а также увеличивается надежность работы устройства и упрощается конструкция. 2 ил.
Устройство предназначено для использования в гидроприводе механизма подачи карьерного бурового станка СБШ-250МНА-32, предназначенного для бурения взрывных скважин в горных породах с высокой степенью их неоднородности.
Известно устройство автоматического изменения производительности насоса при постоянном давлении, содержащее корпус-гильзу с подводящими и отводящими каналами, подвижный золотник с проточками и станину (RU 2132491 C1, 21.06.1999).
Известное устройство обладает низкими эксплуатационными характеристиками.
Описываемое устройство обеспечивает автоматическое изменение производительности гидронасоса при постоянном давлении с помощью обратной связи по давлению гидравлического механизма подачи карьерного бурового станка и давления управления действующих на механизм изменения рабочего объема насоса, при этом производительность насоса прямо пропорциональна скорости бурения горных пород и обратно пропорциональна их крепости, и предназначено для улучшения эксплуатационных характеристик бурового станка.
Машинист бурового станка дистанционно настраивает производительность насоса под настройку предохранительного клапана, постоянно следя за изменением давления в гидроприводе. При наличии регулируемого насоса гидропривод работает в режиме дроссельного регулирования.
Технической задачей, поставленной в настоящем изобретении, является стабильность фиксации давления, то есть отсутствие автоколебаний золотника регулятора при неравномерной подачи насоса, отсутствие заклинивания золотника регулятора при наличии гидравлического центрирования и возврата золотника в статическое состояние, отсутствие влияния рабочего давления обратной связи на давление управления рабочим объемом насоса, фиксация максимального хода золотника, препятствующая перекрытию каналов подвода и отвода жидкости при резком повышении рабочего давления.
Эта задача достигается тем, что в устройстве автоматического изменения производительности насоса при постоянном давлении, содержащем корпус-гильзу с подводящими и отводящими каналами, подвижный золотник с проточками и станину, в золотнике выполнены верхняя, средняя и нижняя конусная проточки, причем через нижнюю осуществлен постоянный подвод рабочего давления, через верхнюю - подвод давления управления, а через среднюю - постоянный отвод утечек жидкости в дренаж, при этом в станине выполнен подводящий канал, через который осуществлен подвод рабочего давления к торцу золотника, образующий совместно с каналом подвода рабочего давления и конусной проточкой контур, обеспечивающий управление производительностью насоса, гидравлическое центрирование и возврат золотника в исходное положение.
На фиг.1 изображено устройство для автоматического изменения производительности насоса при постоянном давлении - сборочный чертеж, на фиг.2 изображена гидравлическая схема устройства.
Устройство содержит корпус-гильзу 1 шестигранной формы с каналами подвода 2 давления управления, подвода-отвода 3 давления механизма управления рабочим объемом насоса, отвода давления 4 управления с механизма на слив через канал 3, слив утечек происходит через канал 5 с регулятора в дренаж, подвод рабочего давления происходит через канал 6.
В корпусе-гильзе 1 установлен подвижный золотник 7 с проточками, станина 8 с каналом 9 подвода рабочего давления к торцу золотника 7, цилиндрический корпус 10, регулировочный винт 11, пружина 12, втулка13, опорная шайба 14, уплотнительные кольца 15, 16, 17, сменный дроссель 18.
Гидравлическая схема описываемого устройства содержит нерегулируемый гидронасос давления управления 19, регулируемый гидронасос 20 со встроенным разносторонним двухкамерным поршнем для управления объемом, электрогидрораспределитель 21 с пилотом управления, клапан давления 22 нерегулируемого насоса 19, предохранительный клапан 23 гидросистемы, обратный клапан 24, устройство автоматического изменения производительности 25 насоса при постоянном давлении, гидроцилиндры подачи бурового станка 26, 27, гидробак 28.
Золотник 7 перемещается в гильзе, имеющей верхнюю проточку, образующую совместно с каналами 2,3,4 гильзы контур управления рабочим объемом насоса 20. Средняя проточка образует совместно с каналом 5 контур постоянного отвода утечек жидкости в дренаж. Нижняя конусная проточка служит для постоянного подвода рабочего давления от гидроцилиндров подачи через канал 6 гильзы. Станина 8 имеет канал 9 подвода рабочего давления от гидроцилиндров к торцу золотника, при этом образуется совместно с каналом 6 и конусной проточкой контур, обеспечивающий управление производительностью насоса 20, гидравлическое центрирование и возврат золотника в исходное состояние, а также стабилизацию золотника от автоколебаний при пульсирующей подаче рабочего давления, так как давление действует на поясок конусной проточки и торец золотника в противоположных направлениях. Средняя проточка золотника разделяет контур давления управления от влияния давления утечек контура рабочего давления.
В канале 2 на резьбе размещен сменный дроссель 18 для регулирования времени изменения рабочего объема насоса на увеличение производительности.
В цилиндрическом корпусе 10 с регулировочным винтом 11 размещены пружина 12 обеспечивающая установку требуемого рабочего давления, втулка с уплотнительным кольцом 15 и упорная шайба 14, нижней частью опирающаяся на золотник, а верхняя является опорой пружины.
Максимальный ход золотника, h мах, ограничивается упором шайбы в торец цилиндрического корпуса и препятствует перекрытию каналов при резком повышении рабочего давления, при этом насос 20 выводится на нулевую производительность с временем срабатывания равным паспортному. Верхняя проточка, постоянно соединенная с каналом 3 и нижняя, конусная проточка золотника, постоянно соединенная с каналом 6 находящиеся под давлением, обеспечивают гидравлическое центрирование золотника препятствующие его заклиниванию при возврате в статическое состояние.
Все каналы имеют резьбу для подсоединения трубопроводов. Корпус-гильза изготовлен из латуни, остальные детали из различных марок стали и собраны на резьбе через уплотнительные кольца 16, 17.
Устройство работает следующим образом. В статическом состоянии каналы 2 и 3 устройства соединены. При включении операции "БУРЕНИЕ" включаются насосы 19 и 20 и электромагнит 29 гидрораспределителя 21. Давление управления насоса 19 выводит насос 20 на максимальную производительность, поток масла которого через открывшийся гидрораспределитель поступает к поршневым полостям гидроцилиндров подачи 26 и 27 и каналам 9 и 6 устройства. Поток масла с производительностью, превышающей требуемую, создаст в гидросистеме давление большее, чем настройка усилия пружины устройства и под его действием золотник, переместившись, соединит линию 3 с линией 4 (см. диаг.2 фиг.2). Производительность насоса начнет уменьшаться до установления равновесия сил усилия пружины и давлений в каналах 9 и 6 и каналы 2 и 4 устройства перекроются (см. диаг.1 фиг.2). В гидросистеме установится давление, равное усилию настройки пружины с производительностью, пропорциональной скорости бурения горных пород. При изменении свойств пород устройство автоматически изменит производительность насоса обратно-пропорционально их крепости.
При отключении операции "БУРЕНИЕ" золотник устройства под действием усилия пружины и остаточного давления жидкости в его конусной проточке, сливу которой препятствует обратный клапан 24, вернется в исходное состояние.
Устройство автоматического изменения производительности насоса при постоянном давлении, содержащее корпус-гильзу с подводящими и отводящими каналами, подвижный золотник с проточками и станину, отличающееся тем, что в золотнике выполнены верхняя, средняя и нижняя конусная проточки, причем через нижнюю осуществлен постоянный подвод рабочего давления, через верхнюю - подвод давления управления, а через среднюю - постоянный отвод утечек жидкости в дренаж, при этом в станине выполнен подводящий канал, через который осуществлен подвод рабочего давления к торцу золотника, образующий совместно с каналом подвода рабочего давления и конусной проточкой контур, обеспечивающий управление производительностью насоса, гидравлическое центрирование и возврат золотника в исходное положение.
