Гидрораспределитель секционный с электрогидравлическим и дублирующим ручным управлением

Гидрораспределитель секционный предназначен для установки в гидравлической распределительной аппаратуре, и может быть использован для управления гидромеханизмами в пропорциональном и (или) релейном режимах. Заявлен гидрораспределитель секционный с электрогидравлическим и дублирующим ручным управлением, содержащий как минимум одну рабочую секцию с узлом управления, включающим рукоятку ручного управления, как минимум два гидропилота, установленных на крышке, размещенной на одном из торцев корпуса рабочей секции, поршень, шарнирно соединенный с основным золотником и размещенный в расточке крышки соосно механизму его пружинного возврата с образованием двух камер. Отличительной особенностью заявляемой полезной модели является соединение полости механизма пружинного возврата золотника с полостью камеры подвода управляющего давления рабочей жидкости одного из гидропилотов сквозными отверстиями, выполненными во фланце упора, соосно размещенного в расточке крышки на хвостовике золотника. Размещение рукоятки ручного управления на штоке со стороны гидропилотов, позволяет установить управляющий узел как слева, так и справа от корпуса рабочей секции. При этом шток и поршень могут быть выполнены заодно или раздельно и соединены шарнирно. Кроме того, соединение поршня и хвостовика золотника винтом с фиксацией его стержня в хвостовике золотника контргайкой, а сферической головки винта в поршне - резьбовой втулкой, облегчает изготовление шарнирного соединения поршня и золотника. Альтернативное решение фиксации сферической головки винта в поршне, посредством Т-образного паза, упрощает сборку этого соединения. Перемещение рукоятки ручного управления одновременно с основным золотником позволяет визуально определить предаварийную ситуацию и вывести систему из нее, продублировав управление вручную. К тому же, унификация посадочного размера крышки управляющего узла к корпусу рабочей секции гидрораспределителя, позволяет использовать его и на ранее серийно выпускаемых гидрораспределителях.

Изобретение относится к области объемных гидроприводов, в частности к машиностроительной гидравлической распределительной аппаратуре, и может быть использовано для управления исполнительными гидромеханизмами в пропорциональном и (или) релейном режимах.

Известен секционный гидрораспределитель, содержащий рабочие секции, расположенные между напорной и сливной. Каждая рабочая секция содержит золотник, электрогидравлические пилоты, установленные с одной стороны рабочей секции в корпусе управляющей камеры. С другой стороны рабочей секции на золотнике, в корпусе другой управляющей камеры, установлена рукоятку ручного управления, дублирующая пилотное управление гидрораспределителя (Каталог Mannesmann REXROTH RF 64 282/02.98 remplace, опубликован в январе 1997 г.).

Недостатком известного гидрораспределителя является сложность конструкции, обуславливаемая наличием двух управляющих камер, тогда как оба гидропилота расположены с одной стороны. Поэтому подводящий канал ко второй управляющей камере проходит через весь корпус рабочей секции, что увеличивает гидравлическое сопротивление.

Известен гидрораспределитель снабженный блоком аварийного возврата золотника, который при аварийном отсутствии электропитания расфиксирует золотник, если он находится в рабочем положении. Наличие аварийного блока позволяет избежать поломки оборудования и травматизма персонала (СССР, а.с. №1571318, приоритет от 02.10.1986 г., опубликован 15.06.1990 г. в Бюл. №22).

Наиболее близким устройством того же назначения, что и заявленный секционный гидрораспределитель является секционный гидрораспределитель, узел управления рабочей секцией которого включает

два электроуправляемых гидропилота, установленные с одной стороны корпуса рабочей секции, а с противоположной стороны рукоятку ручного управления, жестко закрепленную на золотнике. Этот гидрораспределитель принят за прототип (Каталог Московского завода им. Калинина выпущен 02.01.1995 г., Гидрораспределители 670 секционные).

Недостатком известного гидрораспределителя 67040-20-02×2-30 является то, что при разработке его узла управления было использовано соединение двух уже известных конструкций: с ручным и электрогидравлическим управлением. Это привело к наличию трех управляющих камер: воздушной камеры пружинного возврата золотника и двух поршневых камер. Поэтому, при перемещении золотника из нейтральной (исходной) позиции в крайние (рабочие) давлением потока управления в камере пружинного возврата золотника возникнет противодавление, для уменьшения которого, в крышке со стороны поршня выполнено отверстие. Связь с атмосферой объема воздушной камеры пружинного возврата золотника, в который не исключены утечки рабочей жидкости по золотнику, существенно снижает экологичность изделия. Мало того, наличие воздуха в камере пружинного возврата, а в поршневых камерах - рабочей жидкости, приводит к увеличению количества уплотнений между ними. В свою очередь, для уменьшения протечек через уплотнения, необходима высокая точность изготовления поршня, стакана, расточек в крышке и выполнение жестких технологических требований к сборке узла управления. Размещение управляющего узла с одной стороны корпуса рабочей секции, а рукоятки ручного управления с противоположной ее стороны, усложняет варианты компоновки гидрораспределителя в гидросистеме мобильных машин и оборудования.

При разработке заявляемой полезной модели была решена задача расширения арсенала секционных гидрораспределителей с электрогидравлическим управлением и дублирующим ручным управлением путем

разработки простого в изготовлении и не менее надежного в эксплуатации гидрораспределителя.

Достигнутый при этом дополнительный технический результат, выражающийся в снижении просачивания рабочей жидкости в атмосферу, объективно проявляется при эксплуатации гидрораспределителя в улучшении его экологических показателей.

Для достижения указанного технического результата предлагаемый секционный гидрораспределитель содержит: рабочую секцию с узлом управления, который включает рукоятку ручного управления, два гидропилота, установленных на крышке, размещенной на одном из торцев корпуса рабочей секции, поршень, шарнирно соединенный с основным золотником и размещенный в расточке крышки с образованием двух камер.

Отличительной особенностью заявляемой полезной модели является соединение полости механизма пружинного возврата золотника с полостью камеры подвода управляющего давления рабочей жидкости одного из гидропилотов сквозными отверстиями, выполненными во фланце упора, соосно размещенного в расточке крышки на хвостовике золотника.

Размещение рукоятки ручного управления на штоке со стороны гидропилотов, позволяет установить управляющий узел как слева, так и справа от корпуса рабочей секции. При этом шток и поршень могут быть выполнены заодно или раздельно и соединены шарнирно.

Кроме того, соединение поршня и хвостовика золотника винтом с фиксацией его стержня в хвостовике золотника контргайкой, а сферической головки винта в поршне - резьбовой втулкой, облегчает изготовление шарнирного соединения поршня и золотника. Альтернативное решение фиксации сферической головки винта в поршне посредством Т-образного паза упрощает сборку этого соединения.

Кроме того, сквозные отверстия во фланце упора выполнены так, что их суммарная площадь существенно больше площади отверстия

подводящего канала гидропилота, благодаря чему исключено возникновение дополнительного гидросопротивления.

Раздельное выполнение поршня и штока рукоятки ручного управления: поршень соединен со штоком рукоятки ручного управления винтом со сферической головкой, с фиксацией его стержня в штоке контргайкой, а сферической головки в поршне - резьбовой втулкой. Благодаря такому альтернативному выполнению соединения нет необходимости выдерживать соосность штока, поршня и расточек в крышке. Указанное снижение технологических требований к изготовлению деталей, не только упрощает сборку, но и уменьшает вероятность заклинивания поршня и штока при эксплуатации.

На фиг.1 - Продольный разрез рабочей секции гидрораспределителя (золотник в исходном (нейтральном) положении), в котором поршень и шток выполнены заодно, поршень соединен с золотником винтом, сферическая головка которого зафиксирована резьбовой втулкой.

На фиг.2 - Продольный разрез узла управления гидрораспределителя, в котором поршень и шток выполнены заодно и поршень соединен винтом, сферическая головка которого установлена в Т-образном пазе.

На фиг.3 - Продольный разрез узла управления гидрораспределителя, в котором поршень и шток выполнены раздельно, и поршень соединен со штоком винтом.

На фиг.4 - Вид А (фиг.2) на поршень со стороны Т-образного паза.

На фиг.5 - Поперечный разрез В-В (фиг.1) по упору в узле управления гидрораспределителя.

На фиг.1 в корпусе 1 рабочей секции установлен основной золотник 2, хвостовик 3 которого размещен в крышке 4 узла управления с установленными на ней гидропилотами 5, 6. В расточке крышки 4 установлен поршень 7 с образованием камер 8 и 9. Камера 8 соединена с полостью 10 механизма пружинного возврата золотника через отверстия 11 во фланце упора 12, соосно размещенного в расточке крышки 4 на хвостовике 3 золотника 2. Полость

10 механизма возврата золотника соединена с отверстием подводного канала пилота 5, а камера 9 - пилота 6. Поршень 7 соединен с хвостовиком 3 золотника винтом 13 со сферической головкой, удерживаемой в поршне резьбовой втулкой 14, и законтрен гайкой 15 до торца хвостовика 3 золотника 2. На штоке 16, выполненном заодно с поршнем 7, размещена рукоятка 17 ручного управления. Камеры 8 и 9 изолированы от протечек уплотнительными кольцами 18, 19, 20. На хвостовике 3 золотника установлена втулка 21, на которой размещена пружина 22, служащая для возврата золотника 2 в нейтральное положение. Крышка 4 крепится к корпусу 1 рабочей секции гидрораспределителя шпильками 23 и гайками 24. Шток 16, выведенный через уплотнительное кольцо 20 и пластину 25, имеет шлиц 26 для монтажа рукоятки 17 ручного управления. На противоположной стороне корпуса 1 рабочей секции установлена крышка 27, внутренняя полость которой связана со сливом гидрораспределителя.

Узел управления на фиг.2 отличается от гидрораспределителя на фиг.1 тем, что поршень 7 выполнен заодно со штоком 16 и соединен с хвостовиком 3 золотника винтом 13, установленным в Т-образном пазе 28 (фиг.4) на торце поршня 7.

Узел управления на фиг.3 отличается от гидрораспределителя на фиг.1 тем, что поршень 7 выполнен раздельно со штоком 16 и соединяется с ним винтом 29, сферическая головка которого удерживается в поршне 7 резьбовой втулкой 30, а со стороны штока 16 - контргайкой 31.

Гидрораспределитель работает следующим образом. Для перемещения золотника 2 в правое крайнее (рабочее) положение, управляющее напряжение подается на гидропилот 5, который создает давление управления Р _упр и подает рабочую жидкость через отверстие его подводящего канала в полость 10 механизма пружинного возврата золотника. Через отверстия 11 (фиг.5) во фланце упора 12 рабочая жидкость беспрепятственно поступает в полость камеры 8 подвода P _угр и приводит в

движение поршень 7. Соединенный с ним через винт 13 золотник 2 перемещается вправо на величину рабочего хода.

Для перемещения золотника 2 в левое крайнее (рабочее) положение, управляющее напряжение подается на гидропилот 6, который создает давление управления Р_упр в камере 9, рабочая жидкость перемещает поршень 7 и, соединенный с ним через винт 13, золотник 2 влево на величину рабочего хода.

Рукоятка 17 ручного управления, жестко соединенная со штоком 16 поршня 7, перемещается одновременно с золотником 2, что визуально наблюдает оператор. Поэтому, если при включении пилотов 5 или 6, рукоятка 17 не перемещается, значит, не перемещается золотник 2 и, следовательно, очевидна предаварийная ситуация (неисправность электромагнита, наличие механических примесей в рабочей жидкости, нарушена герметичность трубопроводов и др.). Принудительно перемещая золотник 2 рукояткой 17 ручного управления, оператор выводит систему из этой ситуации, возвращая затем золотник в нейтральное положение.

Работа узла управления гидрораспределителя (фиг.2) с поршнем 7, выполненным заодно со штоком 16, и винтом 13, сферическая головка которого установлена в Т-образном пазе 28 поршня 7, аналогична работе гидрораспределителя на фиг.1.

Работа узла управления гидрораспределителя (фиг.3) с поршнем 7, выполненным раздельно со штоком 16, которые соединены винтом 29, аналогична работе гидрораспределителя на фиг.1.

Таким образом, заявляемая конструкция «Гидрораспределителя секционного с электрогидравлическим управлением и дублирующим ручным управлением» за счет исключения связи с атмосферой полости механизма пружинного возврата золотника, не только улучшает экологичность всего изделия, но позволяет одновременно снизить технологические требования к изготовлению и сборке деталей его управляющего узла. Перемещение рукоятки ручного управления одновременно с основным золотником

позволяет визуально определить предаварийную ситуацию и вывести систему из нее, продублировав управление вручную. К тому же, унификация посадочного размера крышки управляющего узла к корпусу рабочей секции гидрораспределителя, позволяет использовать его и на ранее серийно выпускаемых гидрораспределителях.

1. Гидрораспределитель секционный с электрогидравлическим и дублирующим ручным управлением, содержащий, как минимум, одну рабочую секцию с узлом управления, включающим рукоятку ручного управления, как минимум два гидропилота, установленных на крышке, размещенной на одном из торцев корпуса рабочей секции, поршень, шарнирно соединенный с основным золотником и размещенный в расточке крышки соосно механизму его пружинного возврата с образованием двух камер, отличающийся тем, что полость механизма пружинного возврата золотника соединена с полостью камеры подвода управляющего давления рабочей жидкости одного из гидропилотов сквозными отверстиями, выполненными во фланце упора, размещенного в расточке крышки, на хвостовике золотника, а рукоятка ручного управления жестко установлена на штоке, который выполнен заодно с поршнем или шток и поршень выполнены раздельно и соединены шарнирно.

2. Гидрораспределитель по п.1, отличающийся тем, что поршень и хвостовик золотника соединены винтом, с фиксацией его стержня в хвостовике золотника контргайкой, а сферической головки винта в поршне - резьбовой втулкой или посредством Т-образного паза.

3. Гидрораспределитель по п.1, отличающийся тем, что суммарная площадь сквозных отверстий во фланце упора больше площади отверстия подводящего канала гидропилота.

4. Гидрораспределитель по п.1, отличающийся тем, что поршень соединен со штоком рукоятки ручного управления винтом, с фиксацией его стержня в штоке контргайкой, а сферической головки в поршне - резьбовой втулкой.