Система защиты гидропривода
HYDRAULIC DRIVE SAFETY SYSTEM

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для защиты от несанкционированного выброса рабочей жидкости из гидравлических систем строительно-дорожных, сельскохозяйственных, мелиоративных, лесотехнических, промышленных машин и оборудования с гидроприводом рабочих органов.
Известна система защиты гидропривода, включающая гидробак, насос, соединенный напорной гидролинией с гидроприводом через распределитель, линию слива в гидробак и запорное устройство, включающее корпус с входной, выходной и глухой полостями, входным, выходным и сливным штуцерами с каналами, установленное в напорной гидролинии и подключенное своей входной полостью к выходу насоса, а выходной - к распределителю, с размещенным во входной полости подпружиненным плунжером, имеющим кольцевую проточку, совмещенную с радиальными отверстиями, и осевой канал, сообщенный с выходной полостью, который перекрывается подпружиненным плунжерным коническим клапаном, имеющим гидравлический подпор от гидронасоса, а запорное устройство дополнительно оснащено разгрузочным клапаном со штуцером, жестко смонтированным в расточке упора запорного устройства, при этом разгрузочный клапан выполнен в виде полого цилиндра с размещенным внутри подпружиненным поршнем, снабженным уплотнительным кольцом из эластичного материала, причем поршень делит цилиндрическую полость разгрузочного клапана на две: поршневую полость, сообщающуюся с выходной полостью корпуса запорного устройства каналом, выполненным в упоре запорного устройства, и пружинную полость, сообщающуюся каналом штуцера с линией слива. [Патент  RU №2583195,  C1 F15B 20/00 - прототип].
Недостатком системы защиты гидропривода является сложность конструктивного исполнения. При неисправности разгрузочного клапана, например потери эластичности уплотнительного кольца или его разрушении в поршневой полости разгрузочного клапана, произойдет слив рабочей жидкости в гидробак, минуя гидрораспределитель и гидродвигатель, и соответственно повлечет за собой падение давления в выходной полости запорного устройства, и, как следствие, к замедлению подъема или опускания рабочего органа или его остановки, при этом произойдет имитация повреждения напорной гидролинии, то есть ложного срабатывания запорного устройства, что снижает эффективность работы системы защиты.
Технический результат
- упрощение конструкции системы защиты гидропривода от несанкционированного выброса рабочей жидкости.
Решение технической задачи
- упрощение конструкции системы защиты гидропривода с обеспечением слива несжимаемого объема рабочей жидкости в напорную гидролинию при одновременном повышении эксплуатационной надежности системы зашиты, снижении материалоемкости и экономических затрат.
Техническая задача решается тем, что в системе защиты гидропривода, включающей гидробак, насос, соединенный напорной гидролинией с гидроприводом через распределитель, линию слива в гидробак и запорное устройство, включающее корпус с входной, выходной и глухой полостями, входным, выходным и сливным штуцерами с каналами, установленное в напорной гидролинии и подключенное своей входной полостью к выходу насоса, а выходной - к распределителю, с размещенным во входной полости подпружиненным плунжером, имеющим кольцевую проточку, совмещенную с радиальными отверстиями, и осевой канал, сообщенный с выходной полостью, который перекрывается подпружиненным плунжерным коническим клапаном, имеющим гидравлический подпор от гидронасоса и канал, выполненный в упоре, сообщающий выходную полость запорного устройства с гидролинией высокого давления и предназначенный для выхода вытесненной несжимаемой рабочей жидкости, образующейся в конце хода плунжера между плунжером и упором, в напорную гидролинию выходного штуцера.
Сущность изобретения
заключается в том, что в предлагаемой конструкция запорного устройство системы защиты гидропривода в упоре выполнен канал, сообщающий выходную полость запорного устройства с напорной гидролинией, расположенной между запорным устройством и гидрораспределителем для транспортировки вытесняемого из выходной полости запорного устройства несжимаемого объема рабочей жидкости, заключенного между торцем упора и плунжера в конце его хода, что позволяет обеспечить слив рабочей жидкости из выходной полости запорного устройства непосредственно в напорную гидролинию.
Таким образом, заявляемое устройство, в сравнении с устройством по прототипу, при упрощении его конструктивного исполнения и сохранении функционального назначения позволяет обеспечить повышение эксплуатационной надежности защиты гидропривода машин.
Заявляемое изобретение поясняется графическим материалом:
- на чертеже схематично представлен общий вид системы защиты гидропривода.
Система защиты гидропривода включает в себя гидробак 1, насос 2, напорную гидролинию 3, линию слива 4 в гидробак 1, гидрораспределитель 5, гидродвигатель 6, запорное устройство 7.
В
Г
А
Б
А
Б
Д
Б
В
Б
Запорное устройство 7 включает в себя корпус 8, снабженный входным 9, выходным 10, сливным 11 штуцерами с каналами  и  соответственно и упором 12. Внутри корпуса 8 запорного устройства 7 размещен подпружиненный плунжер 13 с входной полостью . Плунжер 13 размещается в корпусе 8 на расстоянии его полного хода, равном (h+t), где h - проходное сечение канала выходного штуцера 10, a t - расстояние от торца упора 12 до образующей канала выходного штуцера 10, с образованием между плунжером 13 и торцем упора 12 выходной полости . По наружной поверхности плунжера 13 выполнена кольцевая проточка 14 на расстоянии от вертикальной оси сливного штуцера 11 - (h+t), равном полному ходу плунжера 13, и радиальные отверстия 15 на расстоянии от вертикальной оси сливного штуцера 11 - (h+t), равном также полному ходу плунжера 13. Входная полость  сообщается с выходной полостью  корпуса 8 посредством осевого канала 16, который перекрывается подпружиненным плунжером 17 с возможностью его свободного перемещения в сквозном отверстии 18 упора 12 с образованием полости . Оба плунжера 13 и 17 подпружинены упругими элементами 19 и 20. При этом один из торцев плунжера 17 выполнен конусообразным 21 с буртиком 22, который является упором пружины 19. В упоре 12 выполнен канал 23, сообщающий с гидролинией 24 выходную полость  корпуса 8 с напорной гидролинией 3 высокого давления, расположенной между каналом  штуцера 10 и гидрораспределителем 5, и предназначен для транспортировки вытесняемого из выходной полости  запорного устройства 7 объема несжимаемой рабочей жидкости, заключенного между торцем упора 12 и плунжером 13 в конце его хода, в напорную гидролинию 3 выходного штуцера 10.
Система защиты гидропривода работает следующим образом.
А
Б
В
Б
Д
Б
А
Б
При неработающем гидроприводе давление рабочей жидкости в полостях ,  и  запорного устройства 7 одинаковое и равно номинальному. При этом плунжер 13 входной полости подпирается пружиной 20 и находится в крайнем левом положении. Плунжер 17 выходной полости  находится в равновесном состоянии под действием силы давления на плунжер 17, создаваемого насосом 2 со стороны глухой полости  и выходной полости , при этом полости  и  сообщаются через осевой канал 16 плунжера 13.
А
Б
В
А
Б
При включении гидрораспределителя 5 рабочая жидкость через канал 16 из входной полости  поступает в выходную полость  и через канал  выходного штуцера 10 под рабочим давлением поступает в гидродвигатель 6, который приводит в движение рабочий орган машины. При этом перепад давления рабочей жидкости в полостях  и  незначительный.
Б
А
Б
Г
А
Г
Б
В
В
При разрыве рукавов питания гидродвигателя 6 давление в выходной полости  мгновенно падает и из-за перепада давления рабочей жидкости в полостях  и  плунжер 13 входной полости, преодолевая сопротивление пружины 20, движется вправо до торца упора 12, перекрывая проходное сечение канала 16 и сечение h выходного канала штуцера 10, при этом проточка 14 и радиальные отверстия 15 плунжера 13 сообщаются со сливным каналом  штуцера 11 и гидробаком 1 и рабочая жидкость от насоса 2, минуя поврежденную гидролинию высокого давления гидродвигателя 6, через напорную гидролинию 3, полость , проточку 14 и радиальные отверстия 15 плунжера 13 направляется в канал  и далее через сливную гидролинию 4 в гидробак 1. Одновременно объем несжимаемой рабочей жидкости, заключенный между торцем упора 12 и плунжера 13 в конце его хода, из выходной полости  запорного устройства 7 через канал 23, выполненный в упоре 12, гидролинию 24 поступает в напорную гидролинию 3, расположенную между каналом  штуцера 10 и гидрораспределителем 5, при этом обеспечивается беспрепятственное перемещение плунжера запорного устройства на величину полного его хода (h+t), устраняется колебательный процесс плунжера и обеспечивается надежное перекрытие проходного сечения h канала  выходного штуцера 10.
Таким образом, предлагаемое изобретение в сравнении с устройством по прототипу за счет упрощения запорного устройства системы защиты гидропривода позволяет повысить эффективность системы защиты гидропривода от несанкционированного выброса рабочей жидкости из гидросистемы, эксплуатационную надежность и экологическую безопасность использования гидропривода рабочих органов машин при одновременном снижении материалоемкости устройства.