ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ БЛОК ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-МЕХАНИЧЕСКОГО ГИДРОТЕСТЕРА

Полезная модель относится к измерительной технике, а более конкретно - к переносным электронно-механическим средствам диагностирования гидроприводов машин статопараметрическим методом, и может быть использована для технической диагностики гидроприводов машин.
Известно устройство электромеханического гидротестера МИИТА (См. учебное пособие Н.Г. Гринчар, Ю.П. Майоров, М.И. Фомин «Методы и средства диагностики гидроприводов грузоподъемных, путевых и строительных машин», Москва - 1999, с. 83-91 [1]), предназначенное для технической диагностики гидропривода статопараметрическим методом.
Устройство содержит полый с двух сторон цилиндрический корпус с глухой перегородкой и два, в осевом направлении, соединительных патрубка, входной и выходной (рис. 38, с. 85 [1]).
В большую часть проточного канала полого корпуса помещен первичный преобразователь расхода рабочей жидкости турбинного типа и подключены датчики давления, температуры и вторичный преобразователь датчика расхода, которые установлены на цилиндрическом корпусе и соединены с электронным блоком. Полые части проточных каналов корпуса гидравлического блока соединяются между собой через симметрично расположенные радиальные сквозные отверстия с обеих сторон глухой перегородки и расточку в подвижной герметичной нагружающей втулке, которая может перемещаться вращением по внешней поверхности корпуса гидротестера при помощи резьбового соединения. При вращении нагружающей втулки ее острая кромка перекрывает радиальные отверстия в корпусе, тем самым увеличивает давление на входе в гидросистему.
Однако вращение втулки при высоких давлениях рабочей жидкости затруднительно, поскольку она испытывает значительный крутящий момент, вследствие деформации уплотнения в пазах сопряженных поверхностных соединений корпуса и втулки при выходе нагружающего устройства на высокие давления.
Кроме того, цилиндрический корпус известного устройства [1] рассчитан на контроль одного диапазона значений потока рабочей жидкости, определяемый условным проходом проточной части гидротестера и применением входного и выходного патрубков определенного диаметра.
Устройство не обеспечено возможностью ограничения давления, а также элементами для удобной транспортировки и защиты дорогостоящих датчиков.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является гидравлический блок электромеханического гидротестера, представленного в патенте на полезную модель RU 150616, опубликован 20.02.2015 Бюл. №5 [2] и предназначенного для технической диагностики гидроприводов статопараметрическим методом.
Электромеханический гидротестер состоит из электронного и гидравлического блоков. Гидравлический блок содержит полый цилиндрический корпус с перегородкой, делящей полость корпуса на два неравных глухих проточных канала, дросселирующее устройство в виде нагружающей втулки, герметично и с возможностью перемещения установленной на цилиндрическом корпусе в месте расположения перегородки. В конструкции гидравлического блока с обеих сторон перегородки в стенке цилиндрического корпуса выполнены симметричные сквозные радиальные отверстия, соединенные между собой через расточку, выполненную в нагружающей втулке. Гидравлический блок содержит также расходомер, включающий турбинный преобразователь расхода рабочей жидкости, установленный в полости большего проточного канала корпуса, и датчик преобразования частоты вращения турбины указанного преобразователя в электрические сигналы, а также датчики давления и температуры, установленные на цилиндрическом корпусе гидравлического блока. Гидравлический блок содержит съемную гильзу со сквозным каналом, которая плотно вставлена в большой проточный канал цилиндрического корпуса, при этом турбинный преобразователь расхода рабочей жидкости размещен внутри этой гильзы. Нагружающая втулка установлена на цилиндрическом корпусе с возможностью линейного возвратно-поступательного перемещения, для чего она снабжена внешней обоймой, соединенной с цилиндрическим корпусом резьбовым соединением и с нагружающей втулкой через систему подшипников. Вход и выход проточных каналов выполнен в виде резьбовых цилиндрических расточек.
В цилиндрическом корпусе гидравлического блока выполнен радиальный канал для установки манометра или ниппель-манометра, соединенный с большей частью проточного канала, при этом поверхность перегородки со стороны большей части проточного канала выполнена конической или коноидальной формы. Входная и выходная поверхности цилиндрического корпуса выполнены с лысками, кроме того, торец ограничительного клапана со стороны меньшей части проточного канала выполнен глухим, а сливные каналы ограничительного клапана расположены радиально и имеют диаметр меньше диаметра входного канала клапана. Цилиндрический корпус снабжен съемной ручкой.
Недостатки прототипа следующие:
1. Нагружающая втулка для обеспечения линейного возвратно-поступательного перемещения и дросселирования потока содержит внешнюю обойму и систему двух подшипников, что усложняет конструкцию нагружателя и требует точности его сборки;
2. Полость большого проточного канала корпуса имеет значительный линейный размер, что затрудняет изготовление заданной конической или коноидальной формы поверхности перегородки;
3. Внешняя обойма нагружающей втулки при длительном дросселировании потока может интенсивно нагреваться.
Таким образом, указанные недостатки снижают эксплуатационную надежность и технологичность изготовления гидравлического блока.
Задача полезной модели - устранить недостатки, присущие прототипу, и изменить его таким образом, чтобы конструкция гидравлического блока стала более надежной в эксплуатации, технологичной при изготовлении.
Технический результат заключается в повышении надежности гидравлического блока при диагностировании, технологичности его изготовления.
Для решения поставленной задачи заявляемый гидравлический блок, как и в прототипе, содержит полый цилиндрический корпус, вход и выход которого выполнены в виде резьбовых цилиндрических расточек, а выходные поверхности - с лысками, и перегородку, расположенную внутри цилиндрического корпуса и делящую полость корпуса на два неравных проточных канала, причем поверхность перегородки со стороны большей части проточного канала выполнена криволинейной, а в центре перегородки установлен ограничительный клапан с глухим торцом со стороны меньшей части проточного канала, защитной мембраной со стороны большей части проточного канала и сливными каналами, расположенными радиально. Диаметр каждого сливного канала меньше диаметра входного канала ограничительного клапана. Как и в прототипе, в большую часть проточного канала плотно вставлена съемная гильза со сквозным отверстием, внутри которого установлен турбинный преобразователь расхода рабочей жидкости. На цилиндрическом корпусе установлен датчик преобразования частоты вращения турбины указанного преобразователя в электрические сигналы. Общим с прототипом является также то, что гидравлический блок в месте расположения перегородки содержит дросселирующее устройство в виде нагружающей втулки, установленной герметично и с возможностью возвратно-поступательного перемещения на цилиндрическом корпусе, и внешней обоймы, соединенной через подшипниковый узел с нагружающей втулкой и с помощью резьбового соединения - с цилиндрическим корпусом. В стенке цилиндрического корпуса с обеих сторон от перегородки выполнены симметричные сквозные радиальные отверстия, соединенные между собой через расточку, выполненную в нагружающей втулке. Гидравлический блок содержит датчик давления и датчик температуры, соединенные с большей частью проточного канала цилиндрического корпуса, и манометр, установленный в радиальном канале цилиндрического корпуса и соединенный с большей частью проточного канала.
В отличие от прототипа в заявляемой полезной модели цилиндрический корпус гидравлического блока выполнен из двух сваренных между собой неравных частей, при этом внутренняя перегородка установлена в меньшей части сваренного корпуса, а внешняя обойма дросселирующего устройства установлена на одном конце нагружающей втулки и соединена с последней посредством радиально-упорного подшипника, для чего во внешней обойме выполнено радиальное отверстие, а в нагружающей втулке и внешней обойме - кольцевые расточки, в которые через радиальное отверстие уложены шарики указанного подшипника, помимо этого, внешняя обойма снабжена наружной термозащитной оболочкой.
В частных случаях выполнения поверхность перегородки со стороны большей части проточного канала выполнена конической или коноидальной. Цилиндрический корпус гидравлического блока снабжен съемной ручкой, места сопряжений концов нагружающей втулки закрыты защитными оболочками, например, в виде гофрированных эластичных трубок.
Сварная конструкция цилиндрического корпуса упрощает выполнение перегородки в проточном канале цилиндрического корпуса и обеспечивает высокую точность изготовления сложных форм коноидальной или иной геометрической поверхности глухой перегородки, при этом снижает стоимость его изготовления.
Наличие одного радиально-упорного подшипника упрощает конструкцию нагружающего устройства и обеспечивает ему более высокую точность позиционирования нагружающей втулки относительно радиальных каналов в цилиндрическом корпусе и, соответственно, обеспечивает постоянную величину заданной нагрузки.
Наличие термозащитной оболочки по внешней поверхности обоймы нагружающего устройства позволяет выполнять длительное безостановочное дросселирование потока.
В целом все указанные существенные признаки обеспечивают эксплуатационную надежность, технологичность при изготовлении и применении.
На фиг. 1 изображен гидравлический блок гидротестера в исходном состоянии с установленными датчиками давления, расхода РЖ и температуры.
На фиг. 2 изображен гидравлический блок гидротестера в исходном состоянии со стороны установки рукоятки на цилиндрическом корпусе и манометра.
На фиг. 3 изображена схема диагностирования насоса с регулятором мощности.
Гидравлический блок для электронно-механического гидротестера (фиг. 1) содержит полый сварной по шву 1 цилиндрический корпус 2 и 3 частей с лысками 4 на входе и 5 на выходе, с глухими проточными каналами 6, 7, имеющими резьбовые расточки на входе 8 и на выходе 9. В больший по величине проточный канал 6 неподвижно помещена гильза 10 с цилиндрическим сквозным каналом, внутри которого помещен турбинный первичный преобразователь расхода рабочей жидкости 11 с рассекателями потока 12, 13. Гильза 10 по внешней поверхности имеет пазы 14, 15, в последнем выполнено сквозное отверстие 16. Внешняя часть пазов 14, 15 сопряжена с отводами датчика преобразования частоты вращения турбины в электрические сигналы 17, датчика давления 18 и манометра 19 (фиг. 2). Датчик температуры 20 расположен между датчиком преобразования частоты вращения 17 и датчиком давления 18. Все указанные датчики закрыты защитным кожухом 21. Полная часть 3 цилиндрического сварного корпуса имеет радиальные отверстия 22, 23, симметрично расположенные относительно перегородки 24. Нагружающая втулка 25 на части 3 цилиндрического корпуса линейно перемещается и плавно дросселирует поток в радиальных отверстиях 22 при помощи внешней обоймы 26, которая соединена с нагружающей втулкой 25 через радиально-упорный подшипник 27. Внешняя обойма 26 имеет наружную термозащитную оболочку 28. Радиально-упорный подшипник 27 преобразует вращательное движение внешней обоймы 26 в возвратно-поступательное движение нагружающей втулки 25. Для ограничения перемещения нагружающей втулки при полном перекрытии отверстий радиальных каналов 22 установлено стопорное кольцо 29.
В перегородке 24 установлен ограничительный клапан 30, который защищает гидротестер от разрушения, клапан содержит защитную мембрану 31, входной 32 и выходные каналы в виде радиальных отверстий 33, диаметр которых меньше диаметра канала 32. Торцевая поверхность перегородки 24 выполнена криволинейной, например коноидальной или конической формы. Возможна и иная криволинейная поверхность. На передней части цилиндрического корпуса 2 по осевым линиям I или II может быть закреплена съемная ручка 34.
Работа гидравлического блока в составе электронно-механического гидротестера рассмотрена на примере проверки и регулировки насосного агрегата с регулятором мощности 313, 3,55.501.03, применяемых на экскаваторах типа ЕК 18.
Гидравлический блок гидротестера (фиг 3) подсоединяют входом 8 к напорной линии насосного агрегата, а выходом 9 - с гидробаком.
Гибким кабелем 35 соединяют разъемы 36 гидравлического блока 37 и электронного блока 38, который фиксируют на базе диагностируемой машины.
Для диагностики насосного агрегата в состав электронного блока должны входить микроконтроллер, манометры и датчик давления. Для фиксации полученных результатов может быть использован персональный компьютер. При наличии последнего гибким кабелем 39 разъем 40 микроконтроллера электронного блока соединяют с персональным компьютером 41. Контрольная точка КТ1 устанавливается в напорной линии наносного агрегата 42. Контрольные точки КТ2, КТ3 и КТ4 устанавливаются в гидролиниях управления насосного агрегата 42.
Микрошлангами 43; 44; 45; 46 соединяют контрольные точки КТ1; КТ2; КТ3; КТ4 с манометрами 47; 48; 49 и датчиком давления 50 электронного блока 38 (Фиг. 3).
Диагностируемый наносный агрегат редукционным клапаном 51 вводят в эксплуатационный режим работы, при этом наносный агрегат выходит на максимальный по оборотам расход. Вращением обоймы 26 дросселируется острой кромкой нагружающей втулки 25 поток рабочей жидкости в радиальных каналах 22 (Фиг. 1). Датчиком давления 18 (Фиг. 1), манометрами 19 и 47 (Фиг. 3) фиксируются давления нагрузки на испытуемой наносный агрегат. Датчиком давления 50 и манометрами 48, 49 (Фиг. 3) фиксируется режим запуска наносного агрегата. Результаты отображаются на лицевой панели электронного блока 38 и при наличии персонального компьютера (ПК) - в режиме реального времени на мониторе ПК.
По виду индикаторной диаграммы проводят регулировку регулятора мощности наносного агрегата и делают мотивированное заключение о техническом состоянии. В случае нештатной ситуации при диагностировании наносного агрегата и возникновении давления с критическими значениями, мембрана 31 ограничительного клапана 30 (Фиг. 1) разрывается, что ограничивает давления в потоке рабочей жидкости.