EA013712B1 - Гидравлическая машина, в частности гидравлический двигатель с чередующимся движением - Google Patents

Abstract

Гидравлическая машина, в частности гидравлический двигатель, содержащий оболочку (1); поршень (4), имеющий возможность скользить в упомянутой оболочке; средства (С) гидравлической коммутации, предназначенные для питания жидкостью и удаления этой жидкости из камер, разделенных поршнем, причем эти средства содержат по меньшей мере одну серьгу (14), воздействующую на распределительный орган, который имеет возможность занимать два устойчивых положения; и средства переключения, содержащие толкатель (18), способный вызывать в конце рабочего хода поршня резкое изменение положения упомянутых средств коммутации под действием упругого средства (Е) для изменения направления рабочего хода поршня. Упомянутое упругое средство (Е) жестко связано на каждом из своих концов с органом (20а, 20b) шарнирного соединения, входящим соответственно в ложемент (21, 22), предусмотренный на упомянутой серьге и на другой подвижной детали (18) данной гидравлической машины, причем каждый из этих ложементов (21, 22) является открытым вдоль направления, по существу, противоположного направлению усилия, воздействующего со стороны упругого средства (Е), в ложементе, таким образом, что каждый орган (20а, 20b) шарнирного соединения имеет возможность быть извлеченным из своего открытого ложемента (21, 22) в противодействие упомянутому усилию, причем операции его монтажа и демонтажа оказываются упрощенными.

Description

Предлагаемое изобретение относится к гидравлической машине, в частности к гидравлическому двигателю, который обычно содержит оболочку;

поршень, выполненный с возможностью перемещаться со скольжением, совершая чередующиеся движения в упомянутой оболочке, причем поршень разделяет упомянутую оболочку на две камеры;

средства гидравлической коммутации, предназначенные для питания жидкостью и удаления ее из упомянутых камер, разделенных поршнем, причем указанные средства гидравлической коммутации управляются при помощи перемещений поршня и содержат по меньшей мере одну серьгу, воздействующую на распределительный орган, который имеет возможность занимать два устойчивых положения; и средства переключения, содержащие толкатель, выполненный с возможностью вызывать в конце рабочего хода поршня резкое изменение положения средств коммутации под действием упругого средства для изменения направления рабочего хода.

Гидравлический двигатель подобного типа известен, например, из патентов ЕР-В-0255791, И8-Л5505224, ЕР-В-1151196. Гидравлический двигатель такого типа может быть использован для приведения в движение устройства впрыскивания дополнительного вещества в основную жидкость, обеспечивающую функционирование данного двигателя.

Количество деталей в гидравлических двигателях такого типа, известных на сегодняшний день, является достаточно большим, в частности, для реализации средств переключения с использованием упругого средства. Следствием этого является относительная сложность операций монтажа и демонтажа, что не облегчает ни процесс изготовления, ни операции технического обслуживания, например, используемые для замены изношенных деталей. Кроме того, желательно, чтобы упомянутые средства переключения представляли собой достаточно простой механизм.

Таким образом, техническая задача данного изобретения главным образом состоит в разработке гидравлической машины описанного выше типа, в частности гидравлического двигателя, для которого операции монтажа и демонтажа отличаются простотой и высокой скоростью выполнения. Желательно также, чтобы было сделано более удобным изготовление такой гидравлической машины с использованием сокращенного количества деталей.

Кроме того, предлагаемое техническое решение должно обеспечить возможность исключения использования любой металлической детали, в частности металлических пружин, для того, чтобы повысить устойчивость данной гидравлической машины к воздействию подлежащих дозированию химических продуктов. При этом будет предпочтительным, чтобы впрыскивание подлежащего дозированию продукта, в частности химического продукта, происходило только в одной выходной камере этой гидравлической машины.

Желательно также улучшить условия, в которых реализуется герметичность между различными поперечными сечениями поршня и стенкой оболочки.

В соответствии с предлагаемым изобретением гидравлическая машина с чередующимся движением, в частности гидравлический двигатель, определенного выше типа отличается тем, что упомянутое упругое средство соединено на каждом из своих концов с органом шарнирного соединения, входящим соответственно в ложемент, предусмотренный на серьге и на другой подвижной детали данной машины, причем каждый из этих ложементов является открытым вдоль направления, по существу, противоположного направлению усилия, воздействующего со стороны упругого средства в ложементе, таким образом, что каждый орган шарнирного соединения упругого средства может быть извлечен из своего открытого ложемента в противодействие упомянутому усилию, причем операции его монтажа и демонтажа оказываются упрощенными.

Орган шарнирного соединения, соединенный с упомянутым упругим средством на каждом из его концов, предпочтительно выполнен в виде цилиндрического штыря, располагающегося поперечно по отношению к направлению усилия, воздействующего со стороны этого упругого средства, и образующего ось шарнирного соединения.

Упомянутое упругое средство может представлять собой пружинную пластину, выполненную в форме криволинейной дуги, в частности выполненную, по существу, в форме полуокружности. Эта пружинная пластина предпочтительно изготовлена из пластического материала и штыри шарнирного соединения, предусмотренные на каждом ее конце, формуются в виде единой детали с этой пружинной пластиной.

В случае дифференциальной гидравлической машины с использованием поршня, представляющего зону большого сечения и зону несколько меньшего сечения, средства коммутации могут содержать держатель клапанов по меньшей мере с одним первым клапаном, посадочное место которого предусмотрено на малом сечении поршня, и по меньшей мере один второй клапан, посадочное место которого предусмотрено на большом сечении поршня, причем каждый клапан содержит шток, закрепленный на указанном держателе клапанов, и один из этих клапанов располагается с той же стороны, что и упомянутая серьга, по отношению к поршню, а другой клапан располагается с противоположной стороны и содержит шток, который проходит сквозь посадочное место для обеспечения крепления на упомянутом держателе клапанов; крепление штока клапана, располагающегося со стороны, противоположной серьге, предпоч

- 1 013712 тительно реализовано путем защелкивания на упомянутом держателе клапанов, производимого со стороны поршня, где находится серьга, что упрощает демонтаж клапана и извлечение держателя клапанов.

Упомянутая серьга шарнирно закреплена на своем конце, удаленном от упомянутого упругого средства, в некоторой точке, фиксированной относительно поршня. Предпочтительно, чтобы указанная серьга была закреплена на своем конце, удаленном от этого упругого средства, на оси шарнирного соединения, ориентированной поперечно по отношению к упомянутой серьге, входящей в вырез, предусмотренный в стенке, жестко связанной с поршнем и параллельной оси этого поршня, причем упомянутый вырез является открытым в направлении, противоположном направлению усилия, воздействующего со стороны упомянутого упругого средства на эту серьгу. При этом ось серьги просто вставлена в этот вырез, что позволяет обеспечить особенно простой и быстрый ее демонтаж.

Предпочтительно предусмотреть две элементарные параллельные серьги, связанные между собой при помощи перемычки, причем каждая элементарная серьга содержит на своем конце, ближайшем к упомянутому упругому средству, ложемент, открытый против другой серьги для вхождения в него конца оси шарнирного соединения, жестко связанной с этим упругим средством.

Каждая серьга может содержать две параллельные ветви, между которыми предусмотрена ось шарнирного соединения на поршне, причем эта ось шарнирного соединения формуется в виде единой детали с двумя упомянутыми ветвями серьги.

Толкатель закреплен в своей верхней части на портальной конструкции с двумя стенками, которые обрамляют упомянутое упругое средство, и по меньшей мере с одним вырезом, открывающимся со стороны, противоположной упомянутой серьге, причем каждый вырез предназначен для вхождения в него одного из концов оси шарнирного соединения этого упругого средства. Две стенки, обрамляющие упомянутое упругое средство, продолжаются со стороны, противоположной штоку, и соединяются между собой при помощи перемычки, выполненной в их верхней части, причем эта перемычка образует верхний упор для упомянутого толкателя.

Две стенки упомянутой портальной конструкции могут содержать, по одну и по другую стороны от зон, снабженных вырезами, предназначенными для вхождения в них оси шарнирного соединения упругого средства, наружные выступы, имеющие возможность взаимодействовать со стенками, жестко связанными с поршнем, для того, чтобы направлять движение этого толкателя относительно поршня.

Держатель клапанов может иметь форму рамки, располагающейся вертикально в положении функционирования и содержащей на двух своих вертикальных сторонах ребра жесткости, выступающие в направлении наружу и имеющие возможность взаимодействовать с соответствующими направляющими канавками, предусмотренными в поршне. Нижняя горизонтальная сторона рамки содержит открытые ложементы, позволяющие обеспечить легко демонтируемое соединение по меньшей мере одного и предпочтительно двух клапанов, имеющих посадочные места на малом сечении поршня и располагающихся на той же стороне, что и упомянутая серьга. Верхняя горизонтальная сторона этой рамки продолжается на каждом из своих концов за пределы вертикальных стоек и содержит открытые ложементы, позволяющие размещать в них путем простого защелкивания шток клапана, имеющего посадочное место на большом сечении поршня со стороны, противоположной расположению серьги.

Держатель клапанов может содержать на своей верхней горизонтальной стороне скобу, выступающую в направлении вверх и охватывающую своими боковыми крыльями упругое средство, образованное пластиной, выполненной в форме криволинейной дуги. Эта скоба предусмотрена для того, чтобы обеспечить функционирование в режиме отведения (байпас) гидравлической машины в том случае, когда эта скоба упирается в крышку оболочки.

Поршень снабжен на уровне своего большого сечения и своего малого сечения кромками герметизации, ориентированными в противоположных направлениях и обращенными в направлении друг к другу. Предпочтительно, чтобы кромки герметизации были предусмотрены на круглых поддающихся деформированию кольцах и поршень формуется в виде единой детали.

Каждое кольцо герметизации предпочтительно закреплено на поршне при помощи соединения байонетного типа, содержащего радиальные выступы, располагающиеся на внутренней поверхности уплотнительной прокладки, и соответствующие периферийные канавки, располагающиеся на наружной поверхности поршня вместе с канавками, параллельными геометрической оси поршня, для обеспечения возможности расположения каждого выступа уплотнительной прокладки против соответствующей периферийной канавки поршня.

Кольцо, предусмотренное на уровне большого сечения поршня, предпочтительно имеет Vобразный профиль поперечного сечения, вогнутая часть которого обращена в сторону малого сечения и содержит с противоположной стороны коническую кромку герметизации, диаметр которой увеличивается в направлении крышки оболочки.

Круглое кольцо малого сечения поршня имеет поперечное сечение ν-образной формы, вогнутая часть которого обращена в сторону большого сечения.

В дополнение к описанным выше техническим решениям предлагаемое изобретение охватывает также ряд других технических решений, о которых более подробно будет сказано выше, где будет детально описан не являющийся ограничительным пример осуществления изобретения со ссылками на

- 2 013712 приведенные фигуры, в числе которых фиг. 1 представляет собой упрощенный схематический вид в вертикальном разрезе гидравлического двигателя в соответствии с предлагаемым изобретением;

фиг. 2 представляет собой схематический вид в изометрии в вертикальном разрезе гидравлического двигателя в соответствии с предлагаемым изобретением;

фиг. 3 представляет собой частичный схематический вид гидравлического двигателя в вертикальном разрезе по линии ΙΙΙ-ΙΙΙ, показанной на фиг. 4;

фиг. 4 представляет собой частичный схематический вид в вертикальном разрезе по линии ГУ-ГУ, показанной на фиг. 3;

фиг. 5 представляет собой схематический перспективный вид дифференциального поршня с клапанами, держателем клапанов, упругим средством и толкателем, установленными на предназначенных для них местах;

фиг. 6 представляет собой схематический вид в изометрии в разборе поршня, показанного на фиг. 5, и различные демонтированные детали этого поршня;

фиг. 7 представляет собой схематический вид в изометрии в разборе одного только поршня и демонтированных уплотнительных прокладок;

фиг. 8 представляет собой вид снизу уплотнительной прокладки большого сечения поршня; фиг. 9 представляет собой схематический вид в разрезе по линии ΙΧ-ΙΧ, показанной на фиг. 8;

фиг. 10 представляет собой схематический вид в вертикальном разрезе уплотнительной прокладки малого сечения поршня;

фиг. 11 представляет собой схематический перспективный вид варианта реализации толкателя, состоящего из двух частей, в процессе сборки;

фиг. 12 представляет собой подобно виду, показанному на фиг. 7, схематический вид в изометрии в разборе варианта реализации поршня и уплотнительных прокладок.

На фиг. 1 и 2 показана гидравлическая машина, представляющая собой дифференциальный гидравлический двигатель с чередующимся движением. Приведенное ниже описание касается главным образом дифференциального гидравлического двигателя, т. е. двигателя, поршень которого представляет две зоны, имеющие различные поперечные сечения, однако предлагаемое изобретение также может быть применено к двигателям с простым поршнем или с использованием мембраны вместо поршня.

Гидравлический двигатель М содержит оболочку 1, образованную цилиндрическим корпусом 2, поверх которого располагается крышка 3, присоединенная к этому корпусу 2 съемным образом, в частности путем привинчивания.

Дифференциальный поршень 4 располагается в оболочке 1 и имеет возможность скользить в этой оболочке, совершая чередующиеся движения. Поршень 4 содержит в своей верхней части зону 5 большого сечения, выполненную в форме обода, периферийная часть которой упирается герметичным образом во внутреннюю стенку оболочки 1. По существу, цилиндрический корпус 6, коаксиальный по отношению к оболочке 1 и имеющий несколько меньший диаметр, чем диаметр обода 5, жестко связан с этим ободом и проходит в направлении вниз. Нижняя часть этого корпуса 6 имеет возможность скользить герметичным образом в цилиндрическом ложементе 7, коаксиальном по отношению к оболочке 1. Этот корпус 6 закрыт в своей нижней части при помощи донного элемента 6а, образующего зону малого сечения поршня.

Поршень 4 разделяет внутренний объем оболочки 1 на две камеры, соответственно камеру 8, располагающуюся под ободом 5, и камеру 9, располагающуюся над ободом 5. Камера 8 представляет собой кольцевую камеру, заключенную между оболочкой 1, наружной поверхностью ложемента 7 и наружной поверхностью корпуса 6. Входной трубопровод 10 открывается в нижней части камеры 8. Внутренний объем ложемента 7, располагающийся под донной частью 6а поршня, образует третью камеру 11 или выходную камеру, к которой присоединен выходной трубопровод 12, имеющий ось, перпендикулярную оси упомянутой оболочки.

Цилиндрическая муфта 13, коаксиальная по отношению к оболочке 1, проходит в направлении вниз для того, чтобы обеспечить возможность присоединения к устройству I впрыскивания дополнительного жидкого вещества в выходную камеру 11. Это устройство впрыскивания приводится в действие при помощи двигателя, поршень 4 которого связан при помощи штока 4г со средством накачивания упомянутого дополнительного вещества. Для более подробного ознакомления с деталями конструкции двигателя этого типа можно обратиться к патентам ЕР 0255791, ЕР 1151196 и \УО 2004/051085.

Средства С гидравлической коммутации предусмотрены для питания жидкостью и удаления этой жидкости из камер 8 и 9, разделенных поршнем. Средства С гидравлической коммутации управляются при помощи перемещений поршня 4 и содержат серьгу 14, воздействующую на орган 15 распределения, который имеет возможность занимать два устойчивых положения. В одном из этих устойчивых положений камера 8 принимает жидкость под давлением, тогда как камера 9 связана с выходом 12. В другом устойчивом положении органа 15 распределения камера 9 принимает жидкость под давлением и является изолированной от камеры 11.

В примере реализации, схематически представленном на приведенных фигурах, орган 15 распреде

- 3 013712 ления образован держателем клапанов, содержащим по меньшей мере один первый клапан 16, посадочное место которого располагается под ободом 5, причем этот клапан 16 имеет головку, располагающуюся в камере 8. Клапан 16 закрывается, перемещаясь в направлении снизу вверх, как это показано на приведенных фигурах. Упомянутый орган 15 распределения снабжен по меньшей мере одним другим клапаном 17, головка которого располагается в камере 9. Посадочное место каждого клапана 17 располагается на донной части 6а. Этот клапан 17 закрывается при помощи движения опускания против его посадочного места.

Упомянутый двигатель дополнительно содержит средства переключения, содержащие толкатель 18, имеющий возможность вызывать, в конце рабочего хода поршня, путем вхождения в контакт с некоторым упором, резкое изменение положения средств С коммутации под действием упругого средства Е для изменения направления рабочего хода поршня.

Серьга 14 шарнирно закреплена на конце 14а в некоторой фиксированной точке по отношению к поршню 4. Другой конец 14Ь этой серьги имеет возможность перемещаться в вертикальном отверстии 19 держателя клапанов и входить в упор в один из двух концов этого отверстия в одном из двух устойчивых положений органа 15 распределения.

В соответствии с предлагаемым изобретением и как это можно видеть на фиг. 2 и 6, упругое средство Е жестко связано на каждом из своих концов с органом 20а, 20Ь шарнирного соединения, входящим соответственно в ложемент 21, предусмотренный на серьге, и в ложемент 22, располагающийся на другой подвижной детали данной машины, а именно на толкателе 18 в представленном здесь примере реализации. Каждый ложемент 21, 22 является открытым вдоль направления, по существу, противоположного направлению усилия, воздействующего со стороны упругого средства Е на стенку рассматриваемого ложемента. Демонтаж органа 20а, 20Ь шарнирного соединения из его ложемента осуществляется путем простого поступательного движения в результате приложения к нему усилия, противоположного усилию, создаваемому упругим средством Е. Удержание органов 20а, 20Ь шарнирного соединения в их ложементе обеспечивается при помощи усилия, создаваемого упомянутым упругим средством Е.

Это упругое средство Е предпочтительно образовано пружинной пластиной 23, выполненной, по существу, в форме выпуклой криволинейной дуги, в частности, по существу, в форме полуокружности. Пластина 23 жестко связана на каждом из своих концов с цилиндрическим штырем, располагающимся перпендикулярно по отношению плоскости упомянутой криволинейной дуги, причем этот штырь образует орган 20а, 20Ь шарнирного соединения.

Предпочтительно, чтобы упомянутая пружинная пластина 23 была изготовлена из пластического материала и отформована в виде единой детали с упомянутыми цилиндрическими штырями 20а, 20Ь. Пружинная пластина 23 обращена своей выпуклой частью к стороне, противоположной донной части 6а поршня.

Серьга 14 шарнирно закреплена на своем конце 14а, удаленном от ложемента 21, в который входит штырь 20а, в вырезе 24 (см. фиг. 6), фиксированном по отношению к поршню 4.

Серьга 14 (см. фиг. 2 и 6) предпочтительно сформирована при помощи двух параллельных между собой элементарных серег 25, 26, связанных между собой при помощи перемычки 27, располагающейся ближе к концу 14Ь, чем к другому концу 14а. Концы серег 25 и 26, образующие конец 14Ь, имеют цилиндрическую форму геометрической оси, перпендикулярной к продольному направлению этих серег. Каждый из этих цилиндрических концов содержит ложемент 21, ориентированный в направлении другой элементарной серьги и открытый со стороны, противоположной концу 14а. В каждый ложемент 21 входит конец штыря 20а, который выступает в поперечном направлении по одну и по другую стороны от пластины 23. Предпочтительным образом предусматривается защелкивание штыря 20а в ложементе 21.

Каждая элементарная серьга 25, 26 содержит две параллельные ветви, между которыми на конце 14а предусмотрена ось шарнирного соединения 28, входящая в вырез 24 поршня. Эта ось 28 предусмотрена для каждой элементарной серьги 25, 26. Каждая ось 28 формуется в виде единой детали вместе с двумя ветвям элементарной серьги. Обе элементарные серьги 25, 26 формуются в виде единой детали с перемычкой 27 таким образом, чтобы серьга 14 была сформирована в виде единой детали, изготовленной из пластического материала.

Вырезы 24 шарнирного соединения, выполненные на поршне, образуют ложемент, имеющий, по существу, форму полуокружности и предназначенный для свободного вставления в него оси 28. Вырезы 24 предусмотрены в стенках 29, 30, параллельных между собой и по отношению к геометрической оси поршня, являющейся эквидистантной по отношению к этим стенкам. Расстояние между стенками 29, 30 равно расстоянию между осями 28 шарнирного соединения двух элементарных серег, тогда как толщина стенок 29, 30 меньше расстояния между внутренними сторонами двух параллельных ветвей одной и той же элементарной серьги. При этом каждая стенка 29, 30 обрамлена двумя параллельными ветвями одной и той же элементарной серьги.

Каждый вырез 24 является открытым в направлении, противоположном направлению усилия, воздействующего со стороны пружинной пластины 23 на серьгу 14, причем это усилие толкает и удерживает каждую ось 28 прижатой к донной части выреза 24. При этом ось 28 просто вставляется в вырез 24, и предпочтительным образом без защелкивания. Монтаж и демонтаж серьги 14 вместе с ее двумя осями 28

- 4 013712 соответственно в вырезах 24 оказывается при этом простым и быстрым.

Толкатель 18, как это можно видеть на фиг. 6, содержит шток 31, имеющий, например, крестообразное поперечное сечение и направляемый в своем движении скольжения в канале 32 (см. фиг. 2) поршня. Этот шток 31 содержит, по существу, на середине своей длины, канавку 33, предназначенную для размещения в ней тороидальной уплотнительной прокладки 34, обеспечивающей герметичное скольжение в канале 32. Верхний конец штока 18 жестко связан с рамкой 35, содержащей поперечное основание, жестко связанное с верхним концом штока 18. Рамка 35 также содержит две продольные стенки 35а, 35Ь, параллельные геометрической оси штока 18, обрамляющие упругую пластину 23 и связанные между собой в их головной части при помощи перемычки 36. Каждая стенка 35а, 35Ь содержит в своем основании, жестко связанном со штоком 18, вырез 22, выполненный, по существу, в форме полуокружности и открывающийся со стороны, противоположной серьге 14. При этом в каждом вырезе 22 размещается один из концов штыря 20Ь, предпочтительно с его защелкиванием. Рамка 35 сформирована в виде портальной конструкции и перемычка 36 в ее верхней части образует верхний упор для упомянутого толкателя.

Концы пластины 23 предпочтительно имеют уменьшенную ширину, которая определяет минимально допустимое расстояние между располагающимися друг против друга поверхностями внутренних концевых стенок ложементов 21 или 22.

Толкатель 18 вместе со своей рамкой 35 также изготовлен в виде единой детали из пластического материала. Монтаж или демонтаж штыря 20Ь в ложементах 22 является наиболее простым и занимающим наименьшее время в результате упругой деформации пластины 23.

Две продольные стенки 35а, 35Ь портальной конструкции 35 содержат ориентированные в направлении наружу и располагающиеся по одну и по другую стороны от зон, снабженных вырезами 22, выступы 37, выполненные, например, в форме усеченной пирамиды и ограниченные плоской верхушечной поверхностью, параллельной геометрической оси штока 31 и перпендикулярной по отношению к штырю 20Ь. Эти выступы 37 имеют возможность взаимодействовать со стенками 38 (см. фиг. 5 и 6) в форме прямого двугранного угла, жестко связанными с поршнем и служащими в качестве направляющих для портальной конструкции 35. Стенки 38 соединяются со стенками 30 вдоль ребра, параллельного оси поршня и проходящего со стороны, противоположной вырезам 24.

Клапаны 16, 17 установлены на держателе 15 клапанов (см. фиг. 6), имеющем, по существу, форму рамки 39, располагающейся вертикально в положении функционирования двигателя и содержащей на двух своих вертикальных сторонах ребра 40 жесткости, выступающие в направлении наружу и имеющие возможность взаимодействовать с направляющими канавками (на приведенных в приложении фигурах не показаны), предусмотренными в поршне 4. Нижняя горизонтальная сторона рамки 39 содержит два открытых ложемента 41, обеспечивающих возможность крепления с защелкиванием цилиндрического штока клапана 17 путем его поступательного перемещения в направлении, перпендикулярном плоскости рамки 39. Нижние кромки каждого ложемента 41 располагаются с некоторым зазором вдоль направления, параллельного оси поршня, между двумя ободками или дисками 42а, 42Ь (см. фиг. 4), жестко связанными со штоком клапана. При этом собственно клапан образован диском, содержащим на своей периферийной части канавку 43 (см. фиг. 4), предназначенную для размещения в ней уплотнительной прокладки герметизации.

Соответствующие посадочные места клапанов 17 предусмотрены на донной части 6а малого сечения поршня 4. Клапаны 17 располагаются со стороны серьги 14 по отношению к поршню 4.

Верхняя горизонтальная сторона рамки 39 (см. фиг. 6) продолжается за пределы вертикальных стоек этой рамки и содержит на каждом своем конце ложемент 44, открытый в боковом направлении и имеющий верхнее поперечное сечение в виде полуокружности для размещения в нем с защелкиванием цилиндрического штока 45 (см. фиг. 4), жестко связанного с клапаном 16. Шток 45 содержит два ободка, выступающих в радиальном направлении, между которыми располагается стенка ложемента 44. Предусмотрены два клапана 16, которым соответствуют два посадочных места 45 на большом сечении 5 поршня, располагающиеся симметрично по отношению к плоскости, проходящей через ось поршня и перпендикулярной по отношению к оси поворота серьги 14.

Клапаны 16 ориентированы со своим штоком 45, направленным вверх, который вставляется через отверстие, выполненное в посадочном месте, для зацепления в ложементе 44, с той же стороны большого сечения 5, что и серьга 14. В том случае, когда крышка 3 демонтирована, имеется возможность доступа к штокам 45 клапанов 16 для их вставления в ложементы 44 или их извлечения из этих ложементов.

Держатель 15, 39 клапанов предпочтительно содержит на своей верхней горизонтальной стороне скобу 46, выступающую в направлении вверх и обрамляющую своими боковыми крыльями упругую пластину 23 (см. фиг. 5). Эта скоба 46 предусмотрена для того, чтобы обеспечить, в том случае, когда она упирается в крышку 3 оболочки, например в случае повреждения той или иной детали двигателя, функционирование машины обходным путем (в режиме байпас), причем клапаны в этом случае удерживаются в открытом положении.

Держатель 15, 39 клапанов образует единую деталь, которая может быть изготовлена из отформованного соответствующим образом пластического материала.

- 5 013712

Колонки 47, выполненные, например, в количестве трех штук, имеющие поперечное сечение в форме звездочки с тремя ветвями и жестко связанные с большим сечением 5 поршня, выступают в направлении вверх параллельно оси поршня и распределены по окружности в непосредственной близости от периферийной части поршня под углом 120° друг относительно друга. Эти колонки 47 образуют предохранительные механические упоры против крышки 3 оболочки в случае разрушения той или иной детали или возникновения избыточного расхода текучей среды, причем высота этих колонок 47 выбирается соответствующим образом.

Поршень 4 снабжен на уровне своего большого сечения и на уровне своего малого сечения кромками 48, 49 герметизации (см. фиг. 6 и 7), обращенными навстречу друг другу.

Кромки 48, 49 герметизации предусмотрены на круглых съемных кольцах 50, 51 герметизации, которые хорошо видны на фиг. 7. Поршень 4, таким образом, может быть отформован, предпочтительно из пластического материала, в виде единой детали.

Каждое кольцо 50, 51 герметизации предпочтительно закреплено на поршне 4 при помощи соединения байонетного типа, содержащего радиальные выступы 52, 53 на внутренней поверхности упомянутых колец, соответственно колец 50, 51. Выступы 52, 53 имеют возможность взаимодействовать с соответствующими периферийными канавками 54, 55, предусмотренными на наружной поверхности большого сечения и малого сечения поршня. Выемки 56, 57 на образующих, параллельных оси поршня, предусмотрены на наружной периферийной части большого и малого сечений для того, чтобы обеспечить возможность подведения радиальных выступов 52, 53 против входа в упомянутые периферийные канавки 54, 55 при помощи поступательного движения в направлении, параллельном оси поршня. Затем в результате поворота относительно этой оси поршня ребра 52, 53 жесткости вставляются в канавки 54, 55 с обеспечением блокировки соответствующего кольца 50, 51 герметизации. Демонтаж колец 50, 51 выполняется достаточно быстро путем осуществления обратного движения.

Как это можно видеть на фиг. 9, кольцо 50 герметизации, предусмотренное на уровне большого сечения поршня, имеет У-образный профиль поперечного сечения, вогнутость которого обращена в направлении малого сечения поршня, т.е. в направлении вниз на приведенных фигурах. У-образный профиль ограничен с наружной стороны кромкой 48, которая обеспечивает герметичность в контакте со стенкой оболочки, и ограничен с внутренней стороны слегка конической кромкой 58, которая обеспечивает герметичность в контакте с поршнем.

Кольцо 50 содержит со стороны, противоположной кромкам 48, 58, другую коническую кромку 59 герметизации, ориентированную в противоположном направлении, диаметр которой увеличивается в направлении крышки оболочки. Кромка 59 обеспечивает защиту зоны герметизации между поршнем и оболочкой на уровне кромки 48 от возможного падения абразивных частиц.

Круглое кольцо 51 малого сечения поршня представляет поперечное сечение У-образной формы, вогнутость которой ориентирована в сторону большого сечения поршня, т.е. в направлении вверх на фиг. 7. Наружная ветвь этого сечения У-образной формы образует кромку 49 герметизации между поршнем и оболочкой.

Наружная стенка поршня 4, как это можно видеть на фиг. 6, содержит две полые зоны типа 4а, проходящие под посадочными местами клапанов 16 и обеспечивающие возможность их чередующихся вертикальных перемещений.

Монтаж гидравлического двигателя М может быть осуществлен следующим образом.

Кольца 50, 51 герметизации, показанные на фиг. 7, могут быть присоединены к поршню 4 путем крепления байонетного типа перед установкой клапанов.

Одна подсистема (см. фиг. 6) может быть образована путем вставления штыря 20Ь упругой пластины 23 в вырезы 22 толкателя 18, тогда как штырь 20а вставляется в ложементы 21 серьги 14. Затем эта подсистема может быть размещена в поршне 4 путем вставления штока 31 толкателя 18 в направляющий канал 32 и вставления осей 28 серьги 14 в вырезы 24.

Удержание пластины 23 путем защелкивания штыря 20а в ложементах 21 серьги и защелкивания штыря 20Ь в вырезах 22 облегчает манипуляции с упомянутой подсистемой (образованной серьгой 14, упругой пластиной 23 и толкателем 18) в процессе монтажа.

Другая подсистема подготавливается на основе держателя 15, 39 клапанов, в нижней части которого защелкиваются клапаны 17. Держатель 15, 39 клапанов затем вставляется в поршень 4 в результате движения вертикального опускания с введением ребер 40 жесткости в соответствующие направляющие канавки поршня.

Затем клапаны 16 вместе с их штоками, ориентированными в направлении вверх, размещаются под ободом 5. После этого пропускают шток 45 каждого клапана 16 через отверстие в соответствующем посадочном месте клапана для того, чтобы закрепить путем защелкивания верхний конец этого штока в ложементе 44 держателя 15, 39 клапанов.

После этого обеспечивается реализация системы, образованной поршнем, толкателем, серьгой и держателем клапанов. Для этого достаточно вставить поршень в корпус 2, а затем присоединить крышку 3 к корпусу 2 путем привинчивания.

Операции демонтажа или замены поврежденных деталей выполняются с использованием приве

- 6 013712 денных выше пояснений и оказываются предельно простыми и быстрыми.

Функционирование предлагаемого гидравлического двигателя подобно функционированию, детально описанному в патенте ЕР 1151196, и будет здесь лишь кратко обрисовано со ссылками на фиг. 1, где поршень 4 представлен в своем восходящем движении. Жидкость под давлением, которая обычно представляет собой воду, подается через входное отверстие 10. Клапаны 16 находятся в закрытом положении, тогда как клапаны 17 открыты, обеспечивая возможность нагнетания жидкости из камеры 9 в направлении камеры 11 и выходного отверстия 12.

В конце восходящего рабочего хода толкатель 18 входит в механический контакт с упором, связанным с крышкой 13, что вызывает под действием пружинной пластины 23 опрокидывание серьги 14 в направлении ее другого нижнего устойчивого положения вместе с перемещением держателя 15 клапана в направлении донной части 6а поршня. При этом клапаны 17 закрываются, тогда как клапаны 16 открываются. Жидкость под давлением подается в замкнутую камеру 9 и поршень изменяет направление своего перемещения на противоположное.

В конце нисходящего рабочего хода толкатель 18 своим нижним концом входит в механический контакт с упором С, жестко связанным с оболочкой, что вызывает новое опрокидывание серьги 14 в свое поднятое положение и перемещение держателя 15 клапана, приводящее к закрытию клапанов 16 и открытию клапанов 17. При этом направление движения поршня 5 снова меняется на противоположное и поршень начинает свой восходящий рабочий ход.

На фиг. 11 схематически проиллюстрирован вариант реализации толкателя 18, шток 31а которого выполнен из двух частей 31Ь, 31с, соединенных между собой разъемным образом. Верхняя часть 31Ь продолжается в направлении вниз при помощи цилиндрического корпуса 316, имеющего наружный диаметр, меньший, чем диаметр верхней части 31Ь. Нижняя часть 31с выполнена в виде цилиндрической трубки, предназначенной для размещения в ней корпуса 316. Между двумя деталями предусматривается блокировка, в частности, при помощи системы 31е, 31Г байонетного типа, предусмотренной на нижнем конце упомянутых деталей. Уплотнительная прокладка толкателя предпочтительно представляет собой кольцо 34а, изготовленное из пластического материала и имеющее У-образное поперечное сечение с двойной кромкой, подобное кольцу 51, но несколько меньшего диаметра. Вогнутость этого У-образного поперечного сечения предпочтительным образом обращена в направлении вверх. Кольцо 34а установлено на нижней части 31с вместе с системой крепления байонетного типа на четверть оборота, подобной системе, описанной выше со ссылками на фиг. 7-9. Такое техническое решение позволяет обеспечить достаточно удобную замену кольца 34с в случае его износа и выбор для изготовления этого кольца 34а пластического материала, представляющего удовлетворительную химическую пассивность по отношению к жидкостям, проходящим через двигатель и через дозатор.

На фиг. 12 схематически проиллюстрирован вариант реализации съемных колец 50, 51 герметизации. В соответствии с этим вариантом реализации защелкивание колец 50, 51 на поршне 4 предусмотрено в конце поворотного движения соединения системы байонетного типа. Для этого кольцо 50 содержит радиальный выступ 52а, проходящий в направлении внутрь и предусмотренный на конце ребра 52 жесткости. Соответствующее отверстие 52Ь предусмотрено в боковой стенке поршня таким образом, чтобы в конце вращения, обеспечивающего соединение, выступ 52а входил в отверстие 52Ь. Таким образом, реализуется блокировка по вращательному движению кольца 50, позволяющая воспрепятствовать нежелательному демонтажу этого кольца 50 в процессе функционирования. Для того чтобы демонтировать кольцо 50, при помощи специального инструмента через отверстие 52Ь проталкивают изнутри выступ 52а в направлении наружу для его высвобождения из этого отверстия.

Подобное техническое решение предусмотрено и для нижнего кольца 51, которое содержит внутренний радиальный выступ 53а на конце ребра 53 жесткости, предназначенный для вставления в некоторое отверстие на поршне 4, не показанное на упомянутой фигуре.

Гидравлический двигатель, или в более общем случае гидравлическая машина, в соответствии с предлагаемым изобретением может быть полностью изготовлен из пластического материала, включая упругие средства Е, образованные пластиной 23, и представляет высокую устойчивость по отношению к воздействию химических продуктов, поскольку не содержит никаких металлических деталей.

Количество деталей, образующих данную гидравлическую машину, оказывается существенно сниженным. При этом монтаж и техническое обслуживание такой гидравлической машины оказываются упрощенными и более удобными.

Кольцо 50 герметизации большого сечения поршня имеет в своем составе защитную кромку 59. Съемные кольца 50, 51 герметизации позволяют сохранить противоположные направления герметизации для того, чтобы обеспечить впрыскивание вспомогательного продукта, поступающего через канал 13 в выходную камеру 11.

Механизм управления опрокидыванием серьги 14 и изменения положения держателя 15, 39 клапанов является особенно простым и выполнен в виде механизма трехточечного типа.

Claims (20)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Гидравлическая машина, в частности гидравлический двигатель, содержащая оболочку (1);

   поршень (4), выполненный с возможностью скользить, совершая чередующиеся движения, в упомянутой оболочке, причем поршень разделяет две камеры (8, 9) в этой оболочке;

   средства (С) гидравлической коммутации, предназначенные для питания жидкостью и удаления ее из упомянутых камер, разделенных поршнем, причем эти средства гидравлической коммутации управляются при помощи перемещений поршня и содержат по меньшей мере одну серьгу (14), воздействующую на распределительный орган (15), который может занимать два устойчивых положения; и средства переключения, содержащие толкатель (18), выполненные с возможностью вызывать в конце рабочего хода поршня резкое изменение положения упомянутых средств коммутации под действием упругого средства (Е) для изменения направления рабочего хода, отличающаяся тем, что упомянутое упругое средство (Е) жестко связано на каждом из своих концов с органом (20а, 20Ь) шарнирного соединения, входящим соответственно в ложемент (21, 22), предусмотренный на упомянутой серьге и на другой подвижной детали (18) данной машины, причем каждый из ложементов (21, 22) является открытым вдоль направления, по существу, противоположного направлению усилия, воздействующего со стороны упругого средства (Е) в ложементе, так, что каждый орган (20а, 20Ь) шарнирного соединения имеет возможность быть извлеченным из своего открытого ложемента (21, 22) в противодействие упомянутому усилию, что упрощает операции его монтажа и демонтажа.
2. 2. Гидравлическая машина по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый орган шарнирного соединения, жестко связанный с упругим средством (Е) на каждом из его концов, образован цилиндрическим штырем (20а, 20Ь), располагающимся поперечно по отношению к направлению усилия, воздействующего со стороны упомянутого упругого средства (Е), и образующим ось шарнирного соединения.
3. 3. Гидравлическая машина по п.1, отличающаяся тем, что упомянутое упругое средство (Е) образовано пружинной пластиной (23), выполненной в форме криволинейной дуги.
4. 4. Гидравлическая машина по п.3, отличающаяся тем, что упомянутая пружинная пластина (23) изготовлена из пластического материала и упомянутые штыри (20а, 20Ь) шарнирного соединения, предусмотренные на каждом ее конце, формуются в виде единой детали с этой пружинной пластиной.
5. 5. Гидравлическая машина по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что используют поршень, имеющий зону (5) большого сечения и зону (6) несколько меньшего сечения, причем средства (С) коммутации содержат держатель (15) клапанов по меньшей мере с одним первым клапаном (17), посадочное место которого предусмотрено на упомянутом малом сечении (6) поршня, и по меньшей мере один второй клапан (16), посадочное место которого предусмотрено на большом сечении (5) поршня, при этом каждый клапан содержит шток, закрепленный на держателе клапанов, причем один из этих клапанов (17) располагается с той же стороны, что и упомянутая серьга (14), по отношению к поршню, а другой клапан (16) располагается с противоположной стороны и содержит шток, который проходит сквозь посадочное место для того, чтобы обеспечить его крепление на держателе (15) клапанов.
6. 6. Гидравлическая машина по п.5, отличающаяся тем, что крепление штока клапана (16), располагающегося со стороны, противоположной серьге (14), реализуется путем защелкивания на держателе (15) клапанов, причем защелкивание производится со стороны поршня (4), где располагается серьга (14), с возможностью упрощения демонтажа клапана и извлечения держателя (15) клапанов.
7. 7. Гидравлическая машина по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что серьга (14) шарнирно закреплена на своем конце, удаленном от упомянутого упругого средства, в некоторой зоне (24), фиксированной относительно поршня (4).
8. 8. Гидравлическая машина по п.7, отличающаяся тем, что серьга (14) жестко связана на своем конце, удаленном от упомянутого упругого средства, с осью (28) шарнирного соединения, ориентированной поперечно к упомянутой серьге, входящей в вырез (24), предусмотренный в стенке, жестко связанной с поршнем, причем этот вырез (24) является открытым в направлении, противоположном направлению усилия, воздействующего со стороны упомянутого упругого средства (Е) на эту серьгу.
9. 9. Гидравлическая машина по п.7 или 8, отличающаяся тем, что предусматриваются две элементарные параллельные серьги (25, 26), связанные между собой при помощи перемычки (27), причем каждая элементарная серьга содержит на своем конце, ближайшем к упругому средству (Е), ложемент (21), открытый против другой элементарной серьги и предназначенный для вхождения в него конца оси (20а) шарнирного соединения, жестко связанной с этим упругим средством.
10. 10. Гидравлическая машина по п.9, отличающаяся тем, что каждая элементарная серьга (25, 26) содержит две параллельные ветви, между которыми предусмотрена ось (28) шарнирного соединения на поршне (4), причем эта ось (28) формуется в виде единой детали с двумя упомянутыми ветвями серьги.
11. 11. Гидравлическая машина по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что толкатель (18) жестко связан в верхней части рамки (35) с двумя стенками (35а, 35Ь), которые окружают упомянутое упругое средство, и по меньшей мере с одним вырезом (22), открывающимся со стороны, противоположной серьге (14), причем каждый вырез (22) предназначен для вхождения в него одного из концов оси (20Ь) шар

    - 8 013712 нирного соединения упругого средства (Е).
12. 12. Гидравлическая машина по п.10, отличающаяся тем, что две стенки (35а, 35Ь), обрамляющие упомянутое упругое средство, продолжаются со стороны, противоположной штоку толкателя, и соединяются между собой при помощи перемычки (36) в верхней части, причем эта перемычка образует верхний упор для толкателя.
13. 13. Гидравлическая машина по п.5, отличающаяся тем, что держатель (15) клапанов имеет форму рамки (39), располагающейся вертикально в положении функционирования и содержащей на двух своих вертикальных сторонах ребра (40) жесткости, выступающие в направлении наружу и имеющие возможность взаимодействовать с соответствующими направляющими канавками, предусмотренными в поршне.
14. 14. Гидравлическая машина по п.13, отличающаяся тем, что нижняя горизонтальная сторона рамки (39) содержит открытые ложементы (41), позволяющие обеспечить легко демонтируемое крепление клапанов (17), имеющих посадочные места на малом сечении (6а) поршня и располагающихся на той же стороне, что и серьга (14).
15. 15. Гидравлическая машина по п.14, отличающаяся тем, что верхняя горизонтальная сторона упомянутой рамки продолжается на каждом своем конце за пределы вертикальных стоек и содержит открытые ложементы (44), позволяющие размещать в них путем простого защелкивания шток клапана (16), имеющего посадочное место на большом сечении поршня со стороны, противоположной серьге (14).
16. 16. Гидравлическая машина по п.5, отличающаяся тем, что поршень (4) снабжен на уровне своего большого сечения (5) и своего малого сечения (6а) кромками (48, 49) герметизации, ориентированными в противоположных направлениях и обращенными в направлении друг друга.
17. 17. Гидравлическая машина по п.16, отличающаяся тем, что упомянутые кромки герметизации предусмотрены на круглых поддающихся деформации кольцах (50, 51), и поршень (4) формуется в виде единой детали.
18. 18. Гидравлическая машина по п.17, отличающаяся тем, что каждое кольцо (50, 51) герметизации закреплено на поршне при помощи соединения байонетного типа, содержащего радиальные выступы (52, 53), располагающиеся на внутренней поверхности кольца, и соответствующие периферийные канавки (54, 55), располагающиеся на наружной поверхности поршня вместе с канавками (56, 57), параллельными геометрической оси поршня, для размещения каждого выступа уплотнительной прокладки против соответствующей периферийной канавки поршня.
19. 19. Гидравлическая машина по п.17 или 18, отличающаяся тем, что кольцо (50) герметизации, предусмотренное на уровне большого сечения поршня, имеет У-образный профиль поперечного сечения, вогнутая часть которого обращена в сторону малого сечения и содержит с противоположной стороны коническую кромку (59) герметизации, диаметр которой увеличивается в направлении крышки упомянутой оболочки.
20. 20. Гидравлическая машина по одному из пп.17-19, отличающаяся тем, что круглое кольцо (51) малого сечения поршня представляет поперечное сечение У-образной формы, вогнутая часть которого обращена в сторону большого сечения.