ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ
HYDRAULIC CONTROL VALVE

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к гидропневмоавтоматике, и может быть использовано при создании устройств для управления подачей рабочей жидкости к исполнительным сервомеханизмам в гидроприводах различных машин.
Известен гидрораспределитель фирмы «Bifold Fliud Power», содержащий корпус, в котором выполнены каналы для входа, выхода, дренажа рабочей жидкости, а также каналы для управления открытым и закрытым положением гидрораспределителя, при этом внутри корпуса установлен подпружиненный поршень со штоком, взаимодействующим с исполнительным механизмом, установленным в корпусе и представляющим собой профилированную гильзу, внутри которой установлен с возможностью осевого перемещения профилированный шток с рабочими поверхностями, взаимодействующими с ответными поверхностями на профилированной гильзе и на подпружиненном поршне (https:/foifold.co.uk/item/FP 15EL20432V.aspx, МПК: F15B 13/02 - прототип).
Основными недостатками являются следующие. В конструкции используется пружина, которая теряет свои свойства в зависимости от частоты использования и продолжительности работы гидрораспределителя. Изменение характеристик пружины приводит к непрогнозируемому изменению параметров работы гидрораспределителя, что, в свою очередь, снижает надежность работы всего устройства, в котором установлен указанный гидрораспределитель.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и повышение надежности работы гидрораспределителя и гидравлических систем, в которых он установлен.
Решение указанной задачи достигается тем, что, в предложенном гидрораспределителе, содержащем корпус, в котором выполнены каналы для входа, выхода, дренажа рабочего тела, а также каналы подвода управляющего давления для управления открытым и закрытым положением гидрораспределителя, при этом внутри корпуса расположен, как минимум, один профилированный поршень со штоком, взаимодействующим своей профилированной ответной частью с запорным элементом, согласно изобретению, корпус гидрораспределителя выполнен в виде геометрического тела с плоскими гранями, преимущественно, параллелепипеда, при этом входные и/или выходные части упомянутых каналов располагаются на его сторонах, и состоящего, по крайней мере, из центральной полой профилированной части и двух крышек, установленных с его торцов, причем внутри центральной полой части корпуса выполнена перегородка с центральным отверстием, разделяющая упомянутую полость на две части, первую и вторую, причем внутри упомянутого центрального отверстия перегородки установлен с возможностью осевого перемещения запорный элемент, выполненный в виде шарика, при этом в первой полости корпуса неподвижно установлен профилированный цилиндр, взаимодействующий одним торцом с упомянутой перегородкой, внутри которого установлен с возможностью перемещения профилированный поршень, состоящий из непосредственно самого поршня и связанного с ним штока, выполненный с возможностью взаимодействия своей профилированной ответной частью штока, расположенной диаметрально противоположно поршню, с поверхностью упомянутого шарика, с одной стороны, а во второй полости корпуса неподвижно установлен профилированный цилиндр, взаимодействующий одним торцом с упомянутой перегородкой, внутри которого установлен с возможностью перемещения профилированный поршень, состоящий из непосредственно самого поршня и связанного с ним штока, выполненный с возможностью взаимодействия своей профилированной ответной частью штока, расположенной диаметрально противоположно поршню, с поверхностью указанного шарика, с другой стороны, причем на торцевых поверхностях обоих неподвижных профилированных цилиндров, взаимодействующих с перегородкой, выполнены уплотнительные поверхности для шарика, при этом между торцами крышек корпуса и торцами указанных неподвижных цилиндров выполнены осевые полости для подвода или отвода рабочего тела для/при перемещении упомянутых поршней в указанных цилиндрах, при этом диаметр поршня, установленного в одной полости, превышает диаметр поршня, установленного в другой полости, причем в стенках обоих упомянутых цилиндров выполнены сквозные радиальные каналы, соединяющие соответствующие полости в неподвижных цилиндрах с соответствующими полостями входа, выхода и дренажа рабочего тела.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез предложенного гидрораспределителя в исходном положении, на. фиг. 2 - продольный разрез предложенного гидрораспределителя в рабочем положении.
Гидрораспределитель содержит корпус 1, в котором выполнены каналы 2 и 3 для входа рабочего тела, канал 4 для выхода рабочего тела, а также канал 5 подвода управляющего давления для управления открытым и закрытым положением гидрораспределителя. Входные части упомянутых каналов выполнены на одной стыковой поверхности, для установки распределителя на плиту.
Корпус 1 гидрораспределителя выполнен в виде геометрического тела с плоскими гранями, и состоит из центральной полой профилированной части 6 и двух крышек 7, установленных с его торцов. Внутри центральной полой профилированной части корпуса 6 выполнена перегородка 8 с центральным отверстием 9, разделяющая упомянутую полость на две части, первую 10 и вторую 11. Внутри упомянутого центрального отверстия 9 перегородки 8 установлен с возможностью осевого перемещения запорный элемент, выполненный в виде шарика 12. В первой полости 10 корпуса 1 неподвижно установлен профилированный цилиндр 13, внутри которого установлен с возможностью перемещения профилированный поршень, состоящий из непосредственно самого поршня 14 и связанного с ним штока 15. Шток 15 выполнен с возможностью взаимодействия своей профилированной ответной частью, расположенной диаметрально противоположно поршню, с поверхностью упомянутого шарика 12, с одной стороны.
Во второй полости 11 корпуса 1 неподвижно установлен профилированный цилиндр 16, внутри которого установлен с возможностью перемещения профилированный поршень, состоящий из непосредственно самого поршня 17 и связанного с ним штока 18. Шток 18 выполнен с возможностью взаимодействия своей профилированной ответной частью, расположенной диаметрально противоположно поршню, с поверхностью указанного шарика 12. Диаметр поршня 14, установленного в полости 10, превышает диаметр поршня 17, установленного в полости 11. Между торцами крышек 7 корпуса 1 и торцами неподвижных цилиндров 13 и 16 выполнены осевые полости 19 и 20 для подвода или отвода рабочего тела и управляющего давления для/при перемещении упомянутых поршней в указанных цилиндрах.
Крышки 7 крепятся к центральной части 6 корпуса 1 винтами. На поршнях, штоках и разъемных соединениях деталей установлены уплотнения для герметизации полостей гидрораспределителя.
Предложенный распределитель работает следующим образом.
При подаче рабочего тела под давлением на входы каналов 2 и 3, гидрораспределитель приводится в положение, когда полости входа каналов 3 и выхода 4 соединены, а полость входа канала 2 отделена от полости выхода 4 шариком 12, который упирается в ответную поверхность профилированного цилиндра 13. Это происходит из-за того, что через канал внутри корпуса 1, рабочее тело под давлением из полости входа 3 воздействует на поршень 17 и передвигает его до упора в ответную профилированную поверхность цилиндра 13 вместе с шариком 12.
Для перевода распределителя в положение, когда полость входа 2 соединена с полостью выхода канала 4, подается давление управления в канал 5, соединенный с полостью 19, образованной профилированным цилиндром 13, поршнем 14 и крышкой 7. Давление управления будет воздействовать на поршень 14. За счет большей площади поршня 14, усилие на шарик 12 со стороны поршня 14 от давления управления из канала 5 будет больше, чем от усилия от поршня 17. Таким образом, поршень 14 и шарик 12 переместятся, при этом шарик 12 упрется в ответную профилированную поверхность неподвижного профилированного цилиндра 16, и тем самым отделит полость входа канала 3 от полости выхода канала 4. Полость входа канала 2 при этом соединится с полостью выхода канала 4.
Для поддержания гидрораспределителя в таком положении, необходимо постоянно поддерживать давление управления в полости канала 5.
В свою очередь, при снятии давления управления из полости канала 5, гидрораспределитель перейдет в исходное положение, в котором полости каналов входа 3 и выхода 4 будут соединены, а полости каналов входа 2 и выхода 4 разъединены.
Пример практического выполнения. Заявителем и авторами разработан и успешно испытан трехлинейный, двухпозиционный гидравлический распределитель предложенной конструкции с пилотным гидравлическим управлением, предназначенный для управления потоком жидкости гидравлической системы при давлениях 20…69 МПа. При этом диапазон давления управления распределителем - 20…69 МПа.
Испытания показали работоспособность предложенного гидрораспределителя и правильность заложенных конструкторско-технологических решений.
Приведенные иллюстрации и описание признаков изобретения не охватывают весь спектр возможных модификаций и эквивалентных изменений, очевидных для специалиста в данной области. Следует понимать, что прилагаемая формула изобретения охватывает все возможные модификации и изменения, которые попадают в рамки сущности настоящего изобретения.
Использование предложенного технического решения позволит повысить надежность работы гидрораспределителя и расширит функциональные возможности за счет его применения при стыковом монтаже.