Сборный блок-регулятор с полым прямоугольным золотником и высокоточными отсечными кромками пропускных окон

Авторы патента:

F15B20/00 - Предохранительные устройства; использование предохранительных устройств (предохранительные устройства общего назначения F16P); противоаварийные средства

F15B13/12 - средства, повышающие чувствительность системы

Владельцы патента RU 2792375:

Общество с ограниченной ответственностью "НЕЙРОРОБОТИКС" (RU)

Заявленное техническое решение относится к области гидрораспределительных устройств, регулирующих параметры потока в конкретном канале гидросистемы, в составе гидравлического контура пропорционального гидравлического привода. Заявленная группа изобретений включает сборный блок-регулятор с полым прямоугольным золотником и высокоточными отсечными кромками пропускных окон и его способ работы. При этом сборный блок-регулятор с полым прямоугольным золотником и высокоточными отсечными кромками пропускных окон включает корпус и золотник, отличающийся тем, что корпус выполнен сборным в виде четырех соединяемых распределительных плиток, золотник имеет полую конструкцию, при этом пропускные окна распределительных плиток и соответствующие им пропускные окна полого прямоугольного золотника находятся в одной плоскости X-Y. Способ работы сборного блок-регулятора с полым прямоугольным золотником заключается в том, что гидравлическая жидкость под давлением подается в полость приемной распределительной плитки, далее поток жидкости дозируется отсечной кромкой входного окна полого золотника, проходит через его внутренний объем и дозируется отсечными кромками выходных окон полого золотника, распределяясь в одну или несколько приемных полостей плиток блока-регулятора. Техническим результатом заявленной группы изобретений является обеспечение пропорционального высокоточного дозирования (управление) расхода гидравлической жидкости в конкретном канале; точного координатного формирования внутренних граней полости золотника и окон для пропуска гидравлической жидкости; конструктивно заложенной закономерности расходной характеристики (пропорциональной, экспоненциальной и т.п.); точного координатного расположения отсечных кромок; возможности выполнения формы отсечной кромки в соответствии с закладываемой функцией характеристики расхода блока-регулятора; выполнение сложных многопозиционных переключений. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Из уровня техники известны различные типы золотников гидравлических устройств (например, см. патенты RU 2532039 C1, опубл. 27.10.2014, RU 2330997 C2, опубл. 10.08.2008). Самыми близкими аналогами по функциональной направленности являются гидравлические распределители золотникового типа с круглыми золотниками в корпусе. Однако, данный тип устройств имеет ряд недостатков:

1) Известно, чтобы сформировать отсечную кромку необходимо пересечение двух граней. В гидрораспределителе этого типа отсечная кромка (поз. 1, фиг. 1) образуется пересечением проточки ложа золотника (поз. 2, фиг. 1) и стенкой полости, отлитой в чугуне или стали (поз. 3, фиг. 1). Точность выполнения необрабатываемой, либо обрабатываемой в стесненных условиях, грани отсечной кромки на корпусе, находится в пределах +/ - 0,2 мм.

2) Пропорциональность работы гидрораспределителя достигается за счет выполнения треугольных проточек на золотнике (поз. 4, фиг. 1). Множество проточек усложняют достижение линейности этого процесса, к тому же, после пересечения основных отсечных кромок происходит резкий скачок производительности гидрораспределителя.

Задачей заявленного изобретения является устранение недостатков решений известного уровня техники. Техническим результатом заявленной группы изобретений является обеспечение:

- пропорционального высокоточного дозирования (управление) расхода гидравлической жидкости в конкретном канале;

- точного координатного формирования внутренних граней полости золотника и окон для пропуска гидравлической жидкости;

- конструктивно заложенной закономерности расходной характеристики (пропорциональной, экспоненциальной и т.п.);

- точного координатного расположения отсечных кромок;

- возможности выполнения формы отсечной кромки в соответствии с закладываемой функцией характеристики расхода блока-регулятора;

- выполнение сложных многопозиционных переключений.

Заявленная задача решается, а технический результат достигается посредством заявленной группы изобретений, включающей сборный Блок-регулятор с полым прямоугольным золотником и высокоточными отсечными кромками пропускных окон и его способ работы. При этом сборный бок-регулятор с полым прямоугольным золотником и высокоточными отсечными кромками пропускных окон состоит из: сборного корпуса, выполненного в виде четырех соединяемых распределительных плиток (поз. 6, фиг. 3), золотника с полой конструкцией (поз. 8, фиг. 3). Пропускные окна распределительных плиток (поз. 11, фиг. 3) и соответствующие им пропускные окна полого прямоугольного золотника (поз. 10, фиг. 3), находятся в одной плоскости X-Y. Взаимоналожение окон точно определяет площадь и форму канала пропуска гидравлической жидкости. Сборная конструкция делает пропускные окна легкодоступными для металлообработки на высокоточном оборудовании.

Сборный блок-регулятор является устройством, регулирующим параметры потока в конкретном канале гидросистемы, в составе цифрового блока управления гидросистемой (ЦБУГ) в составе гидравлического контура пропорционального гидравлического привода.

На представленных чертежах показано:

Фиг. 1 - Схема традиционного гидрораспределителя с круглым золотником в корпусе, где:

А и В порт - каналы присоединения гидродвигателя;

Красным цветом - напорная магистраль;

Синим цветом - сливные магистрали.

Фиг. 2 - Схема Сборного блока-регулятора с полым прямоугольным золотником.

Фиг. 3 - Схема расположения взаимоналагаемых пропускных окон.

Фиг. 4 - Схема соединения регулирующих плиток корпуса сборного блока-регулятора с прямоугольным золотником и многовариантности направлений пропуска гидравлической жидкости.

В конструкции сборного блока-регулятора с полым прямоугольным золотником отсутствуют необработанные поверхности. При изготовлении корпуса не применяется литье, отсутствуют поднутрения и внутренние скрытые полости.

Корпус блока-регулятора является сборной конструкцией, поэтому точность выполнения отсечных кромок окон пропуска гидравлической жидкости лежит в пределах до 0,005 мм. Кромка формируется прямолинейной, либо соответствующей закономерности расходной характеристики. Точность выполнения отсечных кромок позволяет гарантированно точно определить уровень перекрытия золотника (положительное, нулевое или отрицательное перекрытие). Блок-регулятор содержит полую конструкцию золотника, что позволяет осуществлять сложные четырех и более позиционные переключения.

Принцип работы сборного блока-регулятора с полым прямоугольным золотником.

Гидравлическая жидкость под давлением подается в полость приемной распределительной плитки (поз. 5, фиг. 2). Далее поток жидкости дозируется отсечной кромкой входного окна полого золотника (поз. 9, фиг. 2), проходит через его внутренний объем и дозируется отсечными кромками выходных окон полого золотника (поз. 10, фиг. 2), распределяясь в одну или несколько приемных полостей плиток Блок - регулятора (поз. 6, 7, фиг. 2).

В сочетании с цифровым электронным управлением цифрового блока управления гидросистемой, в состав которого входит блок-регулятор, создается устройство высокоточного пропорционального динамического управления работой гидродвигателя.

Работу сборного блока-регулятора с полым прямоугольным золотником и высокоточными отсечными кромками пропускных окон удобно проиллюстрировать на примере трехканального ПАК ЦБУГ для гидрофикации коммунальной уборочной машины.

ПАК ЦБУГ включает:

- цифровой пропорциональный гидрораспределитель (ЦПГР), состоящий из корпусной, гидравлической и электро-механической части, ЦПГР выполняет контрольно-распределительную функцию в гидросистеме;

- программно-процессорный блок (ППБ), выполняющий вычислительную, аналитическую, алгоритмическую/программную и коммуникационно-коммутационную функции;

- выносной цифровой пульт управления, выполняющий функцию ввода задач и контроля их выполнения, в т.ч. в виде автоматических программ;

- блок цифровой коммутации (БЦК) выполняет функцию цифрового сопряжения различных элементов гидросистемы, в т.ч. разных производителей, с ЦПГР и ППБ при отсутствии вторжения в конструкцию этих элементов.

И ЦПГР и БЦК имеют в своем составе сборные блоки-регуляторы с полым прямоугольным золотником в качестве распределяющего устройства. Блоки-регуляторы в обоих случаях это унифицированные картриджные конструкции, управляемые цифровым сигналом через электро-механический привод регуляторов. В конструкции электро-механического привода регулятора отсутствует аналоговая часть, т.е. регулирование осуществляется без изменения уровня напряжения или силы тока.

Корпус блока-регулятора является сборной конструкцией, поэтому точность выполнения отсечных кромок окон пропуска гидравлической жидкости лежит в пределах до 0,005 мм. Кромка формируется прямолинейной либо соответствующей закономерности расходной характеристики. Точность выполнения отсечных кромок позволяет гарантированно точно определить уровень перекрытия золотника (положительное, нулевое или отрицательное перекрытие).

Блоки-регуляторы управляются напрямую цифровым сигналом на основании математического расчета, выполненного ППБ в соответствии с данными цифровых датчиков в составе ПАК ЦБУГ.

Блоки-регуляторы ЦПГР управляют гидравлическими потоками, направляемым к исполнительным гидродвигателям различных конструкций в соответствии с вычисленной ППБ потребностью исполнительных гидродвигателей в расходе и давлении.

Блок-регулятор БЦК автоматически управляет работой гидронасоса (возможны различные конструкции), в данном случае - разгрузкой нерегулируемого гидронасоса постоянной производительности. В соответствии с рассчитанной ППБ потребностью исполнительных гидродвигателей в расходе и давлении БЛОК - РЕГУЛЯТОР БЦК отсекает часть потока на максимальном давлении гидросистемы или, если для выполнения задачи потребности в максимальном давлении нет, отсекает часть потока, снижая рабочее давление гидросистемы. В случае применения регулируемого гидронасоса с переменной производительностью картридж БЛОК-РЕГУЛЯТОРА заменяется на другой - управляющий регулируемым насосом. Прямое цифровое управление блоками - регуляторами ЦПГР позволяет убрать из конструкции ЦПГР аналоговую электрическую часть, а так же элементы гидравлического управления и гидрокомпенсации. ППБ через блоки-регуляторы ЦПГР и ЦБК осуществляет прямое цифровое управление исполнительными гидродвигателями, автоматическую разгрузку нерегулируемых насосов и управление производительностью регулируемых насосов.

Заявленный функционал и технические возможности сборного блок-регулятора с полым прямоугольным золотником и высокоточными отсечными кромками пропускных окон в составе ПАК ЦБУГ были подтверждены в рамках натурных заводских испытаний 20.12. 2021 г. на серийной гидрофицированной коммунальной машине производства АО «ТоМеЗ» (РФ, Ленобласть, г. Тосно) в составе гидросистемы модуля распределения твердых сыпучих материалов (модуль РТМ).

Используемые аббревиатуры

ПАК ЦБУГ - Программно-аппаратный комплекс «Цифровой Блок Управления Гидросистемой»

ЦПГР - Цифровой пропорциональный гидрораспределитель

ППБ - Программно-процессорный блок

БЦК - Блок Цифровой Коммутации

БЦОС - Блок цифровой обратной связи

ВПУ - Выносной пульт управления.

1. Сборный блок-регулятор с полым прямоугольным золотником и высокоточными отсечными кромками пропускных окон, включающий корпус и золотник, отличающийся тем, что корпус выполнен сборным в виде четырех соединяемых распределительных плиток, золотник имеет полую конструкцию, при этом пропускные окна распределительных плиток и соответствующие им пропускные окна полого прямоугольного золотника находятся в одной плоскости X-Y.

2. Способ работы сборного блока-регулятора с полым прямоугольным золотником по п. 1, отличающийся тем, что гидравлическая жидкость под давлением подается в полость приемной распределительной плитки, далее поток жидкости дозируется отсечной кромкой входного окна полого золотника, проходит через его внутренний объем и дозируется отсечными кромками выходных окон полого золотника, распределяясь в одну или несколько приемных полостей плиток блока-регулятора.

Изобретение относится к системе для автоматического опускания подъемного механизма транспортных средств. Система включает датчик давления гидравлической системы подъемного механизма; датчик скорости транспортного средства; исполнительный механизм, установленный с возможностью сброса давления в гидравлической системе подъемного механизма, и контроллер.

Мобильный тренировочный стенд по очистке трубопроводов от асфальтосмолопарафиновых отложений // 2789653

Изобретение относится к оборудованию для транспортировки продукции скважин и может быть использовано для обучения персонала нефтедобывающего предприятия навыкам работы по очистке трубопроводов от асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) скважинной продукции. Блок пуска 1 очистного устройства включает входной тройник 6, вход которого гидравлически связан с воздуходувкой 4, так как в качестве текучей среды используют воздух.

Автомат разгрузки гидропривода // 2774541

Изобретение относится к области гидропривода, а именно к элементам силового гидравлического привода. Технический результат - повышение надежности и упрощение конструкции достигается за счет введения в конструкцию автомата разгрузки гидронасоса дифференциального клапана.

Система защиты гидропривода // 2768631

Изобретение относится к области испытательной техники и машиностроения и может быть использовано для защиты от несанкционированного выброса рабочей жидкости из гидросистем машин и оборудования с гидроприводом рабочих органов. Технический результат – повышение эксплуатационной надёжности системы защиты гидропривода.

Способ и устройство (варианты) для стабилизации позиционера клапана во время испытаний электромагнитного клапана // 2752213

Изобретение относится к электромагнитным клапанам, и в частности к способам и устройствам стабилизации позиционера клапана во время испытаний электромагнитного клапана. Типовое устройство содержит электромагнитный клапан (202) и позиционер (106) клапана, соединенный с возможностью передачи данных и имеющий гидравлическое сообщение с электромагнитным клапаном.

Способы и устройство для проведения эксплуатационных испытаний пневматических усилителей сигнала // 2749388

Раскрыты способы и устройство для проведения эксплуатационных испытаний пневматического усилителя сигнала. В ответ на сигнал инициирования испытания процессор контроллера клапана, функционально соединенный с пневматическим усилителем сигнала, обеспечивает подачу управляющей текучей среды под давлением на впускное отверстие пневматического усилителя сигнала.

Система защиты гидропривода // 2743217

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для защиты гидропривода от несанкционированного выброса рабочей жидкости, включает гидробак, редукционный клапан, насос, механизм отключения подачи рабочей жидкости, гидродвигатель, гидрораспределитель, напорную и сливную гидролинию, источник питания электрической цепи, световую, звуковую сигнализации и оснащена регистратором гамма-излучения меченых атомов радионуклидов, растворенных в рабочей жидкости и осаждающихся в микротрещинах на внутренней оболочке рукавов высокого давления, при этом регистратор неподвижно закреплен на хомуте с зазором h между наружным диаметром рукава и охватывающим его хомутом с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль рукава электродвигателем и опорным роликом, имеющим параболическую поверхность, установленным на хомуте, причем ролик свободно вращается на оси, зафиксированной стопорными кольцами от осевого смещения, а реверсивное переключение электродвигателя осуществляется толкателями, расположенными на торцах электродвигателя и ограничителями, установленными на концах рукавов, помимо этого система защиты гидропривода содержит контроллер, предназначенный для преобразования принимаемого регистратором гамма-излучения радионуклидов в электрический импульс и передачи импульса по проводнику в электрическую цепь и отключения механизма подачи рабочей жидкости в напорную гидролинию, а также оповещения сигнализацией оператора об образовании микротрещин на внутренней оболочке рукава до начала его разрушения.

Устройство защиты средней полости задвижки от превышения давления // 2742590

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано с задвижками в качестве предохранительного устройства при высоких давлениях и температурах. Устройство защиты средней полости задвижки от превышения давления содержит корпус с внутренней полостью, с входным и выходным каналами и каналом сообщения со средней полостью задвижки и два расположенных во внутренней полости корпуса золотника, содержащих средства центрирования их положения во внутренней полости корпуса по оси входного и выходного каналов, выполненных с возможностью свободного перемещения во внутренней полости корпуса.

Система защиты гидропривода // 2739221

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для защиты от несанкционированного выброса рабочей жидкости из гидравлических систем машин, рабочее оборудование которых оснащено гидроприводом. Технический результат – повышение эксплуатационной надёжности системы защиты гидропривода машин.

Система защиты гидропривода // 2726976

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для защиты от несанкционированного выброса рабочей жидкости из гидросистем. Система включает гидробак, насос, распределитель, линию слива в гидробак и запорное устройство, во входной полости корпуса которого размещён подпружиненный плунжер, имеющий на наружной поверхности кольцевую проточку, совмещенную с радиальными отверстиями, а на торце осевой канал, сообщающий входную и выходную полости запорного устройства, кроме того, в пробке запорного устройства размещен упор для перекрытия осевого канала плунжера при срабатывании запорного устройства и контактная пара системы контроля срабатывания запорного устройства, обеспечивающая световую и звуковую сигнализацию и отключение подачи рабочей жидкости при неисправном гидроприводе.

Гидрораспределитель // 2500927

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в гидроприводах строительных, дорожных, сельскохозяйственных и других машин. Гидрораспределитель содержит напорную секцию с напорной магистралью, предохранительным клапаном и сливной магистралью, рабочие секции с золотником с каналами и сливную секцию.