ГИДРОСИСТЕМА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НЕЗАВИСИМЫХ ПОТОКОВ
HYDRAULIC SYSTEM OF INDEPENDENT FLOWS DISTRIBUTION

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано в многопоточных гидроприводах. Изобретение охватывает ту часть гидропривода, функцией которой является распределение гидравлических потоков рабочей жидкости между гидродвигателями исполнительных устройств и механизмов. Такая гидросистема обычно реализуется посредством изготовления многопоточного многозолотникового распределителя, но возможны случаи, когда гидросистему распределения потоков строят при помощи отдельных гидрораспределителей, которые могут быть установлены на одной плите или удалены друг от друга на значительные расстояния и связаны друг с другом необходимыми гидролиниями.
Известна двухпоточная гидросистема распределения независимых потоков гидравлического экскаватора (КАТО, гидравлический экскаватор HD-1500GYS, инструкция по обслуживанию, с.1-7 [1]), в которой все рабочие гидрораспределители разделены на две группы. Гидрораспределители каждой такой группы своими напорными полостями запитываются соответственно только от одной напорной гидролинии. Данная гидросистема позволяет одновременно управлять двумя гидродвигателями. Для возможности работы гидродвигателя от двух потоков необходимо включить соответствующий этому гидродвигателю гидрораспределитель в каждой группе гидрораспределителей. В случае одновременного включения этих двух гидрораспределителей независимые потоки, суммируюясь, направляются к одному гидродвигателю. Если при этом включить еще какой-либо гидрораспределитель, то получится, что к одному из потоков подсоединены по параллельной схеме одновременно два гидродвигателя. Рабочая жидкость этого потока будет стремиться к гидродвигателю с наименьшим внешним сопротивлением. Осуществлять контролируемую работу гидродвигателей в этом случае будет затруднительно.
Итак, главный недостаток рассмотренной гидросистемы распределения независимых потоков - необходимость иметь на каждый гидродвигатель количество распределителей, равное количеству потоков, от которых должен одновременно работать этот гидродвигатель.
Другой вариант гидросистемы распределения потоков по патенту RU 2232235, E02F 9/22 от 26.09.2002 [2] принят за прототип. В отличие от предыдущего аналога, в данной гидросистеме для направления двух потоков к гидродвигателю достаточно включить всего один гидрораспределитель. Напорная полость гидрораспределителя в этом случае запитывается через обратные клапаны от двух независимых потоков. Но для подключения того же гидродвигателя к одному потоку в конструкции такого гидрораспределителя имеется напорная полость, которая подключена только к одному потоку через дополнительный обратный клапан и изолирована от имеющейся напорной полости. Данная гидросистема позволяет при включении распределителя в первую позицию направить к гидродвигателю все потоки, а при переключении распределителя в противоположную позицию гидродвигатель включится на реверс и будет работать от одного потока.
Необходимость иметь в конструкции гидрораспределителя дополнительный обратный клапан для запитывания изолированной напорной полости является недостатком этой гидросистемы.
Предлагаемое техническое решение направлено на устранение указанных недостатков. Оно позволяет без дополнительных обратных клапанов запитывать напорную полость гидрораспределителя от независимых потоков в необходимом количестве и одновременно управлять несколькими гидродвигателями.
Технический результат достигается тем, что напорные полости гидрораспределителей подключаются к выходам обратных клапанов, каждый из которых своим входом подсоединен к одной из напорных гидролиний, по которым подаются независимые потоки. Для управления количеством потоков, подаваемых к напорной полости распределителя, эти обратные клапаны могут принудительно закрываться. В случае подачи управляющего сигнала, такой обратный клапан закрывается и не пропускает поток к напорной полости распределителя.
Гидросистема распределения независимых потоков может быть встроена в гидропривод экскаватора.
Заявляемое техническое решение поясняется гидросхемами, на примерах которых показана возможность применения предлагаемой гидросистемы распределения потоков для разных способов запитки напорных полостей гидрораспределителей. Следует заметить, что эти примеры не охватывают все возможное многообразие вариантов, в которых может быть использовано предлагаемое изобретение.
На фиг.1 дана гидросистема, в которой напорные гидролини выполнены в виде направленных навстречу друг другу проточных каналов.
На фиг.2 показана гидросистема с распределителями, запитываемыми по смешанной схеме. К потоку Р1 распределители подсоединены по параллельной схеме. Поток Р2 подается по проточному напорному каналу, к которому распределители подсоединяются по индивидуальной схеме.
На фиг.3 изображена гидросистема, в которой гидрораспределители запитаны по параллельной схеме от двух напорных гидролиний.
Представленные на фиг.1, 2 и 3 гидросистемы распределения независимых потоков включают в себя гидрораспределители 1-3 с напорными полостями 4-6, которые запитываются от напорных гидролиний 7-8, по которым соответственно подаются независимые потоки Р1 и Р2. Между напорными полостями распределителей и напорными гидролиниями могут быть установлены обратные клапаны 9 -15, часть из которых может запираться по сигналу как обратные клапаны 13-15. Напорная полость 6 гидрораспределителя 3 может быть запитана непосредственно от напорной гидролинии 8, как это показано на фиг.2 и 3.
Пример гидросистемы распределения независимых потоков, представленной на фиг.1, работает следующим образом. В исходном положении распределители 1-3 находятся в нейтральной позиции, напорные полости 4-6 всех гидрораспределителей заперты. Обратные клапаны 9-14 закрыты. При включении, например гидрораспределителя 1, происходит перекрытие напорных гидролиний 7 и 8 с одновременным подключением напорной полости 4 к соответствующему гидродвигателю. Под действием давления потоков Р1 и Р2 обратные клапаны 9 и 13 открываются. Потоки Р1 и Р2, суммируясь, направляются в рабочую полость гидродвигателя. Если дополнительно включить гидрораспределитель 2 в левую позицию, переместив распределитель вправо, то поток Р2 будет одновременно подводиться к напорным полостям 4 и 5 гидрораспределителей 1 и 2. В этом случае, закрыв обратный клапан 13 (для чего надо подать на него сигнал), можно направить поток Р2 из напорной линии 8 через открытый обратный клапан 14 в напорную полость 5, а оттуда к соответствующему ей гидродвигателю.
При одновременном включении гидрораспределителя 2 в правую позицию, а гидрораспределителя 3 в левую позицию, с одновременной подачей сигнала на обратный клапан 14, поток Р2 через обратный клапан 12 будет направлен в напорную полость 6 золотника 3, а поток Р1 через клапан 10 - в напорную полость 5 золотника 2. При отключении гидрораспределителя 3 и снятии сигнала с обратного клапана 14 поток Р2 через этот открывшийся обратный клапан будет поступать в напорную полость 5 и суммироваться с потоком Р1. Работа данной гидросистемы распределения потоков, при нахождении ее гидрораспределителей в иных позициях, ничем не отличается от работы прототипа и известных гидросистем с индивидуальной запиткой распределителей и поэтому здесь не рассматривается.
Пример гидросистемы распределения независимых потоков, представленной на фиг.2, работает следующим образом. При включении гидрораспределителя 1 в любую позицию происходит перекрытие напорной гидролинии 8. Одновременно с этим напорная полость 4 соединяется с соответствующим гидродвигателем, поэтому поток Р1 через обратный клапан 9, а поток Р2 через обратный клапан 10 поступают в открывшуюся напорную полость 4. Гидродвигатель, управляемый распределителем 1, будет работать от двух потоков. При подключении гидрораспределителя 2, имеющего приоритет на подключение к потоку Р2 по отношению к гидрораспределителю 1, поток Р2 будет направлен в напорную полость 5. Для того чтобы гидродвигатель, управляемый от гидрораспределителя 1, мог работать от потока Р1, на обратный клапан 13 подается сигнал. После закрытия обратного клапана 13 поток Р1 через открытый обратный клапан 9 направится к напорной полости 4 гидрораспределителя 1. Таким образом будет контролироваться одновременная работа гидродвигателей, управляемых гидрораспределителями 1 и 2.
Если включить только один гидрораспределитель 2, например в правую позицию, то оба потока Р1 и Р2 через открывшиеся обратные клапаны 11 и 13 устремятся в напорную полость 5 этого гидрораспределителя. При переключении гидрораспределителя 2 в левую позицию, в которой гидродвигатель, управляемый этим распределителем, должен работать от одного потока, подается сигнал на закрытие обратного клапана 13. В этом случае гидродвигатель, управляемый гидрораспределителем 2, будет работать только от одного потока Р2.
При одновременном включении гидрораспределителя 2 и 3 поток Р2 будет поступать непосредственно в напорную полость 6 гидрораспределителя 3, а в напорную полость 5 гидрораспределителя 2 через открытый обратный клапан 13 будет подаваться поток Р1.
Пример гидросистемы распределения независимых потоков, представленной на фиг.3, работает следующим образом. При включении гидрораспределителя 1 в любую позицию поток Р1 через обратный клапан 9, а поток Р2 через обратный клапан 13 будут направлены в напорную полость 4. При одновременном включении гидрораспределителей 1 и 2 на обратные клапаны 13 и 14 подается сигнал, по которому эти клапаны закрываются в целях предотвращения неуправляемой работы соответствующих им гидродвигателей. Поэтому поток Р1 через обратный клапан 9 будет подаваться в напорную полость 4 гидрораспределителя 1, а поток Р2 через открытый обратный клапан 15 будет поступать в напорную полость 5 гидрораспределителя 2.
Если включить только один гидрораспределитель 2, например, в правую позицию, то оба потока Р1 и Р2, через открывшиеся обратные клапаны 14 и 15 устремятся в напорную полость 5 этого гидрораспределителя. При переключении гидрораспределителя 2 в левую позицию, в которой гидродвигатель, управляемый этим распределителем должен работать от одного потока, подается сигнал на закрытие обратного клапана 14. В этом случае гидродвигатель, управляемый гидрораспределителем 2, будет работать только от одного потока Р2.
При одновременном включении гидрораспределителя 2 и 3 поток Р2 будет поступать непосредственно в напорную полость 6 гидрораспределителя 3, а в напорную полость 5 гидрораспределителя 2 через открытый обратный клапан 14 будет подаваться поток Р1. Обратный клапан 15 в этом случае должен быть закрыт, с этой целью на него подается сигнал.