ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ СЕКЦИОННЫЙ

Изобретение относится к области объемных гидроприводов, в частности к гидравлической распределительной аппаратуре, и может быть использовано для управления исполнительными гидромеханизмами в гидросистемах, работающих в релейных режимах с различными видами управления.
Известен гидрораспределитель мобильной машины (РФ, Патент №2090045, опубликован 20.09.1997 г.) содержащий рабочие секции. Элемент регулирования потока управления золотника каждой из них выполнен в виде двух конусных фасок, взаимодействующих с входным и выходным отверстиями канала управления корпуса, при этом конусные фаски расположены на кромках проточки золотника канала управления.
Такие конусные фаски на кромках проточек золотника, исключают возникновение гидравлических ударов при смещении золотника из нейтрального положения. Это повышает надежность работы гидрораспределителя, за счет плавного пуска, но не улучшает его расходных характеристик.
Наиболее близким устройством того же назначения, который принят за прототип, является гидрораспределитель, содержащий корпус, в расточке которого размещен основной золотник. Дросселирующая поверхность золотника выполнена конической с кольцевой канавкой на линии пересечения конической и цилиндрической поверхностей (РФ, Патент на полезную модель №50614, опубликован 20.01.2006 г.).
Конструкция золотника данного гидрораспределителя позволяет улучшить регулировочные характеристики путем обеспечения пропорциональной подачи, не охватывая гидрораспределители с диапазонами расходов свыше 60 л/мин., работающие в релейном режиме.
Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является расширение универсальности и многофункциональности гидрораспределителей за счет улучшения расходных характеристик путем модернизации конструкции золотника.
Указанная техническая задача решается общим с прототипом наличием, установленного в расточке корпуса гидрораспределителя основного золотника, дросселирующая поверхность которого выполнена конической.
Для достижения указанного результата, дросселирующая поверхность золотника выполнена конической, при этом угол при вершине конуса составляет не менее 17 гpaдусов,
а радиус сопряжения шейки золотника и противоположной отсечной кромки составляет не менее 4 мм. Размер конической части дросселирующей поверхности обусловлен величиной хода золотника.
Угол наклона конической части золотника не менее 17 градусов обусловлен тем, что на начальной стадии открытия дросселирующая щель позволяет пропустить значительный расход рабочей жидкости с минимальными потерями давления, что приводит к уменьшению гидравлических ударов и исключает перегрев гидросистемы. При этом достигается максимальное открытие рабочего окна подводящего канала напорной магистрали, при котором расход рабочей жидкости увеличивается, увеличивая тем самым давление в рабочих магистралях. Использование дросселирующей поверхности золотника с углом наклона более 45 градусов нецелесообразно, так как возникающие в дросселирующей щели турбулентные потоки затрудняют прохождение рабочей жидкости, тем самым уменьшая давление в рабочих магистралях.
В свою очередь увеличенный радиус сопряжения шейки золотника позволяет снизить градиент давления, возникающий в месте максимального сужения дросселирующей щели, тем самым снижая защемляющую силу и получая разгружающий эффект за счет оптимизации потока, что позволяет производить перемещение золотника в рабочие позиции при меньших значениях давления управления.
Использование комбинации угла дросселирующей поверхности не менее 17 градусов с радиусом сопряжения шейки золотника не менее 4 мм позволяет получить движение потока рабочей жидкости в ламинарном режиме, исключающим турбулентность потока как у дросселирующей, так и у отсечной кромки золотника, что в свою очередь приводит к увеличению расхода рабочей жидкости. Это так же позволяет увеличить число рабочих секций, а значит и число рабочих операций гидромашины. Кроме того улучшение расходных характеристик позволяет повысить мощность, что в свою очередь является оценочным показателем для сравнения при выборе гидрораспределителя. Так как заявляемая конструкция позволяет обеспечить требуемые расходные характеристики используя гидрораспределители с меньшими габаритами и массой.
На фиг.1 - общий вид корпуса гидрораспределителя (продольный разрез).
На фиг.2 - дросселирующая поверхность золотника.
На фиг.3 - график зависимости перепада давления от расхода.
Гидрораспределитель (фиг.1) состоит из корпуса 1, в центральной расточке которого установлен основной золотник 2, где Р - подводящий канал напорной магистрали,
А и В - отводы рабочих магистралей к исполнительным механизмам, Т - переливной канал сливной магистрали.
Дросселирующая поверхность основного золотника 2 (фиг.2) представляет собой коническую 3 поверхность с углом наклона к цилиндрической 4 поверхности золотника не менее 17 градусов и не более 45 градусов. Шейка 5 золотника 2 сопрягается с отсечной кромкой 6, которая противоположна дросселирующей поверхности, радиусом не менее 4 мм.
Работает заявляемый гидрораспределитель следующим образом.
Перемещение основного золотника 2 в рабочее положение осуществляется в зависимости ox типа управления. В соответствии со схемой распределения потока рабочей жидкости в корпусе 1 и положением основного золотника 2, подводящий канал напорной магистрали Р соединяется с отводом рабочей магистрали А(В) при прохождении потока рабочей жидкости через щель, образуемую конической 3 дросселирующей поверхностью золотника и радиусом сопряжения шейки 5 золотника и противоположной отсечной кромкой 6, а отвод В(А) -с переливным каналом сливной магистрали Т.
На фиг.3 представлен графики зависимости перепада давления от расхода рабочей жидкости ΔР=f(Q) на линии Р - А(В): 7 - прототипа, 8 - заявляемой конструкции. Экспериментальные данные подтверждают, что при одинаковом перепаде давления рабочей жидкости до и после дросселирующей щели, расход рабочей жидкости при использовании заявляемой конструкции золотника увеличивается более чем на 15%, что позволяет пропустить значительный расход рабочей жидкости с минимальными потерями, исключая перегрев гидросистемы и уменьшая импульс гидравлических ударов, тем самым повышая надежность работы машины.