ГИДРОКЛАПАН ТОРМОЗНОЙ

Заявляемая полезная модель относится к средствам для управления исполнительными механизмами машин, в частности, к тормозным гидроклапанам и может быть использована в гидроприводах автокранов, экскаваторов, автовышек и других мобильных строительных и дорожных машин для поддержания постоянной рабочей скорости исполнительных механизмов с гидроприводом.
Известен гидроклапан тормозной для использования в гидравлических устройствах для поддержания постоянной рабочей скорости исполнительного механизма, содержащий корпус с крышками, в котором размещены подпружиненные поршень, дросселирующий золотник с усеченно-коническим элементом, меньшее основание которого обращено к поршню, и обратный клапан, сообщенные между собой выполненными в корпусе каналами прямого и обратного потока рабочей жидкости [1]. Гидроклапан также снабжен дросселем, установленным в канале обратного потока, при этом большее основание усеченно-конического элемента обращено навстречу движению рабочей жидкости в канале обратного потока. Среди преимуществ данного гидроклапана заявлены повышенная надежность его работы и исключение автоколебаний при опускании груза. Однако, конструкция такого клапана достаточно сложна, в том числе, в управлении, что значительно снижает его эффективность в целом. Кроме того, его надежность все еще не достаточно высока, т.к. сложно обеспечить необходимую плавность управления.
Известны также гидроклапаны тормозные, содержащие корпус, в котором расположена гильза с взаимодействующим с ней запорным клапаном, боковая поверхность клапана с регулируемой гидролинией, при этом запорный клапан имеет управляющую полость, образованную расточкой на внутренней поверхности гильзы и кольцевым пояском на внешней поверхности запорного клапана, связанную с линией управления [2, 3]. Конструкции и технические характеристики таких клапанов, в основном, сходны между собой, и по совокупности существенных признаков эти клапаны являются наиболее близкими к заявляемому. В этих конструкция также не полностью решены проблемы обеспечения надежности функционирования тормозных гидроклапанов, особенно, в переходных режимах работы гидроприводов.
Таким образом, задачей полезной модели является разработка гидроклапана тормозного, который имел бы при сохранении простой конструкции и более высокую надежность.
Поставленная задача решается гидроклапаном тормозным, состоящим из корпуса, в котором расположена гильза, в полости которой установлен запорный клапан, один из торцов которого подпружинен относительно корпуса и образует с корпусом надклапанную полость, второй из торцов связан с линией подвода, а боковая поверхность связана с регулируемой гидролинией, при этом расточка на внутренней поверхности гильзы и кольцевой поясок на внешней поверхности запорного клапана образуют управляющую полость, связанную с линией управления. Поставленная задача решается за счет того, что заявляемый тормозной гидроклапан дополнительно содержит обратный клапан, установленный в корпусе с возможностью связи с надклапанной полостью, запорный клапан со стороны торца, связанного с линией подвода, снабжен дросселирующей поверхностью, выполненной с возможностью сопряжения с пояском, выполненным на внутренней поверхности гильзы, с образованием регулируемого дросселирующего элемента, и герметизирующей кромкой, выполненной с возможностью образования с внутренней поверхностью гильзы запорного элемента, при этом надклапанная полость через выполненный в запорном клапане дроссельный канал соединена с гидролинией подвода.
В различных предпочтительных формах реализации надклапанная полость через обратный клапан может быть связана с полостью линии управления или с регулируемой линией.
В некоторых предпочтительных формах реализации для расширения функциональных возможностей тормозной гидроклапан может дополнительно содержать логический гидроклапан «или», выполненный с возможностью связи линии управления и линии подвода с управляющей полостью.
Возможны также формы реализации, в которых линия управления связана с управляющей полостью через обратный клапан, а линия подвода с управляющей полостью связана через дросселирующий элемент.
Достоинства и преимущества заявляемого гидроклапана тормозного будут рассмотрены ниже на некоторых возможных предпочтительных, но не ограничивающих примерах реализации со ссылкой на позиции чертежей, на которых изображены:
Фиг.1 - продольный разрез гидроклапана тормозного в одной из предпочтительных форм реализации;
Фиг.2 - продольный разрез гидроклапана тормозного в другой предпочтительной форме реализации;
Фиг.3 - продольный разрез гидроклапана тормозного в третьей предпочтительной форме реализации.
На фиг.1 представлена одна из предпочтительных форм реализации гидроклапана тормозного, который состоит из корпуса 1, в котором расположена гильза 2 с взаимодействующим с ней запорным клапаном 3. Боковая поверхность 4 запорного клапана 3 связана с регулируемой гидролинией Р. Запорный клапан 3 имеет управляющую полость Б, образованную расточкой 5 на внутренней поверхности гильзы 2 и кольцевым пояском 6 на внешней поверхности запорного клапана 3, связанную с линией Х управления. Надклапанная полость В со стороны нагруженного пружиной 7 торца запорного клапана 3 через дроссельный канал 8 соединена с гидролинией П подвода. Запорный клапан 3 имеет дросселирующую поверхность 9, сопрягаемую с пояском 10 гильзы 2 и образующую регулируемый дроссель, и герметизирующую кромку 11, образующую при взаимодействии с внутренней поверхностью гильзы 2 запорный элемент, а надклапанная полость В подпружиненного торца запорного клапана 3 соединена с полостью линии Х управления через обратный клапан 12, установленный в корпусе 1.
На Фиг.2 представлена еще одна из предпочтительных форм реализации гидроклапана тормозного, в которой надклапанная полость В со стороны подпружиненного торца запорного клапана 3 связана с регулируемой линией Р через обратный клапан 12, а линия Х управления и линия П подвода связаны с управляющей полостью Б через логический гидроклапан 13 «или».
На Фиг.3 представлена еще одна из предпочтительных форм реализации гидроклапана тормозного, в которой линия Х управления связана с управляющей полостью Б через обратный клапан 14, а линия П подвода с управляющей полостью Б через дросселирующий элемент 15.
Заявляемый гидроклапан тормозной работает следующим образом:
В исходном положении (при отсутствии управляющего давления в гидролинии Х управления и давлении в регулируемой гидролинии Р большем, чем в гидролинии П подвода) пружина 7 удерживает клапан 3 в контакте с запорной частью гильзы 2, обеспечивая запирание регулируемой гидролинии Р. Как уже упоминалось выше, при этом положении дросселирующая поверхность 9 запорного клапана 3, сопрягаясь с пояском 10 гильзы 2, образует регулируемый дроссель, а герметизирующая кромка 11, взаимодействуя с внутренней поверхностью гильзы 2, образует запорный элемент. Гидролиния Р заперта, поток рабочей жидкости отсутствует, что обеспечивает неподвижность управляемых рабочих органов.
При подаче рабочей жидкости в гидролинию П подвода, она проходит через дроссельный канал 8, открытый обратный клапан 12 и попадает в управляющую полость Б, образованную расточкой 5 на внутренней поверхности гильзы 2 и кольцевым пояском 6 на внешней поверхности запорного клапана 3. За счет протекания потока жидкости в дроссельном канале 8 возникает перепад давления, преодолевающий усилие запирания пружины 7, что приводит к открыванию запирающего клапана 3, после чего, за счет того, что боковая поверхность 4 запорного клапана 3 связана с регулируемой гидролинией Р, рабочая жидкость начинает поступать непосредственно в регулируемую гидролинию Р. Рабочий орган начинает перемещаться в сторону, где не возникает попутная нагрузка.
При подаче рабочей жидкости из регулируемой гидролинии Р (в случае соединения линии П подвода со сливом, запорный гидроклапан 3 удерживает ее в запертом состоянии до тех пор, пока в гидролинии Х управления не возникнет управляющее давление, величина которого позволит преодолеть усилие пружины 7 и благодаря наличию управляющей полости Б начать перемещение запорного клапана 3 в сторону отпирания. За счет специальной дросселирующей поверхности 9, имеющей форму пазов, сужающейся частью направленных в сторону регулируемой гидролинии Р, отпирание происходит плавно, что обеспечивает плавность и точность регулирования потока, выходящего из регулируемой гидролинии Р, что соответственно позволяет плавно и точно регулировать перемещение рабочего органа в сторону возникновения попутной нагрузки.
В гидросистемах, в которых в исходном состоянии гидролиния Х управления связана со сливом, возможно самопроизвольное отпирание запорного клапана 3 за счет появления потока из гидролинии П подачи в слив через гидролинию Х управления. Для исключения такого явления в корпусе 1 гидроклапана тормозного установлен гидроклапан 13 «или» (см. Фиг.2), соединяющий полость Б управления либо с гидролинией Х управления, либо с гидролинией П подвода, что исключает возникновения сквозного протекания рабочей жидкости из гидролинии П подвода» в гидролинию Х управления. Для тех же целей в конструкции тормозного гидроклапана вместо гидроклапана 13 «или» могут быть предусмотрены обратный клапан 14 совместно с дросселирующим элементом 15 (см. Фиг.3).
Источники информации.
1. Патент RU №2095673 С1, опубл. 10.11.1997.
2. Тормозной гидроклапан 1CEL 140. Сайт компании Integrated Hydraulics Inc. [найдено 11.03.2008] Найдено из Интернет: http://www.integratedhydraulics.com/index.asp?sect=srch_prod.asp
3. Регулятор нагрузки P6N060. Сайт компании Sterling Hydraulics, [найдено 11.03.2008]
Найдено из Интернет: http://www.sterling-hydraulics.com/productsearch.cfm?cfid=38773098&cftoken=22743806