Гидрозамок

Полезная модель относится к гидрозамкам, предназначенным для запирания полости силовых цилиндров стрелы гидроманипулятора при отсутствии подачи рабочего давления в цилиндры, а также для ограничения перепада давления в рабочих полостях цилиндра во время работы. Задача: разработка гидрозамка, обеспечивающего более плавный ход золотника предохранительного клапана, от работы которого зависит точность фиксации исполнительного органа объекта (стрелы манипулятора). Сущность: гидрозамок состоит из корпуса 1, выполненного в виде прямоугольного параллелепипеда и наличием на корпусе 1 присоединительных 2, 3, 4, предохранительных 5, 6, 7 и крепежных элементов 8, 9, при этом на правой боковой поверхности корпуса 1 расположен предохранительный клапан, выполненный в виде втулки 10 с шестигранной головкой, скрепленной с корпусом 1 пробкой 11 с колпачком 12, при этом внутри клапана установлены золотник 13 и седло 14, при этом в канавке 15 золотника 13 и канавке 16 седла 14 установлены уплотняющие элементы, выполненные в виде резинового кольца 17 и кольцевой шайбы 18, а также в виде резинового кольца 19 и кольцевой шайбы 20, взаимодействующих с внутренними поверхностями 21, 22 втулки 10 клапана, при этом величина площади контакта боковой поверхности кольцевых шайб 18 и 20 со стенками канавок 15 и 16 равна 0,8-0,93 площади боковой поверхности кольцевых шайб 18, 20, кроме того внутренние поверхности кольцевых шайб 18, 20 могут быть выполнены плоскими или вогнутыми, радиусом равным или больше, чем радиус сечения резинового кольца 17, 19, при этом наружная поверхность кольцевых шайб 18, 20 выполнена под углом 90° относительно торцевых

плоскостей, при этом на наружных поверхностях кольцевых шайб 18 и 20 могут быть выполнены канавки для смазки, при этом объем канавок для смазки равен 0,2...0,3 объема тела кольцевых шайб 18, 20, а количество канавок для смазки может быть выполнено до трех, при этом кольцевые шайбы 18 и 20 выполнены из материала, обеспечивающего коэффициент трения при работе со смазкой менее 0,03, при этом кольцевые шайбы Т 8, 20 могут быть выполнены из фторопласта-4. Предлагаемая конструкция гидрозамка обеспечивает более точную фиксацию положения стрелы манипулятора.

Заявляется полезная модель «Гидрозамок», предназначенный для запирания полости силовых цилиндров стрелы гидроманипулятора при отсутствии подачи рабочего давления в цилиндры, а также для ограничения перепада давления в рабочих полостях цилиндра во время работы.

Аналогами предлагаемой полезной модели «Гидрозамок», по нашему мнению являются:

- гидрозамок по патенту №53805, ОБ Российского агентства по патентам и товарным знакам «Промышленные образцы», №12, 2003 г, стр157-159, (аналог), (1),

- гидрозамок по патенту №53969, ОБ Российского агентства по патентам и товарным знакам «Промышленные образцы», №1, 2004 г, стр209-210, (аналог), (2),

- гидрозамок по патенту №53804, ОБ Российского агентства по патентам и товарным знакам «Промышленные образцы», №12, 2003 г, стр156-157, (ближайший аналог), (3).

Известен «Гидрозамок», состоящий из корпуса, выполненного в виде прямоугольного параллелепипеда, наличием на корпусе присоединительных, предохранительных, крепежных и информационных элементов, при этом один из предохранительных элементов выполнен в виде клапана, размещенного на левой боковой поверхности корпуса, при этом клапан выполнен в виде втулки с шестигранной головкой, а соединение клапана с корпусом выполнено пробкой с колпачком, при этом между седлом и корпусом клапана и золотником и корпусом клапана в канавках установлены уплотнительные элементы, выполненные в виде резиновых колец. (Гидрозамок по патенту №53805, ОБ «Промышленные образцы», №12, 2003 г, стр157-159, (аналог), (1),

Известен «Гидрозамок», состоящий из корпуса с присоединительными, предохранительными, уплотняющими, крепежными и монтажными элементами, при этом корпус выполнен в виде вертикально ориентированного прямоугольного параллелепипеда, в верхней части правой боковой поверхности которого расположен клапан, выполненный в виде втулки с шестигранной головкой и пробки, при этом в канавках седла и золотника клапана установлены уплотняющие элементы, выполненные в виде резиновых колец. (Гидрозамок по патенту №53969, ОБ «Промышленные образцы», №1, 2004 г, стр209-210, (аналог), (2),

Известен «Гидрозамок», состоящий из корпуса, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда и наличием на корпусе присоединительных, предохранительных и крепежных элементов, при этом на правой боковой поверхности корпуса расположен предохранительный клапан, выполненный в виде втулки с шестигранной головкой, скрепленной с корпусом пробкой с колпачком, при этом уплотняющие элементы, установленные в канавках седла и золотника, выполнены в виде резиновых колец. (Гидрозамок по патенту №53804, ОБ «Промышленные образцы», №12, 2003 г, стр156-157, (ближайший аналог), (3).

Известные конструкции предохранительных клапанов гидрозамков оснащены уплотнительными элементами в виде резиновых колец, установленных в канавках золотников и седел, взаимодействующих с поверхностями корпуса клапана, при этом в зоне контакта резинового кольца с поверхностью корпуса клапана возникает трение значительной величины, в результате чего не обеспечивается достаточная плавность хода золотника клапана, влияющая на точность фиксации положения исполнительного органа объекта (стрелы манипулятора).

Предлагаемое техническое решение направлено на повышение плавности хода золотника клапана гидрозамка, путем уменьшения величины трения уплотнительных элементов, установленных в канавках золотника и седла и взаимодействующих с поверхностями корпуса клапана, за счет

выполнения уплотняющих элементов, состоящими из двух элементов, а именно, резинового кольца и кольцевой шайбы, при этом кольцевая шайба выполнена из материала, обеспечивающего коэффициент трения в зоне контакта с корпусом клапана 0,03.

Поставленная задача решается путем:

- выполнения уплотнительных элементов состоящими из двух частей, одной из которых является резиновое кольцо, а другой - кольцевая шайба;

- размещения кольцевой шайбы на резиновом кольце, установленном в канавке седла и золотника, при обеспечении выступания поверхности кольцевой шайбы относительно наружного диаметра седла и золотника;

- уменьшения силы трения в зоне контакта уплотнительного элемента с поверхностями корпуса клапана путем выполнения кольцевой шайбы из материала с низким коэффициентом трения менее 0,03, например, из фторопласта-4;

- уменьшения силы трения в зоне контакта уплотнительного элемента с поверхностями корпуса клапана за счет стабильного удержания смазки канавками, выполненными на наружной поверхности кольцевой шайбы;

- улучшения условий работы кольцевой шайбы за счет обеспечения равномерного распределения усилия поджима и уменьшения удельного давления в результате выполнения внутренней поверхности кольцевой шайбы радиусной.

Проведенные патентные исследования не выявили сходных технических решений, что позволяет сделать вывод о новизне заявляемого объекта.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где:

на фиг 1 приведен общий вид гидрозамка;

на фиг 2 показан вид А на фиг 1;

на фиг 3 показано сечение Б-Б фиг 2;

на фиг 4 приведено сечение В-В фиг 3, на фиг 5, 6, 7, 8, 9, 10 показаны варианты исполнения уплотнений, где:

Предлагаемый «Гидрозамок» состоит из корпуса 1, выполненного в виде прямоугольного параллелепипеда и наличием на корпусе 1 присоединительных 2, 3, 4, предохранительных 5, 6, 7 и крепежных элементов 8, 9, при этом на правой боковой поверхности корпуса 1 расположен предохранительный клапан, выполненный в виде втулки 10 с шестигранной головкой, скрепленной с корпусом 1, пробкой 11 и колпачком 12, при этом внутри клапана установлены золотник 13 и седло 14, при этом в канавке 15 золотника 13 и канавке 16 седла 14 установлены уплотняющие элементы, выполненные в виде резинового кольца 17 и кольцевой шайбы 18, а также в виде резинового кольца 19 и кольцевой шайбы 20, взаимодействующие с внутренними поверхностями 21, 22 втулки 10 клапана,

при этом величина площади контакта боковой поверхности кольцевых шайб 18 и 20 со стенками канавок 15 и 16 равна 0,8-0,93 площади боковой поверхности кольцевых шайб 18, 20, кроме того внутренние поверхности кольцевых шайб 18 и 20 могут быть выполнены плоскими или вогнутыми, радиусом равным или больше, чем радиус сечения резинового кольца 17, 19, при этом наружная поверхность кольцевых шайб 18 и 20 выполнена под углом 90° относительно торцевых плоскостей, при этом на наружных поверхностях кольцевых шайб 18 и 20 могут быть выполнены канавки для смазки, при этом объем канавок для смазки равен 0,2-0,3 объема тела кольцевых шайб 18 и 20, а количество канавок для смазки может быть выполнено до трех, при этом кольцевые шайбы 18 и 20 выполнены из материала, обеспечивающего коэффициент трения при работе со смазкой менее 0,03, при этом кольцевые шайбы 18, 20 могут быть выполнены из фторопласта-4.

Сборка «Гидрозамка» может быть выполнена, например, следующим образом. Производится сборка предохранительного клапана, устанавливаются уплотнительные элементы, ввертывается резьбовая пробка, устанавливается колпачок, затем корпус предохранительного клапана в собранном виде устанавливается в корпус гидрозамка, затем в корпус устанавливают присоединительные и крепежные элементы. Производится настройка гидрозамка и устанавливаются предохранительные элементы, выполненные в виде транспортировочных заглушек, производится фиксирование положения предохранительного клапана относительно корпуса гидрозамка с помощью проволоки и пломбы, устанавливают на переднюю поверхность корпуса заводскую марку и гидрозамок готов к монтажу на объекте.

Изготовление деталей гидрозамка не требует использования уникального и дорогостоящего оборудования и материалов так, например, корпус может быть изготовлен горячей штамповкой или из профилированного проката из алюминиевого сплава АК8 ГОСТ 4784-74 с

последующей обработкой на металлорежущих станках точением, штуцера, пробки могут быть изготовлены из стали 38ХА ТУ 14-1-950-86 из калиброванного проката с дальнейшим покрытием Ц6Хр, транспортировочные заглушки могут быть изготовлены, например, из полиамида 6-ПА6-210/310 ОСТ 6-06-С9-83, а уплотнительные резиновые кольца, устанавливаемые в канавки золотника и седла предохранительного клапана, могут быть изготовлены спеканием из резины ИРП-1078НТА ТУ 38.005.1166-98, а кольцевые шайбы, устанавливаемые в канавки золотника и седла, могут быть изготовлены точением из фторопласта 4-С ГОСТ 10007-80 или из фторопласта 4 марки ХТЗ ТУ84-522-75.

Основные размеры, параметры и характеристики

- рабочее давление, МПа (кгс/см2)

Предложенная конструкция «Гидрозамка» позволяет:

- повысить точность фиксации положения стрелы гидроманипулятора за счет обеспечения более плавного перемещения золотника предохранительного клапана;

- обеспечить более плавное перемещение золотника предохранительного клапана за счет уменьшения силы трения, действующей в зоне контакта уплотнения с рабочими поверхностями корпуса предохранительного клапана;

- повысить износостойкость уплотнения за счет выполнения уплотняющего элемента, состоящий из двух элементов, выполненных из материалов с разными физико-механическими свойствами;

- повысить износостойкость уплотнения за счет снижения трения путем стабильного удержания смазки в зоне трения, а также выполнения кольцевой шайбы из фторопласта-4, материала с низким коэффициентом трения;

- повысить герметичность уплотнения за счет более равномерного распределения усилия поджима, действующего на уплотняющий элемент за счет выполнения внутренней поверхности кольцевой шайбы по радиусу.

Предложенная конструкция «Гидрозамка» находится в стадии изготовления под заводским индексом ГЗС5.

Источники информации

1 Гидрозамок по патенту №53805, ОБ Российского агентства по патентам и товарным знакам «Промышленные образцы», №12, 2003 г, стр157-159, аналог, (1),

2 Гидрозамок по патенту №53969, ОБ Российского агентства по патентам и товарным знакам «Промышленные образцы», №1, 2004 г, стр209-210, аналог, (2),

3 Гидрозамок по патенту №53804, ОБ Российского агентства по патентам и товарным знакам «Промышленные образцы», №12, 2003 г, стр156-157, ближайший аналог, (3).

1. Гидрозамок, состоящий из корпуса, выполненного в виде прямоугольного параллелепипеда и присоединительных, предохранительных, крепежных и уплотнительных элементов, а также предохранительного клапана, размещенного на правой боковой поверхности корпуса, выполненного в виде втулки с шестигранной головкой, скрепленной с корпусом пробкой с колпачком, отличающийся тем, что уплотнительные элементы, установленные в канавках золотника и седла клапана выполнены составными.

2. Гидрозамок по п.1, отличающийся тем, что уплотнительные элементы, установленные в канавках золотника и седла клапана выполнены состоящими из двух элементов: резинового кольца и кольцевой шайбы.

3. Гидрозамок по п.1, отличающийся тем, что кольцевые шайбы установлены в канавках золотника и седла клапана на резиновых кольцах.

4. Гидрозамок по п.1, отличающийся тем, что величина площади контакта боковой поверхности кольцевой шайбы со стенкой канавки равна 0,8-0,93 площади боковой поверхности кольцевой шайбы.

5. Гидрозамок по п.1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность кольцевой шайбы выполнена плоской или вогнутой, радиусом равным или большим, чем радиус сечения резинового кольца.

6. Гидрозамок по п.1, отличающийся тем, что наружная поверхность кольцевой шайбы выполнена под углом 90° относительно торцевых плоскостей.

7. Гидрозамок по п.1, отличающийся тем, что на наружной поверхности кольцевой шайбы выполнены канавки для смазки.

8. Гидрозамок по п.1, отличающийся тем, что объем канавок для смазки равен 0,2-0,3 объема тела кольцевой шайбы.

9. Гидрозамок по п.1, отличающийся тем, что количество канавок для смазки выполнено до трех.

10. Гидрозамок по п.1, отличающийся тем, что кольцевая шайба выполнена из материала, обеспечивающего коэффициент трения при работе со смазкой менее 0,03.

11. Гидрозамок по п.1, отличающийся тем, что кольцевая шайба выполнена из фторопласта-4.