ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ СТРУЙНОГО ТИПА
JET-TYPE HYDRAULIC POWER AMPLIFIER

Изобретение относится к гидравлическому приводу и может быть использовано в системах гидроавтоматики, а в ракетной технике - в качестве гидрораспределительного устройства в рулевых машинах.
Известен гидравлический усилитель мощности струйного типа, у которого сопло совершает возвратно-вращательное движение относительно оси поворотного двигателя (см. Чупраков Ю.И. Гидропривод и средства гидроавтоматики. Москва, Машиностроение, 1979 г., с.46, рис.23а). Недостатком конструкции такого усилителя мощности струйного типа является возникновение вибрации струйной трубки при некоторых сочетаниях конструктивных параметров усилителя и давления питания, приводящие к неустойчивым режимам работы усилителя и всей гидросистемы в целом. Возникновение вибрации струйной трубки обусловлено увеличением сил гидродинамического воздействия потока на внутренние стенки трубки при сужении потока в конфузорном участке сопла. В то же время на возникновение вибрации оказывает влияние тот факт, что струйная трубка в таком исполнении имеет увеличенный диаметр канала в его входной части по отношению к диаметру выходного отверстия сопла. Это влечет за собой увеличение площади наружной поверхности, на которую воздействуют вытекающие из приемных каналов возвратные струи жидкости. Следует отметить, что вибрация струйной трубки, вызванная гидродинамическим воздействием потока, зависит также от длины струйной трубки, диаметра отверстия сопла, жесткости характеристик и момента инерции подвижных частей управляющего струйной трубкой устройства, наличия демпфирующих факторов. При определенных условиях вибрация струйной трубки переходит в автоколебания, что может привести к выходу всей системы из строя.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является принятый в качестве прототипа гидравлический усилитель мощности струйного типа, содержащий смонтированные в корпусе сопло с конфузорным выходным участком, струйную трубку с каналом постоянного сечения, с возможностью возвратно- поступательного перемещения на валу приводного двигателя (см. патент России.№2145681 от 10.01.1999). Недостатком указанного гидроусилителя мощности струйного типа является возникновение вибрации струйной трубки при распределении потоков жидкости с большими расходами и при высоких давлениях на входе в струйную трубку. Одной из причин возникновения вибрации струйной трубки обусловлено его консольным креплением на валу двигателя. Усиление вала двигателя приводит к увеличению габаритов и соответственно массы гидравлического усилителя. Следующей причиной вибрации струйной трубки является использование плоской пружины для возврата струйной трубки в среднее положение, так как плоская пружина имеет значительный упругий гистерезис и после отклонения от среднего положения не возвращает струйную трубку в исходное положение.
Задачей настоящего изобретения является увеличение гидравлической мощности распределяемого потока, рабочей жидкости с помощью гидравлического усилителя мощности струйного типа, а также улучшение его выходных характеристик за счет более точной настройки.
Указанная задача решается тем, что гидравлический усилитель мощности струйного типа содержит корпус, сопло, установленное в корпусе, струйную трубку, закрепленную на валу двигателя соосно с соплом и возможностью возвратно-вращательного перемещения относительно оси двигателя, плату с двумя приемными каналами, причем струйная трубка установлена на двух опорах в корпусе соосно с соплом, между соплом и платой с двумя приемными отверстиями, выходной вал от струйной трубки выведен на внешнюю сторону корпуса, на котором установлен зубчатый сектор с рычагом, при этом рычаг с двух сторон опирается на подпружиненные упоры, закрепленные на внешней стороне корпуса, а двигатель закреплен на корпусе и разрезная шестерня, установленная на валу двигателя, входит в зацепление с зубчатым сектором.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где:
- на фиг.1 представлен общий вид гидравлического усилителя;
- на фиг.2 показан разрез А-А на фиг.1;
- на фиг.3 показан вид Б на фиг.2.
Гидравлический усилитель мощности струйного типа (Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3) содержит корпус 1, в котором в штуцере «ВХОД» установлены фильтр 2, сопло 3, струйная трубка 4, на подшипниках 5, 6. На валу 7 струйной трубки установлен зубчатый сектор 8 с рычагом 9, на внешней стороне корпуса 1. С внешней стороны на корпусе 1 (см. Фиг.3) закреплены подпружиненные упоры 10, 11 в обоймах 12, 13 с пружинами 14, 15, регулировочными гайками 16 и 17. На корпусе 1 также закреплен двигатель 18, на валу которого установлена разрезная шестерня 19, которая находится в зацеплении с зубчатым сектором 8. Внутри в корпусе 1, соосно со струйной трубкой 4 установлена приемная плата 20, которая распределяет рабочую жидкость по каналам «В» и «Г», а каналы соединены со штуцерами «Д» и «Е» на крышке 21. На корпусе 1 установлен штуцер 22 «СЛИВ» с противоположной стороны от двигателя 18.
Гидравлический усилитель мощности струйного типа работает следующим образом. В исходном положении струйная трубка 4 находится в среднем положении, при этом отверстие струйной трубки находится посередине отверстий на приемной плате 20, а рычаг 9 опирается на упоры 10 и 11, которые удерживают в среднем положении струйную трубку 4 и вал двигателя 18. При подаче гидравлической жидкости под давлением через штуцер «ВХОД», жидкость ускоряется в сопле 3, протекает через струйную трубку 4 и попадает в каналы приемной платы 20, а далее через штуцера «Д» и «Е» - к потребителю. При среднем положении струйной трубки 4 давления в каналах приемной платы одинаковые и рабочая жидкость через штуцер 22 «СЛИВ» уходит в бак насосной станции. (На рисунках насосная станция и потребитель не показны). При подаче команды на двигатель 18 (рассмотрим вариант) вал двигателя 18 с шестерней 19 поворачивается на определенный угол по часовой стрелке и поворачивает зубчатый сектор 8 против часовой стрелки и одновременно струйную трубку 4, а рычаг 9 давит на пружину 14. Рабочая жидкость протекает под давлением в канал «Ж» и через штуцер «Е» по трубопроводу в полость потребителя - гидроцилиндра. Гидроцилиндр отрабатывает команду. Рабочая жидкость из противоположной полости гидроцилиндра вытесняется по трубопроводу через штуцер «Д» в канал «И» и через канал в приемной плате 20 и штуцер 22 по трубопроводу в бак насосной станции. При снятии команды с двигателя 18 пружина 14 возвращает рычаг 9, струйную трубку 4 и вал двигателя 18 в среднее положение.
Данный гидравлический усилитель позволяет распределять рабочую жидкость при высоких давлениях и значительно больших расходах по сравнению с прототипом и имеется возможность ручного переключения с помощью рычага 9.