КЛАПАН УПРАВЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЕМ В ГИДРАВЛИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВАХ

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к средствам управления давлением в гидравлических устройствах.
Наиболее близким по устройству и назначению является клапан с электромагнитным управлением по патенту №91610 (МПК F16D 25/14), 2009.
В данном патенте описан клапан для управления давлением в гидравлических устройствах, содержащий корпус с каналом подвода давления питания, каналом слива, выходным каналом регулируемого давления, золотник, установленный в корпусе с образованием торцевых полостей, одна из которых подключена к каналу подвода давления питания и через управляющий клапан с каналом слива, возвратный механизм золотника в виде пружины сжатия, последний дополнительно снабжен гидроцилиндром, образованным выполненной в золотнике полостью и размещенным в ней с возможностью взаимодействия с торцом корпуса плунжером, при этом полость в золотнике сообщена с выходным каналом регулируемого давления, вторая торцевая полость клапана соединена с каналом слива постоянно. Кроме того, пружина сжатия установлена между плунжером и золотником в полости последнего.
К недостаткам известной конструкции можно отнести невозможность обеспечить подпитку каналов питания рабочего гидравлического устройства избыточным давлением до подачи тока на катушку электромагнита, в связи с чем, снижается быстродействие включения рабочего гидравлического устройства и КПД гидросистемы в целом.
Цель полезной модели - повышение КПД и быстродействия включения рабочего гидравлического устройства.
Техническим результатом полезной модели является повышение КПД гидросистемы и быстродействия включения рабочего гидравлического устройства путем создания избыточного начального давления в исходном положении золотника во входном канале.
Указанный технический результат достигается тем, что в клапане управления давлением, содержащем корпус с каналом подвода, каналами слива, выходным каналом регулируемого давления, одноступенчатый золотник, установленный в корпус с образованием торцевых полостей с разными площадями, одна из которых с большей площадью подключена к каналу подвода, а вторая торцевая полость меньшей площади соединена выходным каналом, управляющий подпружиненный конусный клапан, возвратный механизм золотника, в виде пружины. Возвратная пружина действует на золотник постоянно, при этом полость золотника со стороны меньшей площади сообщена с каналом слива в исходном положении золотника и регулируемым давлением питания в рабочем режиме, под торец одноступенчатого золотника установлена возвратная пружина сжатия, а под торец конусного управляющего клапана установлена пружина.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 изображен клапан управления давлением; на фиг.2 изображен график зависимости входного давления рабочего цилиндра от управляющего сигнала электромагнита.
1
2
1
2
Клапан управления давлением в гидравлических устройствах содержит корпус 1 с каналом Р подвода, каналами T и Т слива, выходным каналом А управляемого давления. В корпусе 1 установлен одноступенчатый золотник 2 с торцевыми полостями 3 и 4. Одна из торцевых полостей 3 для перемещения золотника 2 подключена к каналу Р давления питания и через управляющий клапан 5 с каналом слива T, а противоположная торцевая полость 4 соединена в исходном положении с каналом слива Т, соединенного с каналом А управляемого, давления в рабочем гидравлическом устройстве. Для возврата золотника в первоначальное положение со стороны меньшего диаметра золотника внутри расточки установлена пружина.
С целью повышения быстродействия системы за счет предварительного заполнения рабочей жидкостью трассы подвода А к рабочему цилиндру, под торец управляющего клапана установлена пружина сжатия 7, которая держит в рабочей полости А небольшое избыточное давление.
2
Клапан управления давлением в гидравлических устройствах работает следующим образом. При отсутствии тока в обмотке электромагнита 8, в торцевой полости золотника 3 поддерживается избыточное давление, обеспечиваемое усилием сжатия пружины 7, установленной под торец конусного управляющего клапана 5. Рабочая жидкость в правый торец золотника попадает через дроссельное отверстие 9, выполненное в корпусе 1. С целью исключения попадания инородных предметов в дроссельное отверстие 9 установлена защитная сетка-фильтр 10, обвязанная сверху проволокой 11. Под действием избыточного давления в торцевой полости 3, золотник 1 займет такое положение, при котором полость Р управления соединяется с рабочей полостью А, обеспечивая заполнение последней. В этом случае правый торец золотника 2 с меньшим диаметром, гарантировано закрывает сливную полость Т.
При подаче тока в обмотку электромагнита 8, на конусный клапан 5 через стержень 12 электромагнита действует усилие, определяемое величиной тока в обмотке электромагнита, вследствие чего, уменьшается поток жидкости через дроссельное отверстие 9, и в полости А устанавливается давление, пропорциональное усилию, созданному обмоткой электромагнита 8. Когда усилие на правый торец золотника 2, создаваемое давлением в полости 3, превысит усилие пружины 6, золотник 2 переместится влево, направляя рабочую жидкость из канала питания Р в выходной канал А. В итоге на золотник 2 с левой стороны на его малую площадь действуют давление рабочей жидкости в выходном канале А и механическое усилие пружины 6. С правой стороны на золотник 2 действует управляемое давление, определяемое величиной тока в обмотке электромагнита 8. Золотник 2 примет положение, при котором силы, действующие справа и слева, уравновесятся. При дальнейшем увеличении силы тока в обмотке электромагнита 8, условие равновесия золотника нарушится вследствие увеличения давления в полости 3. Для сохранения равновесия золотника увеличится давление в выходном канале А и в полости 4, пока величина силы тока в катушке 8 электромагнита не увеличится до заданных параметров и стержень 12 не выдвинется влево, сдвинув до упора управляющий клапан 5 в уплотняющую кромку, при котором установившееся давление питания в полости 3 не сдвинет золотник 2 в крайнее левое положение, обеспечив максимальное открытие каналов Р и А между собой.
График зависимости давления в выходном канале А от величины тока в обмотке электромагнита 8 показана на фиг.2. Характеристика имеет зону Б начальной подпитки выходного канала А, рабочий участок В и участок Г, на котором давление не зависит от силы тока в обмотке электромагнита 8.
Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет реализовать на выходе быстродействие включения гидравлического устройства, за счет первоначального заполнения выходных каналов избыточным давлением, и получить повышение КПД за счет разницы давлений питания и выходного давления.