ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ
HYDRAULIC CONTROL VALVE

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к гидропневмоавтоматике, и может использоваться 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://bifold.co.uk/item/FP15EL20432V.aspx, МПК: F15B 13/02 - прототип).
Основными недостатками являются следующие. При работе гидрораспределителя необходимо обеспечивать специальную поддержку поршня в рабочем положении за счет внешнего пилотного давления, что снижает надежность работы системы, в которой он применяется. В стенке гильзы исполнительного распределительного механизма выполнен один канал, что предполагает принятие специальных мер по центровке гильзы при ее установке, что, в конечном итоге, приводит к повышению себестоимости изготовления гидрораспределителя.
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 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, согласно изобретению, корпус выполнен в виде однообъемного геометрического тела, преимущественно, параллелепипеда, причем входные и/или выходные части упомянутых каналов располагаются на одной из его сторон, при этом поршень выполнен ступенчатым, состоящим из центральной части большего диаметра, и штока в виде двух периферийных частей меньшего диаметра, первой и второй, установленных соосно с центральной частью поршня и расположенных по обе стороны от нее, при этом первая периферийная часть штока выполнена в виде поршня, установленного в соответствующей периферийной полости корпуса, а вторая периферийная часть штока выполнена в виде ступенчатого цилиндра, диаметр которого уменьшается от центральной части к периферии, причем одна из поверхностей упомянутого ступенчатого цилиндра выполнена в виде поршня, установленного в соответствующей центральной полости корпуса, при этом на конце ступенчатого цилиндра выполнена рабочая поверхность, взаимодействующая с ответной рабочей поверхностью профилированного штока упомянутой гильзы, причем в стенке гильзы выполнены каналы, соединяющие полость внутри гильзы с полостью входа, при этом внутри корпуса распределителя выполнен канал, соединяющий полость выхода рабочей жидкости и полость, в которой установлена первая периферийная часть штока подпружиненного поршня.
Выполнение внутри корпуса гидрораспределителя канала, соединяющего полость выхода рабочей жидкости и полость, в которой установлена первая периферийная часть штока подпружиненного поршня, позволит сбрасывать внешнее пилотное давление управления для открытия, т.к. после открытия гидрораспределитель (далее-распределитель) удерживает сам себя в открытом положении, в отличие от прототипа.
Закрытие распределителя происходит через отдельную линию управления, в отличие от прототипа, в котором распределитель закрывается от усилия пружины после падения пилотного давления.
Выполнение в стенках гильзы нескольких каналов, вместо одного, дает возможность свободно позиционировать гильзу внутри корпуса при сборке и исключает необходимость закреплять ее положение штифтами, в отличии от прототипа.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан распределитель в исходном закрытом состоянии, на фиг. 2 - в рабочем состоянии.
Распределитель содержит корпус 1, в котором выполнены каналы для входа 2, выхода 3 и дренажа рабочей жидкости 4, а также каналы для управления открытым 5 и закрытым 6 положением распределителя. Каналы выполнены на одной стыковой поверхности, для установки распределителя на плиту.
Внутри корпуса установлен поршень 7, который с одной стороны подпружинен пружиной 8, а с другой - упирается в крышку 9, при этом меньшим диаметром входит в канал крышки 9, образуя, таким образом, полость подачи рабочей жидкости. Крышка крепится к корпусу с помощью винтов. Со стороны пружины 8, на конце штока поршня, завальцован шарик. Внутри корпуса 1, на поршне 7 и крышке 9, установлены радиальные резиновые уплотнения для герметизации полостей распределителя.
Также внутри корпуса установлены кольцо 10, втулка 11, через которые проходит шток-седло 12. Шток-седло 12 подпружинено пружиной 13. Кольцо 10 и втулка 11 прижаты к упорной поверхности корпуса 1 через гильзу 14 и крышку фиксирующую 15 с помощью винтов. На втулке 11 и гильзе 14 установлены радиальные резиновые уплотнения для герметизации полостей распределителя.
Внутри корпуса 1 распределителя выполнен канал 16, соединяющий полость выхода 3 рабочей жидкости и полость 17, в которой установлена первая периферийная часть штока подпружиненного поршня.
Поршень 7 выполнен ступенчатым, состоящим из центральной части 18 большего диаметра, и штока в виде двух периферийных частей меньшего диаметра, первой 19 и второй 20, установленных соосно с центральной частью поршня и расположенных по обе стороны от нее. Первая периферийная часть 19 штока выполнена в виде поршня, установленного в периферийной полости 17 корпуса. Вторая периферийная часть 20 штока выполнена в виде ступенчатого цилиндра, диаметр которого уменьшается от центральной части к периферии, причем одна из поверхностей упомянутого ступенчатого цилиндра выполнена в виде поршня, установленного в соответствующей центральной полости корпуса.
Предложенный распределитель работает следующим образом.
В нормальном положении распределитель находится в закрытом положении. Полость выхода и дренажа соединены. Полость входа 2 перекрыта от полости выхода 3 взаимодействующим, под действием пружины 13, своей рабочей поверхностью шток-седлом 12 с острой кромкой втулки 11.
При подаче управляющего давления открытия на распределитель, поршень 7, преодолевая усилие пружины 8, перемещается, упирается завальцованным шариком в острую кромку шток-седла 12 и отодвигает его, разъединяя, таким образом, полость выхода и дренажа, и соединяя при этом полости входа 2 и выхода 3 рабочей жидкости.
Далее жидкость со входа поступает на выход и по внутреннему каналу корпуса 1 поступает в полость 17, фиксируя при этом поршень 7 и оставляя распределитель открытым после сброса управляющего давления открытия.
При подаче управляющего давления закрытия на распределитель, поршень 7, преодолевая давление в полости 17, передвигается в сторону крышки 9. Полости выхода 3 и дренажа 4 соединяются. При этом шток-седло 12, под действием пружины 13, двигается вслед за поршнем 7 до соприкосновения с острой кромкой втулки 11. Полость входа 2 и выхода 3 разъединяются. Давление со входа сбрасывается в дренаж. Управляющее давление закрытия сбрасывается, а распределитель находится в закрытом состоянии под действием пружин 8 и 13.
Заявителем изготовлен и успешно испытан предложенный трехлинейный двухпозиционный гидравлический распределитель с пилотным гидравлическим управлением, предназначенный для управления потоком жидкости гидравлической системы при давлениях 20…69 Мпа с диапазоном давления управления распределителем - 4…35,4 МПа. Испытания показали работоспособность предложенного гидрораспределителя и правильность заложенных конструкторско -технологических решений.
Использование предложенного технического решения позволит повысить надежность работы гидрораспределителя и расширит функциональные возможности за счет его применения при плиточном монтаже.