Результат интеллектуальной деятельности: РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ УДАРНЫХ УСТРОЙСТВ

Техническое решение относится к средствам автоматизации производственных процессов в различных отраслях промышленности, а именно к распределительным элементам гидравлических ударных устройств (ГУУ), служащим для управления потоком рабочей жидкости между участками и агрегатами гидравлической системы.

Известен распределитель ГУУ по второму варианту (патент РФ №2258161, кл. F15B 21/12, Е21В 4/14, 1/28, B25D 9/18, опубл. в БИ №22, 2005), который содержит корпус с каналом управления и каналами для подвода и отвода рабочей жидкости, запорно-регулирующий элемент, имеющий хвостовик со стороны канала управления и установленный в корпусе с возможностью поджатия в исходном положении и продольного перемещения для изменения направления потока рабочей жидкости. Внутренняя полость корпуса разделена перемычкой с отверстием на камеры - гидравлическую и пневматическую, заполненную сжатым газом под давлением Р_г. Запорно-регулирующий элемент дополнительно снабжен хвостовиком, расположенным со стороны пневматической камеры, проходящим в нее через отверстие в указанной перемычке и имеющим на торце шляпку. В исходном положении запорно-регулирующего элемента шляпка поджата к поверхности перемычки давлением P_г сжатого газа, а хвостовик, расположенный со стороны канала управления, имеет ступенчатую форму. В исходном положении запорно-регулирующего элемента ступенью большего диаметра этого хвостовика перекрыт доступ потоку рабочей жидкости, подаваемому в гидравлическую камеру через канал управления, к ступени меньшего диаметра.

Недостатком этого распределителя является то, что при поступлении в него через канал управления рабочей жидкости из напорной линии ГУУ и при ударе в распределителе генерируется гидроударная волна, импульс давления которой может привести к смещению запорно-регулирующего элемента вправо по чертежу и поступлению рабочей жидкости из канала управления к ступени меньшего диаметра хвостовика и, вследствие этого, к преждевременному перемещению запорно-регулирующего элемента из исходного положения в крайнее правое по чертежу положение и изменению направления потока жидкости. Это приводит к потере устойчивости работы распределителя, сбоям в его работе, что говорит о его низкой надежности.

Наиболее близким решением по технической сущности и совокупности существенных признаков является распределитель ГУУ по второму варианту по патенту РФ №2321777, кл. F15B 21/12, B25D 9/18, Е21В 4/14, опубл. в БИ №10, 2008 г., содержащий корпус с каналом управления и каналами для подвода и отвода рабочей жидкости, камеру управления со стороны канала управления, запорно-регулирующий элемент, имеющий хвостовик ступенчатой формы со стороны канала управления и установленный в корпусе с возможностью поджатия в исходном положении и продольного перемещения для изменения направления потока рабочей жидкости. В исходном положении запорно-регулирующего элемента ступенью большего диаметра этого хвостовика перекрыт доступ потоку рабочей жидкости, подаваемому через канал управления, к ступени меньшего диаметра. В корпусе выполнен калиброванный дроссель, через который ограниченное количество рабочей жидкости имеет доступ из канала управления в камеру управления. В исходном положении запорно-регулирующего элемента канал управления перекрыт запорно-регулирующим элементом и до его открытия открыт доступ рабочей жидкости от ступени меньшего диаметра хвостовика через канал в хвостовике к каналу в корпусе для отвода рабочей жидкости.

Недостатком этого распределителя является то, что при работе ГУУ в момент удара генерируется гидроударная волна, импульс давления которой многократно превышает величину среднего рабочего давления и может привести к преждевременному перемещению запорно-регулирующего элемента из исходного положения в крайнее правое по чертежу положение и изменению направления потока рабочей жидкости. Это приводит к потере устойчивости работы распределителя, сбоям в его работе, что говорит о его низкой надежности.

Технической задачей предлагаемого распределителя ГУУ является повышение надежности его работы за счет гашения воздействия на запорно-регулирующий элемент в исходном положении импульса давления гидроударной волны, генерируемой при поступлении в распределитель через канал управления потока рабочей жидкости из напорной линии ГУУ при ударе.

Указанная задача решается тем, что распределитель ГУУ, содержащий корпус с каналом управления и каналами для подвода и отвода рабочей жидкости, камеру управления со стороны канала управления, запорно-регулирующий элемент, имеющий хвостовик ступенчатой формы со стороны канала управления и установленный в корпусе с возможностью поджатия в исходном положении и продольного перемещения для изменения направления потока рабочей жидкости, при этом в исходном положении запорно-регулирующего элемента ступенью большего диаметра этого хвостовика перекрыт доступ потоку рабочей жидкости, подаваемому через канал управления, к его ступени меньшего диаметра, а канал управления перекрыт запорно-регулирующим элементом и до его открытия рабочая жидкость имеет доступ от ступени меньшего диаметра хвостовика через канал в ней к каналу в корпусе для отвода рабочей жидкости, причем в корпусе выполнен калиброванный дроссель, через который ограниченное количество рабочей жидкости имеет доступ из канала управления в камеру управления, согласно техническому решению распределитель снабжен ступенчатым клапаном для управления подачей рабочей жидкости в камеру управления. Указанный клапан подпружинен и ступенью меньшего диаметра сообщен через дроссель с каналом подвода рабочей жидкости. В его исходном положении большей ступенью этого клапана перекрыт доступ рабочей жидкости в камеру управления.

Указанная совокупность признаков позволяет подбором параметров клапана и дросселя гасить воздействие на запорно-регулирующий элемент в исходном положении импульса давления гидроударной волны, генерируемой при поступлении в распределитель через канал управления потока рабочей жидкости из напорной линии ГУУ при ударе, тем самым повысить надежность работы распределителя.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения и чертежом, где изображен продольный разрез распределителя ГУУ в исходном положении.

Распределитель ГУУ (далее - распределитель) содержит корпус 1 с каналом 2 управления и каналами 3-6 для подвода и отвода рабочей жидкости, камеру 7 управления со стороны канала 2 управления, запорно-регулирующий элемент 8, выполненный в виде цилиндрического плунжера с проточкой 9 и хвостовиками 10, 11 и установленный с возможностью поджатия в исходном положении и продольного перемещения для изменения направления потока рабочей жидкости. Хвостовик 10 со стороны канала 2 управления имеет ступенчатую форму и в исходном положении ступенью 12 большего диаметра хвостовика 10 перекрыт доступ потоку рабочей жидкости, подаваемому через канал 2 управления, к ступени 13 меньшего диаметра, при этом открыт проход рабочей жидкости от ступени 13 по каналу 14 в ней в канал 6 для отвода рабочей жидкости. Сила F через хвостовик 11 воздействует на запорно-регулирующий элемент 8 и удерживает его в крайнем левом по чертежу положении, при котором открыт проход рабочей жидкости из канала 3 в канал 5 через проточку 9, а канал 4 перекрыт. В корпусе 1 выполнен калиброванный дроссель 15, через который ограниченное количество рабочей жидкости имеет доступ из канала 2 управления в камеру 7 управления. Распределитель снабжен ступенчатым клапаном 16 (далее - клапан 16) для управления подачей рабочей жидкости в камеру управления, в исходном положении которого его ступенью большего диаметра перекрыт канал 2 управления, а площадкой 17 ступени меньшего диаметра через дроссель 18 сообщен с каналом 3 подвода рабочей жидкости. В исходном положении указанный клапан удерживается пружиной 19. Для преодоления силы F давление Р_ку рабочей жидкости в камере 7 управления должно превысить заданную величину P₃.

Распределитель работает следующим образом. В канал 3 подается рабочая жидкость с давлением Р, откуда ее ограниченное количество через дроссель 18 воздействует на площадку 17 клапана 16. Дроссель 18 служит для возможности установления такой частоты собственных колебаний системы «пружина - клапан», чтобы он не открывался под воздействием гидроударной волны. Под действием давления Р рабочей жидкости на площадку 17 клапан 16 начнет смещаться влево по чертежу и откроет доступ рабочей жидкости в канал 2 управления и далее через калиброванный дроссель 15 в камеру 7 управления. При этом давление срабатывания клапана 16 должно быть немногим ниже, чем давление, необходимое для переключения запорно-регулирующего элемента 8. При превышении давлением Р_ку рабочей жидкости в камере 7 управления заданной величины Р₃ запорно-регулирующий элемент 8 сместится вправо по чертежу и откроет прямой доступ потоку рабочей жидкости из канала 2 управления в камеру 7 управления к обеим ступеням 12, 13 хвостовика 10 одновременно будет перекрыт канал 14. Запорно-регулирующий элемент 8 займет крайнее правое по чертежу положение, закроет канал 3 и откроет проход потоку рабочей жидкости из канала 5 в канал 4 через проточку 9. Возврат запорно-регулирующего элемента 8 в исходное положение произойдет после снятия воздействия потока рабочей жидкости, подаваемого через канал 2 управления, под действием силы F. После того как будет перекрыт доступ потоку рабочей жидкости, подаваемому через канал 2 управления к ступени 13 меньшего диаметра хвостовика 10, будет открыт доступ рабочей жидкости от этой ступени 13 через канал 14 в ней к каналу 6 для отвода рабочей жидкости. Клапан 16 под действием пружины 19 вернется в исходное положение.