Устройство защиты гидросистемы

Заявляемое устройство относится к гидромашиностроению, и может использоваться на строительных, дорожных и сельскохозяйственных машинах и тракторах, а также на промышленном оборудовании, имеющем гидропривод. Применение устройства позволит решить задачу по предотвращению потерь рабочей жидкости при разгерметизации гидросистем и устранению загрязнения окружающей среды. Предлагаемое устройство защиты состоит из гидромеханического узла с подпружиненным клапаном и прочной на разрыв герметичной оболочки, предотвращающей попадание рабочей жидкости в атмосферу при разгерметизации гидросистемы. Технический результат - повышение эксплуатационных свойств гидросистем машин и промышленного оборудования. Особенность предлагаемого защитного устройства состоит в наличие гидромеханического узла с пружиной переменой жесткости и прочной на разрыв герметичной оболочки для сбора рабочей жидкости за время срабатывания защитного устройства. Существенное отличие предлагаемого технического решения в том, что в аварийном режиме работы гидросистемы устройство обеспечивает двойное, т.е. более надежное перекрытие напорной магистрали, при этом выбрасываемая в момент срабатывания устройства защиты жидкость собирается в герметичной оболочке, что исключает загрязнение окружающей среды. Новизна предложения состоит в том, что устройство защиты гидросистемы снабжено пружиной переменой жесткости в гидромеханическом узле и прочной на разрыв герметичной оболочкой на рукавах высокого давления. Наличие пружины переменной жесткости позволяет уменьшить скорость движения клапана в момент его закрытия без снижения быстродействия устройства, и, следовательно, уменьшить силу удара клапана о седло, что способствует снижению износа деталей и повышению долговечности устройства. Ил.1

Заявляемое устройство относится к гидромашиностроению, и может использоваться на строительных, дорожных и сельскохозяйственных машинах и тракторах, а также на промышленном оборудовании, имеющем гидропривод.

Известна система защиты гидропривода, содержащая насос, соединенный напорной линией с гидродвигателем через распределитель с подпружиненным золотником, снабженный гидравлическим фиксатором, подключенным к линии слива, и запорное устройство, установленное в напорной линии (авт. свид. СССР 1541429). Система при аварийном режиме перекрывает осевое отверстие плунжера, направляет поток рабочей жидкости по осевым отверстиям сливной гидролинии в гидробак.

Также известна система защиты гидропривода (свид. на полезную модель РФ 15763, кл. F15В 20/00), содержащая запорное устройство, снабженное подпружиненным клапаном, подвижный шток клапана гидравлически сообщен с линией высокого давления.

Недостатком указанных систем защиты гидропривода является то, что за время их срабатывания в аварийном режиме, часть рабочей жидкости выбрасывается из гидросистемы в окружающую среду. Кроме того, современные защитные устройства, основанные на гидромеханическом способе защиты, обладают одним существенным недостатком - большой скоростью, а, следовательно, и силой удара клапана в момент закрытия. Это приводит к повышенному износу клапана и посадочного места при работе защитного устройства и уменьшению срока его службы.

В патенте DE 3837341 A1, SCHUTTE, REINER, 10.05.1990 г. устройство содержит герметичную оболочку любой конфигурации элемента гидросистемы, которое предназначено для сбора рабочей жидкости при нарушении герметичности гидросистемы лишь в местах разъемного соединения трубопроводов (в ниппелях, соединительных муфтах) и не обеспечивает сбор рабочей жидкости и защиту окружающей среды при разрыве гидролинии высокого давления на других участках.

Существенным недостатком известных систем защиты является то, что они полностью не исключают выброс рабочей жидкости в атмосферу при повреждении линий высокого давления гидросистемы.

Предлагаемое защитное устройство устраняет недостатки аналогов и решает следующие задачи:

- полностью исключает выброс рабочей жидкости в окружающую среду при аварийном срабатывании;

- повышает надежность работы устройства и снижает износ посадочного гнезда клапана;

Технический результат - снижение износа деталей, повышение надежности и долговечности устройства защиты гидросистемы, предотвращение загрязнения окружающей среды и обеспечение экологической безопасности.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено герметичной оболочкой, установленной на рукавах высокого давления для сбора рабочей жидкости за время срабатывания защитного устройства при разгерметизации гидролинии.

Устройство может устанавливаться на любом участке гидролинии высокого давления гидросистемы, что позволяет осуществлять сбор рабочей жидкости при повреждении лини высокого давления гидросистемы и тем самым предотвратить загрязнение окружающей среды, обеспечив экологическую безопасность.

Кроме того, предлагаемое устройство отличается от существующих устройств защиты тем, что подвижный клапан имеет пружину переменой жесткости, что способствует снижению износа деталей и повышению долговечности устройства.

Применение дополнительной пружины предполагает увеличение суммарной жесткости пружин клапана по сравнению с устройством, где установлена всего лишь одна пружина. В этом случае при срабатывании защитного устройства в начале закрытия клапана скорость его будет больше, чем скорость клапана, если бы на него устанавливалась одна пружина. Но при окончании закрытия клапана его скорость будет меньше, чем для случая с одной пружиной.

Таким образом, установка дополнительной пружины в защитное устройство не приведет к снижению быстродействия, но скорость в момент его закрытия и сила удара о седло клапана будет меньше, что приведет к повышению надежности работы устройства и снижению износа посадочного гнезда.

Существенное отличие предлагаемого технического решения в том, что в аварийном режиме работы гидросистемы устройство обеспечивает двойное, т.е. более надежное перекрытие напорной магистрали, при этом выбрасываемая в момент срабатывания устройства защиты жидкость собирается в герметичной оболочке, что дает новый технический эффект.

Таким образом, совокупность существующих признаков является необходимой и достаточной для достижения технического результата - повышения эксплуатационных свойств гидросистем, путем исключения попадания рабочей жидкости в атмосферу при разрушении линий высокого давления и предотвращения загрязнения окружающей среды и тем самым обеспечения экологической безопасности.

Сущность полезной модели представлена схемой устройства защиты гидросистемы, которое содержит гидромеханический узел 1, прочную на разрыв защитную герметичную оболочку 2, напорную гидролинию высокого давления 3, расположенную между гидронасосом 4 и гидрораспределителем 5. Гидромеханический узел 1 содержит подпружиненный плунжер 6 с осевыми и радиальными отверстиями 8 и подвижный клапан 9 с пружиной переменной жесткости 11.

Устройство работает следующим образом. Рабочая жидкость гидронасосом 4 по напорной гидролинии высокого давления 3 подается через полости А и Б гидромеханического узла 1 к гидрораспределителю 5 и далее к гидроцилиндру. При разрушении напорной гидролинии перепад давления в полостях А и Б увеличивается, и равновесие плунжера 6 нарушается. Клапан 9 и плунжер 6 перемещаясь навстречу друг другу, перекрывают отверстие 7 и далее, перемещаясь как единое целое, преодолевая усилие пружин, перекрывают полость Б напорной магистрали, направляя рабочую жидкость через радиальные отверстия 8 из полости А через сливную гидролинию 10 в гидробак.

Введение прочной на разрыв герметичной оболочки 2 обеспечивает сбор выбрасываемой рабочей жидкости при повреждении трубопровода высокого давления за время срабатывания клапана 9 и плунжера 6 гидромеханического узла 1 (запорного устройства).

Кроме того, в гидромеханическом устройстве установлена дополнительная пружина 11 клапана, которая необходима для стабильной и надежной работы защитного устройства.

1. Устройство защиты гидросистемы, включающее гидромеханический узел, с подпружиненным плунжером и подвижным клапаном, отличающееся тем, что оно снабжено герметичной оболочкой, установленной на рукавах высокого давления для сбора рабочей жидкости за время срабатывания защитного устройства при разгерметизации гидролинии.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно может устанавливаться на любом участке гидролинии высокого давления гидросистемы.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что позволяет осуществлять сбор рабочей жидкости при повреждении на любом участке линии высокого давления гидросистемы.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подвижный клапан имеет пружину переменой жесткости, что способствует снижению износа деталей и повышению долговечности устройства.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что исключает полностью выброс рабочей жидкости в атмосферу при разрушении гидролиний высокого давления и загрязнении окружающей среды.