Предохранительное устройство непрямого действия для гидросистем
INDIRECT ACTION SAFETY DEVICE FOR HYDRAULIC SYSTEMS

Изобретение относится к машиностроению, в частности к предохранительным устройствам гидросистем и объемных гидроприводов и предназначено для ограничения давления в гидросистемах.
Известно предохранительное устройство непрямого действия для гидросистем, содержащее корпус с входным и выходным отверстиями и с седлом основного клапана, запорно-регулирующий элемент основного клапана, установленный в полости корпуса с образованием камеры управления, в которой установлена цилиндрическая витая пружина сжатия, поджимающая запорно-регулирующий элемент основного клапана к седлу, при этом в запорно-регулирующем элементе основного клапана выполнен дросселирующий канал, сообщающий входное отверстие основного клапана с камерой управления основного клапана, и вспомогательный клапан, включающий запорно-регулирующий элемент, поджатый к седлу, имеющему входное отверстие, пружину, установленную в заклапанной полости, винт, регулирующий настройку давления, при этом выход вспомогательного клапана сообщен со сливом. О.Ф.НИКИТИН, К.М.ХОЛИН, Объёмные гидравлические и пневматические приводы, М., МАШИНОСТРОЕНИЕ, 1981, с. 116, рис. 5.4.
Данное предохранительное устройство непрямого действия для гидросистем является наиболее близким по технической сути и наибольшему количеству общих признаков и выбрано в качестве прототипа предлагаемого изобретения.
Недостатком известного предохранительного устройства непрямого действия для гидросистем является то, что в большинстве случаев при срабатывании предохранительного устройства в гидросистеме, преимущественно в линии нагнетания насоса, возникают колебания давления, причем величина этих забросов может быть очень значительна, что может вызывать разрушение элементов конструкции устройства и элементов гидросистемы, в которой установлено предохранительное устройство непрямого действия.
Технической проблемой заявленного изобретения является устранение высокочастотных затухающих колебания давления со значительным начальным забросом на входе в предохранительное устройство непрямого действия.
Технический результат – уменьшение скачка давления и снижение колебательности в предохранительном устройстве непрямого действия при сохранении габаритных размеров.
Техническая проблема решается и технический результат достигается за счет того, что в предохранительном устройстве непрямого действия для гидросистем содержащем корпус с входным и выходным отверстиями и с седлом основного клапана, запорно-регулирующий элемент основного клапана, установленный в полости корпуса с образованием камеры управления, в которой установлена цилиндрическая витая пружина сжатия, поджимающая запорно-регулирующий элемент основного клапана к седлу, при этом в запорно-регулирующем элементе основного клапана выполнен дросселирующий канал, сообщающий входное отверстие основного клапана с камерой управления основного клапана, и вспомогательный клапан, включающий запорно-регулирующий элемент, поджатый к седлу, имеющему входное отверстие, пружину, установленную в заклапанной полости, винт, регулирующий настройку давления, при этом выход вспомогательного клапана сообщен со сливом, при этом новым является то, что предохранительное устройство снабжено сильфоном, расположенным в камере управления, внутри пружины, при этом открытый торец сильфона прикреплен к седлу вспомогательного клапана, с образованием полости, сообщенной со входным отверстием вспомогательного клапана, а в закрытом торце, обращенном в сторону дросселирующего канала выполнено дроссельное отверстие, причем корпус основного клапана, выполнен в виде втулки, седло вспомогательного клапана выполнено в виде ступенчатого диска, установленного и зафиксированного стопорным кольцом во втулке, а корпус вспомогательного клапана соединен резьбовым соединением с седлом вспомогательного клапана.
Наличие сильфона, установленного на входе вспомогательного клапана, и сообщение его через дроссельное отверстие с камерой управления основного клапана, позволяет уменьшить скачки давления на входе в предохранительное устройство непрямого действия для гидросистем. При этом расположение сильфона внутри цилиндрической витой пружины сжатия основного клапана позволяет не увеличивать габаритные размеры предохранительного устройства непрямого действия для гидросистем.
Выполнение корпуса основного клапана в виде втулки, позволяет встраивать его в различные блоки управления.
Выполнение седла вспомогательного клапана в виде ступенчатого диска позволяет закреплять сильфон внутри пружины, что уменьшает габариты предохранительного устройства.
На фиг. 1 представлен разрез предохранительного устройства непрямого действия для гидросистем, при этом другие элементы гидросистемы, в частности насос, бак и т.д. не показаны.
На фиг. 2 показано место I в увеличенном масштабе.
Предохранительное устройство непрямого действия для гидросистем содержит корпус 1 с входным и выходным отверстиями 2 и 3 и с седлом 4 основного клапана, запорно-регулирующий элемент 5 основного клапана, установленный в полости корпуса 1 с образованием камеры 6 управления, в которой установлена цилиндрическая витая пружина 7 сжатия, поджимающая запорно-регулирующий элемент 5 основного клапана к седлу 4, при этом в запорно-регулирующем элементе 5 основного клапана выполнен дросселирующий канал 8, сообщающий входное отверстие 2 основного клапана с камерой 6 управления основного клапана, и вспомогательный клапан, включающий запорно-регулирующий элемент 9, поджатый к седлу 10, имеющему входное отверстие 11, пружину 12, установленную в заклапанной полости 13, винт 14, регулирующий настройку давления, при этом выход 15 вспомогательного клапана сообщен со сливом (на чертеже не показан). Предохранительное устройство непрямого действия снабжено сильфоном 16, расположенным в камере 6 управления внутри пружины 7, при этом открытый торец сильфона 16 прикреплен, например посредством завальцовки, к седлу 10 вспомогательного клапана, с образованием полости 17, сообщенной со входным отверстием 11 вспомогательного клапана, а в закрытом торце 18, обращенном в сторону дросселирующего канала 8 выполнено дроссельное отверстие 19, причем корпус 1 основного клапана, выполнен в виде втулки, седло 10 вспомогательного клапана выполнено в виде ступенчатого диска, установленного и зафиксированного стопорным кольцом 20 во втулке, а корпус 21 вспомогательного клапана также выполнен в виде втулки, соединенной резьбовым соединением с седлом 10 вспомогательного клапана.
Запорно-регулирующий элемент 5 основного клапана может быть выполнен в виде цилиндрического золотника с конической рабочей кромкой.
Запорно-регулирующий элемент 9 вспомогательного клапана может быть выполнен, например, коническим или шариковым.
Работает предохранительное устройство непрямого действия для гидросистем следующим образом.
Винтом 14 устанавливается величина номинального давления в гидросистеме. Для того, чтобы винт 14 от вибрации не изменял своих характеристик, он фиксируется гайкой 22. Когда в гидросистеме достигается давление настройки вспомогательного клапана давление в камере 6 управления основного клапана увеличивается. Такое же давление создается и внутри сильфона 16, т.к. запорно-регулирующий элемент 9 вспомогательного клапана не открылся. Когда давление в камере сильфона 16 достигнет значения настройки пружины 12, запорно-регулирующий элемент 9 вспомогательного клапана открывает пропуск рабочей жидкости из камеры сильфона 16 в заклапанную полость 13 и далее через выход 15 вспомогательного клапана на слив. Давление внутри сильфона 16 расти почти не будет (оно незначительно будет меняться из-за дросселирования на запорно-регулирующем элементе 9 вспомогательного клапана). Из-за наличия дроссельного отверстие 19, выполненного в сильфоне 16, создается перепад давления между камерой 6 управления основного клапана и полостью 17 внутри сильфона 16. Сильфон 16 сжимается и выдавливает жидкость из полости 17 внутри сильфона 16 через входное отверстие 11 вспомогательного клапана и далее через запорно-регулирующий элемент 9 на выход 15 вспомогательного клапана и на слив, сообщенный с баком. При установлении баланса расходов через дроссельное отверстие 19 сильфона 16 и через запорно-регулирующий элемент 9, давление в камере 6 управления основного клапана и полости 17 внутри сильфона 16 стабилизируется при этом срабатывает запорно-регулирующий элемент 5 основного клапана, и рабочая жидкость из гидросистемы через входное и выходное отверстия 2 и 3 поступает на слив в бак.
При уменьшении давления напора в гидросистеме, в камере 6 управления основного клапана давление падает. Так как это давление воздействует на сильфон 16, а внутри сильфона 16 давление велико он расширяется и перекачивает рабочую жидкость из камеры 6 в полость 17 внутри сильфона 16, не давая резко закрыться запорно-регулирующему элементу 9 вспомогательного клапана, и таким образом демпфирует его. При уменьшении давления в камере 6 управления основного клапана и полости 17 внутри сильфона 16 запорно-регулирующий элемент 9 вспомогательного клапана закрывается, не вызывая резких колебаний давления в гидросистеме.