RU2095640C1 - Hydraulic lock - Google Patents
Hydraulic lock Download PDFInfo
- Publication number
- RU2095640C1 RU2095640C1 RU95117556A RU95117556A RU2095640C1 RU 2095640 C1 RU2095640 C1 RU 2095640C1 RU 95117556 A RU95117556 A RU 95117556A RU 95117556 A RU95117556 A RU 95117556A RU 2095640 C1 RU2095640 C1 RU 2095640C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- hydraulic lock
- cavity
- housing
- hydraulic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к гидравлическим приводам, и предназначено для использования в гидрофицированных технологических линиях и подъемных механизмах, применяемых в промышленности, строительстве и на транспорте. The invention relates to mechanical engineering, namely to hydraulic drives, and is intended for use in hydroficated technological lines and lifting mechanisms used in industry, construction and transport.
Известны гидрозамки, предназначенные для свободного (без сопротивления) пропускания потока рабочей жидкости к гидродвигателю, для фиксации гидродвигателя и для свободного истечения рабочей жидкости из гидродвигателя при наличии управляющего давления [1,2]
Наиболее близким по совокупности существенных признаков с предлагаемым устройством является трехлинейный односторонний гидрозамок (например, типа КУ, исполнение 4 и 2, выпускаемый грязинским ПО "Гидроагрегат"), который и принят в качестве прототипа [3] Известный гидрозамок содержит корпус, запорный клапан, образующий в корпусе надклапанную и подклапанную полости, и управляющий поршень со штоком, взаимодействующий через упомянутый шток с запорным клапаном со стороны подклапанной полости и образующий с корпусом камеру управления. Отличительными особенностями такого гидрозамка являются, во-первых, наличие одного управляющего поршня и одной камеры управления и, во-вторых, обеспечение свободного истечения рабочей жидкости из надклапанной полости в подклапанную полость при подаче давления в камеру управления и открытии запорного клапана.Known hydraulic locks designed for free (without resistance) transmission of the flow of the working fluid to the hydraulic motor, for fixing the hydraulic motor and for the free flow of the working fluid from the hydraulic motor in the presence of control pressure [1,2]
The closest in combination of essential features with the proposed device is a three-line one-way hydraulic lock (for example, type KU,
Недостатком известного гидрозамка является то, что использование его в гидравлических приводах обусловливает недостаточную надежность работы этих приводов, что в свою очередь может привести к аварийной ситуации. Кроме того, использование известных гидрозамков вызывает увеличение массогабаритных параметров приводов. Данное утверждение можно подтвердить на следующих примерах. A disadvantage of the known hydraulic lock is that its use in hydraulic drives causes insufficient reliability of the operation of these drives, which in turn can lead to an emergency. In addition, the use of known hydraulic locks causes an increase in the overall dimensions of the drives. This statement can be confirmed by the following examples.
В ряде подъемных механизмов и технологических линий необходимо осуществлять многократные перемещения (подъемы и опускания) в произвольной последовательности двух объектов, например кареток, каждая из которых связана со своим исполнительным цилиндром. Однако необходимо исключить возможность одновременного подъема обоих цилиндров на полную величину их рабочих ходов, поскольку при такой ситуации будет происходить столкновение кареток. Соответствующая гидросистема перемещения кареток содержит насос, два реверсивных распределителя и два трехлинейных односторонних гидрозамка, надклапанные полости которых через дроссели с обратным клапанами соединены с рабочими полостями исполнительных цилиндров. Выходные каналы одного распределителя связаны с подклапанной полостью и камерой управления гидрозамка, соединенного с первым цилиндром, а выходные каналы другого распределителя с подклапанной полостью и камерой управления гидрозамка, соединенного с вторым цилиндром. При переключениях распределителя осуществляются подъемы и опускания соответствующего цилиндра. Подъемный механизм оснащен контрольной электросистемой с концевыми выключателями, контактирующими с каретками при нахождении цилиндров на конечном участке их рабочих ходов. Если вследствие ошибочных действий оператора производится подъем одного цилиндра на полную величину его рабочего хода при полностью выдвинутом штоке другого цилиндра, то контрольная электросистема по суммарному сигналу концевых выключателей прекращает операцию подъема путем подачи команды на возвращение распределителей в исходную позицию или на перевод насоса в режим холостого хода. При неисправности концевых выключателей, обрыве электроцепей контрольной системы, отсутствии электропитания ошибочные действия оператора обусловливают возникновение аварийной ситуации столкновение кареток. Кроме того, оснащение подъемного механизма контрольной электросистемой приводит к увеличению его массогабаритных параметров и росту стоимости. In a number of lifting mechanisms and production lines, it is necessary to carry out multiple movements (rises and lowerings) in an arbitrary sequence of two objects, for example, carriages, each of which is connected with its own executive cylinder. However, it is necessary to exclude the possibility of simultaneously lifting both cylinders to the full extent of their working strokes, since in such a situation a carriage collision will occur. The corresponding hydraulic system for moving the carriages contains a pump, two reversing distributors and two three-line one-way hydraulic locks, the valve valves of which are connected to the working cavities of the actuating cylinders through throttles with non-return valves. The output channels of one distributor are connected to a subvalve cavity and a control valve of a hydraulic lock connected to the first cylinder, and the output channels of another distributor to a subvalve cavity and a control chamber of a hydraulic lock connected to a second cylinder. When switching the distributor, the corresponding cylinder rises and falls. The lifting mechanism is equipped with a control electrical system with limit switches in contact with the carriages when the cylinders are on the final section of their working strokes. If, as a result of the operator’s erroneous actions, one cylinder is lifted to the full extent of its working stroke with the rod of the other cylinder fully extended, then the control electrical system stops the lifting operation by the total signal of the limit switches by issuing a command to return the valves to their original position or to put the pump in idle mode . In the event of a limit switch malfunction, an open circuit in the control system, and a lack of power, the operator’s erroneous actions cause an emergency carriage collision. In addition, equipping the lifting mechanism with a control electric system leads to an increase in its overall dimensions and cost.
Другой пример. Многие гидросистемы технологического оборудования содержат исполнительный цилиндр и односторонний гидрозамок, подключенный своей надклапанной полостью к указанному цилиндру (см. Добринский Н.С. "Гидравлический привод прессов". М. Машиностроение, 1975, рис. 100, 101 и 103). В магистраль, соединяющую подклапанную полость гидрозамка с баком, включен дроссель, предназначенный для ограничения скорости опускания груженого цилиндра. Параллельно дросселю установлен обратный клапан, необходимый для свободного пропускания рабочей жидкости к цилиндру при его подъеме. В процессе эксплуатации технологического оборудования могут иметь место: нахождение дросселя в открытом положении вследствие ошибочных действий оператора, нарушение целостности (разрушение) магистрали, соединяющей дроссель с подклапанной полостью гидрозамка, перед началом опускания. В этих случаях при подаче давления в камеру управления известного гидрозамка (для выполнения операции опускания цилиндра под нагрузкой) будет иметь место аварийная ситуация падение объекта в пределах хода цилиндра. К числу недостатков указанных гидросистем, содержащих известные односторонние гидрозамки, следует отнести также значительные занимаемые ими объемы, что обусловлено необходимостью размещения таких элементов, как дроссель, обратный клапан и связанная с ними сеть трубопроводов. Another example. Many hydraulic systems of technological equipment contain an actuating cylinder and a one-way hydraulic lock connected with their nadklapannym cavity to the specified cylinder (see. N. Dobrinsky "Hydraulic drive presses. M. Engineering, 1975, Fig. 100, 101 and 103). A throttle is included in the line connecting the subvalve cavity of the hydraulic lock to the tank, designed to limit the speed of lowering the loaded cylinder. In parallel with the throttle, a check valve is installed, which is necessary for the free passage of the working fluid to the cylinder when it is raised. In the process of operating technological equipment, the throttle may be in the open position due to erroneous actions by the operator, the integrity (destruction) of the line connecting the throttle to the undervalve hydraulic lock cavity before lowering starts. In these cases, when pressure is applied to the control chamber of a known hydraulic lock (to perform the operation of lowering the cylinder under load), an emergency situation will occur when the object falls within the cylinder stroke. The disadvantages of these hydraulic systems containing known one-way hydraulic locks include the significant volumes they occupy, which is due to the need to place elements such as a throttle valve, a non-return valve and an associated pipeline network.
Задачей, решаемой изобретением, является повышение надежности гидросистем с гидрозамками, а также уменьшение их массогабаритных параметров. The problem solved by the invention is to increase the reliability of hydraulic systems with hydraulic locks, as well as reducing their weight and size parameters.
Решение указанной задачи обеспечивается тем, что в известном гидрозамке, содержащем запорный клапан, образующий в корпусе гидрозамка надклапанную и подклапанную полости, и управляющий поршень, взаимодействующий через шток с запорным клапаном со стороны подклапанной полости и образующий с корпусом камеру управления, согласно изобретению в корпусе со стороны камеры управления установлен второй управляющий поршень, взаимодействующий через шток с первым управляющим поршнем и образующий в корпусе вторую камеру управления. Использование предлагаемого гидрозамка в подъемных механизмах позволяет исключить из их состава контрольные электросистемы с концевыми выключателями, что повышает надежность работы этих механизмов и снижает их массогабаритные параметры. The solution to this problem is provided by the fact that in the known hydraulic lock containing a shut-off valve, forming a valve and a sub-valve cavity in the hydraulic lock body, and a control piston interacting through the stem with a shut-off valve from the valve side and forming a control chamber with the housing, according to the invention, in the housing On the side of the control chamber, a second control piston is installed, interacting through the rod with the first control piston and forming a second control chamber in the housing. The use of the proposed hydraulic lock in lifting mechanisms makes it possible to exclude from their composition control electrical systems with limit switches, which increases the reliability of these mechanisms and reduces their overall dimensions.
В запорном клапане со стороны надклапанной полости соосно последнему может быть установлен подпружиненный клапан с центральным отверстием, а в корпусе установлен дроссель с рабочим наконечником, установленным в упомянутом отверстии с радиальным зазором, сообщающим надклапанную и подклапанную полости при открытом положении запорного клапана. Гидрозамок такой конструкции заменяет собой 4 традиционных гидроэлемента: известный гидрозамок и параллельно расположенные дроссель, обратный клапан и отсечной распределитель, необходимый для быстрого опускания исполнительного цилиндра вхолостую. Упрощается также и сеть трубопроводов гидросистемы. При использовании такого гидрозамка нарушение целостности (разрушение) магистрали, соединяющей подклапанную полость гидрозамка с баком, не приводит к падению объекта в процессе его опускания. A spring-loaded valve with a central hole can be installed coaxially with the latter in the shut-off valve, coaxially with the latter, and a throttle with a working tip installed in the hole with a radial clearance that communicates the shut-off and under-valve cavities with the shut-off valve open is installed in the casing. A hydraulic lock of this design replaces 4 traditional hydraulic elements: a well-known hydraulic lock and a parallel throttle, a check valve and a shut-off valve, which is necessary to quickly empty the slave cylinder. The network of hydraulic pipelines is also simplified. When using such a hydraulic lock, violation of the integrity (destruction) of the line connecting the subvalve cavity of the hydraulic lock to the tank does not lead to the fall of the object during its lowering.
Второй управляющий поршень имеет рабочий ход, меньший рабочего хода первого управляющего поршня, а площадь второго управляющего поршня больше площади первого управляющего поршня. При этом исключается возможность падения объекта в процессе его опускания из-за ошибочных действий оператора. The second control piston has a stroke less than the stroke of the first control piston, and the area of the second control piston is larger than the area of the first control piston. This eliminates the possibility of the object falling during its lowering due to erroneous operator actions.
Дроссель может быть выполнен регулируемым, что позволяет производить опускание объектов с различной массой в режиме оптимальной скорости. При этом сокращается суммарное время операций опускания. The throttle can be made adjustable, which allows the lowering of objects with different masses in optimal speed mode. This reduces the total time of lowering operations.
Для повышения технологичности предлагаемого гидрозамка, уменьшения его стоимости и облегчения установки оптимальной скорости опускания рабочий наконечник дросселя может быть выполнен в виде обратного конуса. При этом центральное отверстие подпружиненного клапана имеет цилиндрическую форму. To improve the manufacturability of the proposed hydraulic lock, reduce its cost and facilitate the installation of the optimal lowering speed, the working tip of the throttle can be made in the form of a reverse cone. In this case, the central opening of the spring-loaded valve has a cylindrical shape.
Аналогичный эффект достигается при выполнении рабочего наконечника дросселя в виде ступенчатого цилиндра. В этом случае указанное центральное отверстие имеет коническую форму. A similar effect is achieved when the working tip of the throttle is in the form of a stepped cylinder. In this case, the specified Central hole has a conical shape.
На фиг. 1 и 2 представлены конструктивные схемы предлагаемого гидрозамка с гидросистемами; на фиг. 3 вариант исполнения рабочего наконечника дросселя гидрозамка. In FIG. 1 and 2 are structural diagrams of the proposed hydraulic lock with hydraulic systems; in FIG. 3 embodiment of the working tip of the throttle lock.
Гидросистема, представленная на фиг. 1, содержит два предлагаемых гидрозамка. Гидрозамок 1 содержит корпус 2, в верхней части которого расположен запорный клапан 3, образующий надклапанную полость А и подклапанную полость Б. В запорном клапане 3 выполнены радиальные окна 4 и продольные пазы 5, служащие для соединения указанных полостей при открытом положении этого клапана. В средней части корпуса 2 размещен первый управляющий поршень 6, образующий с корпусом 2 первую камеру управления B и взаимодействующий через шток 7 с запорным клапаном 3. Подклапанная полость Б и штоковая полость Г сообщены между собой. В нижней расточке корпуса 2 со стороны первой камеры В установлен второй управляющий поршень 8, взаимодействующий через шток 9 с первым управляющим поршнем 6 и образующий с корпусом 2 вторую камеру управления Д. Первая камера В и штоковая полость Ж сообщены между собой. С помощью пружин 10 и 11 управляющие поршни 6, 8 и шток 9 удерживаются в исходном нижнем положении. С помощью пружины 12 запорный клапан 3 прижимается к своему седлу, а шток 7 удерживается в исходном нижнем положении. The hydraulic system shown in FIG. 1 contains two proposed hydraulic locks. The hydraulic lock 1 contains a
Гидрозамок 13 выполнен аналогичным образом. The hydraulic lock 13 is made in a similar manner.
Надклапанные полости А гидрозамков 1 и 13 через дроссели с обратными клапанами 14 и 15 сообщены с исполнительными цилиндрами 16 и 17, служащими для перемещения (подъема и опускания) по наклонной плоскости груженых кареток 18 и 19. Дроссели с обратными клапанами 14 и 15 предназначены для ограничения скорости опускания кареток 18, 19 и для свободного пропускания масла к исполнительным цилиндрам 16, 17 при подъеме указанных кареток. Цилиндры 16, 17 с каретками 18, 19 размещены таким образом, что при одновременном выдвижении цилиндров 16, 17 на полную величину их рабочих ходов будет иметь место соударение (столкновение) этих кареток. Реверсивные распределители 20 и 21, служащие для подъема и опускания цилиндров 16 и 17, своими входными отверстиями соединены с насосом 22 и предохранительным клапаном 23, предназначенным для защиты гидросистемы от перегрузок. Одно выходное отверстие реверсивного распределителя 20 соединено с подклапанной полостью Б гидрозамка 1 и с первой камерой управления В гидрозамка 13, а другое выходное отверстие - с подклапанной полостью Б гидрозамка 13 и с первой камерой управления В гидрозамка 1. Выходные отверстия реверсивного распределителя 21 связаны с вторыми камерами управления Д гидрозамков 1 и 13. К указанным камерам Д через обратные клапаны 24 и 25 подсоединен перепускной клапан 26, позволяющий снизить затраты мощности при опускании кареток 18 и 19. Давление настройки клапана 26 определяется давлением в надклапанных полостях А гидрозамков 1, 13 от веса груженых кареток 18, 19 и отношением площади второго управляющего поршня 8 к площади седла запорного клапана 3. Чем больше это отношение, тем меньше давление настройки перепускного клапана 26. В состав гидросистемы входят также фильтры и устройство для разгрузки насоса (не показаны). The supravalve cavities A of the hydraulic locks 1 and 13 are connected via throttles with check valves 14 and 15 to the actuating cylinders 16 and 17, which serve to move (raise and lower) the inclined plane of the loaded carriages 18 and 19. Chokes with check valves 14 and 15 are designed to limit the lowering speed of the carriages 18, 19 and for the free passage of oil to the actuating cylinders 16, 17 when lifting these carriages. The cylinders 16, 17 with the carriages 18, 19 are arranged in such a way that, when the cylinders 16, 17 are simultaneously extended to the full extent of their working strokes, there will be a collision (collision) of these carriages. Reversible valves 20 and 21, which serve to raise and lower the cylinders 16 and 17, are connected with their inlet holes to the pump 22 and the safety valve 23, designed to protect the hydraulic system from overloads. One outlet of the reversible distributor 20 is connected to a subvalve cavity B of the hydraulic lock 1 and to the first control chamber B of the hydraulic lock 13, and the other outlet to the subvalve cavity B of the hydraulic lock 13 and with the first control chamber B of the hydraulic lock 1. The outlet openings of the reversible distributor 21 are connected to the second control chambers D of hydraulic locks 1 and 13. To these chambers D through check valves 24 and 25, a bypass valve 26 is connected, which allows to reduce power consumption when lowering the carriages 18 and 19. Pressure setting the valve Pan 26 is determined by the pressure in the over-valve cavities A of the hydraulic locks 1, 13 from the weight of the loaded carriages 18, 19 and the ratio of the area of the
Гидрозамок 27 (см. фиг. 2) конструктивно аналогичен гидрозамкам 1, 13 и дополнительно содержит подпружиненный клапан 28 с центральным отверстием 29, установленный в запорном клапане 3, и дроссель 30 с рабочим наконечником 31, установленный в корпусе 2. Рабочий наконечник 31 размещен в центральном отверстии 29 с радиальным зазором, который выполняет функцию дроссельной щели, ограничивающей расход масла через гидрозамок 27 в процессе опускания груза. При открытом положении запорного клапана 3 надклапанная полость А сообщается с подклапанной полостью Б через указанную дроссельную щель, радиальные окна 32 подпружиненного клапана 28, радиальные окна 4 запорного клапана 3 и его продольные пазы 5. При поднятом (относительно запорного клапана 3) положении подрпружиненного клапана 28 и открытом положении запорного клапана 3 подклапанная полость Б практически свободно сообщается с надклапанной полостью А через продольные пазы 5 и радиальные окна 4 запорного клапана 3 и через продольные пазы 33 подпружиненного клапана 28. The hydraulic lock 27 (see Fig. 2) is structurally similar to the hydraulic locks 1, 13 and additionally contains a spring-loaded
Дроссель 30 выполнен регулируемым, причем его рабочий наконечник 31 выполнен в виде обратного конуса, а центральное отверстие 29 подпружиненного клапана 28 имеет цилиндрическую форму. Такие конструктивные особенности гидрозамка 27 обеспечивают повышение его технологичности, уменьшение стоимости и легкую регулировку величины упомянутой дроссельной щели, что позволяет, в свою очередь, осуществлять опускание грузов различного веса в режиме оптимальной скорости. Рабочий ход поршня 8 равен максимальному перемещению поршня 8 за вычетом осевого зазора между штоком 9 и первым управляющим поршнем 6 и осевого зазора между штоком 7 и запорным клапаном 3. Иными словами, величина рабочего хода поршня 8 определяет величину подъема запорного клапана 3 с подпружиненным клапаном 28 (при подаче управляющего давления в камеру Д). Аналогичным образом величина рабочего хода поршня 6, равная его максимальному перемещению за вычетом осевого зазора между штоком 7 и запорным клапаном 3, определяет величину подъема этого клапана с подпружиненным клапаном 28 при подаче управляющего давления в камеру В. The
Надклапанная полость А соединена с поршневой полостью исполнительного цилиндра 34, с помощью которого осуществляются подъем и опускание каретки 35 как с грузом 36, так и вхолостую. Насос 37 через двухпозиционный распределитель 38 сообщен с подклапанной полостью Б, а через реверсивный распределитель 39 с камерами управления В и Д. Предохранительный клапан 40 необходим для защиты насоса 37 от перегрузок. К камерам управления В и Д через обратные клапаны 41 и 42 подсоединен перепускной клапан 43. Давление настройки указанного клапана, служащего для снижения затрат мощности при опускании груженого цилиндра 34, существенно меньше давления настройки предохранительного клапана 40. Nadklapannaya cavity And is connected to the piston cavity of the
Площадь первого управляющего поршня 6 гидрозамка 27 назначается из условия невозможности открывания запорного клапана 3 при наличии в надклапанной полости А рабочего давления от веса каретки 35 с грузом 36. С другой стороны, площадь поршня 6 должна быть достаточной для открывания запорного клапана 3 и удержания его в этом положении при наличии в надклапанной полости А небольшого давления от веса пустой каретки 35. Рабочий ход поршня 6 назначается из условия подъема запорного клапана 3 на такую величину, при которой нижний торец центрального отверстия 29 располагается значительно выше нижнего торца рабочего наконечника 31 дросселя 30. При этом с увеличением рабочего хода поршня 6 радиальный зазор между рабочим наконечником 31 и центральным отверстием 29 возрастет (на 1-2 порядка по сравнению с величиной этого зазора при расположении запорного клапана 3 в исходной нижней позиции), что обусловливает резкое снижение дроссельных свойств указанного зазора и, соответственно, возможность опускания цилиндра 34 вхолостую за минимально возможно время. The area of the
Площадь второго управляющего поршня 8 больше площади первого управляющего поршня 6, поскольку назначается из условия гарантированного открывания запорного клапана 3 при наличии в наклапанной полости а рабочего давления от веса каретки 35 с грузом 36. Рабочий ход поршня 8 назначается меньше рабочего хода поршня 6, так как перемещение поршня 8 не должно приводить к сколько-нибудь существенному увеличению радиального зазора. В этом случае дроссельные свойства указанного зазора сохраняются, что исключает возможность падения каретки 35 с грузом 36 в пределах хода цилиндра 34 при выполнении операции опускания. The area of the
На фиг. 3 показан вариант исполнения предлагаемого гидрозамка, в котором рабочий наконечник дросселя 30 выполнен в виде ступенчатого цилиндра 44, а центральное отверстие 29 подпружиненного клапана 28 имеет коническую форму. Диаметр цилиндрического наконечника 44 больше диаметра хвостовика дросселя 30. In FIG. 3 shows an embodiment of the proposed hydraulic lock, in which the working tip of the
Предлагаемый гидрозамок работает следующим образом. В исходном состоянии распределители 20, 21 и элементы гидрозамков 1, 13 занимают позиции, как показано на фиг. 1. Цилиндры 16, 17 с каретками 18, 19 находятся в нижнем положении. При переключении распределителя 20 в левую позицию масло от насоса 22 поступает в подклапанную полость Б гидрозамка 1, перемещая его запорный клапан 3 вверх и сжимая слабую пружину 12. Из подклапанной полости Б масло через продольные пазы 5 и радиальные окна 4 запорного клапана 3, надклапанную полость а и обратный клапан 14 подается в рабочую полость цилиндра 16, осуществляя тем самым подъем каретки 18. Давление, развиваемое насосом 22 на данной операции, определяется главным образом полезной нагрузкой на цилиндр 16 от веса груженой каретки 18. Одновременно масло от насоса 22 под рабочим давлением поступает также в первую камеру управления Б гидрозамка 13 и первый управляющий поршень 6 со штоком 7 этого гидрозамка перемещаются вверх, поднимая запорный клапан 3 и сообщая тем самым рабочую полость цилиндра 17 с баком. В этот период времени цилиндр 17 остается неподвижным, так как находится в нижнем положении. Остановка каретки 18 производится путем переключения распределителя 20 в исходную среднюю позицию. Для опускания каретки 18 распределитель 21 переключается в левую позицию и масло от насоса 22 поступает во вторую камеру управления Д гидрозамка 1. Под действием давления, развиваемого насосом 22, второй управляющий поршень 8 со штоком 9 и, соответственно, первый управляющий поршень 6 со штоком 7 перемещаются вверх, открывая запорный клапан 3 и сообщая рабочую полость цилиндра 16 через дроссель 14, надклапанную полость А, радиальные окна 4, продольные пазы 5, подклапанную полость Б и распределитель 20 с баком. Цилиндр 16 с кареткой 18 перемещаются вниз со скоростью, определяемой весом каретки 18 и площадью рабочей щели дросселя 14. Избыток производительности насоса 22 через клапан 26 переливается в бак. The proposed hydraulic lock works as follows. In the initial state, the distributors 20, 21 and the elements of the hydraulic locks 1, 13 occupy positions, as shown in FIG. 1. Cylinders 16, 17 with carriages 18, 19 are in the lower position. When the distributor 20 is switched to the left position, the oil from the pump 22 enters the subvalve cavity B of the hydraulic lock 1, moving its
В процессе опускания каретки 18 перемещение каретки 19 вверх не происходит, поскольку на данной операции (при нахождении распределителя 21 в левой позиции) насос 22 сообщен только с камерой Д гидрозамка 1. При этом затраты мощности минимальны, так как давление, развиваемое насосом 22 в процессе опускания и определяемое давлением настройки клапана 26, существенно меньше рабочего давления при подъеме той или иной каретки. In the process of lowering the carriage 18, the carriage 19 does not move upward, since in this operation (when the distributor 21 is in the left position), the pump 22 is connected only with the chamber D of the hydraulic lock 1. In this case, the power consumption is minimal, since the pressure developed by the pump 22 in the process lowering and determined by the pressure settings of the valve 26, significantly less than the working pressure when lifting a particular carriage.
По окончании опускания каретки 18 распределитель 21 переводится в среднюю позицию и давление в камере Д гидрозамка 1 снижается. Управляющие поршни 6 и 8, штоки 7 и 9 и запорный клапан 3 под действием своих пружин 10, 11 и 12 возвращаются в исходное нижнее положение. Гидрозамок 1 закрывается. At the end of lowering the carriage 18, the distributor 21 is moved to the middle position and the pressure in the chamber E of the hydraulic lock 1 is reduced. The
Работа гидрозамка 13 при подъемах и опусканиях каретки 19 производится аналогичным образом. При этом распределители 20 и 21 поочередно переключаются в правую позицию. The operation of the hydraulic lock 13 when raising and lowering the carriage 19 is carried out in a similar manner. In this case, the valves 20 and 21 alternately switch to the right position.
В процессе эксплуатации может иметь место ситуация, когда при нахождении каретки 19 в верхнем положении оператор переключает распределитель 20 в левую позицию (распределитель 21 находится в исходной средней позиции). В этом случае масло от насоса 22 под рабочим давлением поступает одновременно как в цилиндр 16 (через гидрозамок 1), осуществляя подъем каретки 18, так и в первую камеру управления В гидрозамка 13. Под действием рабочего давления в указанной камере первый управляющий поршень 6 со штоком 7 перемещается вверх, поднимая запорный клапан 3 и соединяя цилиндр 17 с баком. Цилиндр 17 с кареткой 19 опускаются со скоростью, определяемой весом каретки 19 и площадью рабочей щели дросселя 15. Следовательно, подъем каретки 18 с одновременным опусканием каретки 19 обусловливает невозможность одновременного нахождения обеих кареток в верхнем положении, что исключает вероятность их столкновения. При этом исключается необходимость использования контрольной электросистемы с концевыми выключателями. During operation, a situation may occur when, when the carriage 19 is in the upper position, the operator switches the distributor 20 to the left position (the distributor 21 is in the initial middle position). In this case, the oil from the pump 22 under the working pressure enters simultaneously into the cylinder 16 (through the hydraulic lock 1), lifting the carriage 18, and into the first control chamber B to the hydraulic lock 13. Under the action of the working pressure in the said chamber, the
Таким образом, оснащение гидросистемы подъемного механизма предлагаемым гидрозамком позволяет повысить надежность работы этого механизма, т.к. в противном случае (при использовании известных гидрозамков и контрольной электросистемы) неисправность электросистемы и ошибочные действия оператора обусловливают возможность подъема одной каретки при нахождении другой каретки в верхнем положении, что вызовет соударение кареток. При исключении из состава подъемного механизма контрольной электросистемы снижаются его массо-габаритный параметры. Thus, equipping the hydraulic system of the lifting mechanism with the proposed hydraulic lock allows you to increase the reliability of this mechanism, because otherwise (when using known hydraulic locks and a control electrical system), a malfunction of the electrical system and erroneous operator actions make it possible to lift one carriage while the other carriage is in the upper position, which will cause a collision of the carriages. With the exclusion from the composition of the lifting mechanism of the control electrical system, its mass-dimensional parameters are reduced.
Необходимо также отметить, что использование предлагаемого гидрозамка обеспечивает увеличение надежности работы подъемного механизма при минимальном количестве гидрозамков (2 гидрозамка) с минимальным количеством запорных клапанов (2 запорных клапана) и при минимальных энергозатратах в процессе опускания кареток. Энергозатраты при опускании каретки существенно меньше затрат мощности при ее подъеме. It should also be noted that the use of the proposed hydraulic lock provides an increase in the reliability of the lifting mechanism with a minimum number of hydraulic locks (2 hydraulic locks) with a minimum number of shut-off valves (2 shut-off valves) and with minimal energy consumption during lowering the carriages. The energy consumption when lowering the carriage is significantly less than the cost of power when lifting it.
Работа предлагаемого гидрозамка, содержащего подпружиненный клапан 28 и дроссель 30 с рабочим наконечником 31 (см. фиг. 2), при опускании каретки 35 с грузом 36 осуществляется следующим образом. В исходном состоянии распределители 38, 39 и все элементы гидрозамка занимают положение, как показано на фиг. 2. Давление в надклапанной полости А равно рабочему давлению, соответствующему весу груза 36 и каретки 35. При переключении распределителя 39 в правую позицию масло от насоса 37 поступает во вторую камеру управления Д гидрозамка. Под действием давления, развиваемого насосом 37, второй управляющий поршень 8 со штоком 9 перемещается вверх на величину своего рабочего хода, осуществляя тем самым подъем первого управляющего поршня 6, штока 7 и запорного клапана 3 с подпружиненным клапаном 28. При этом поршневая полость цилиндра 34 через подклапанную полость А, кольцевой зазор (дроссельную щель) между центральным отверстием 29 и рабочим наконечником 31 дросселя 30, радиальные окна 32 и 4, пазы 5, подклапанную полость Б и распределитель 38 соединяется с баком. Груженый цилиндр 34 перемещается вниз с номинальной (оптимальной) скоростью, определяемой весом каретки 35 с грузом 36 и площадью дроссельной щели. Давление, развиваемое насосом 37 в процессе опускания, определяется давлением настройки клапана 43. Избыток производительности насоса 37 через клапан 43 переливается в бак. После перевода распределителя 39 в среднюю позицию давление в камере Д снижается. Управляющие поршни 8 и 6, штоки 9 и 7, запорный клапан 3 с клапаном 28 под действием как рабочего давления в надклапанной полости А, так и пружин 10, 11, 12 возвращаются в исходное нижнее положение. Гидрозамок закрывается и груженый цилиндр 34 останавливается. The work of the proposed hydraulic lock containing a spring-loaded
Если при выполнении операции опускания груженого цилиндра 34 произойдет нарушение целостности (разрушение) магистрали, соединяющей подклапанную полость Б с распределителем 38, то скорость опускания груза 36 останется практически неизменной. С другой стороны, разрушение такой магистрали в гидросистеме, содержащей известный гидрозамок прототип и установленный в этой магистрали дроссель с параллельно подключенным отсечным распределителем, обусловит падение груза в пределах хода исполнительного цилиндра. Падение груза будет иметь место также и в случае защемления в открытой позиции отсечного распределителя. If during the operation of lowering the loaded
Опускание каретки 35 вхолостую с помощью предлагаемого гидрозамка (см. фиг. 2) производится путем переключения распределителя 39 в левую позицию. Масло от насоса 37 поступает в первую камеру управления Б, перемещая вверх первый управляющий поршень 6, шток 7 и запорный клапан 3 с клапаном 28. Поскольку рабочий ход поршня 6 больше рабочего хода поршня 8, величина подъема клапана 28 на данной операции больше величины его подъема при опускании груженого цилиндра 34. При этом клапан 28 по завершении поршнем 6 своего рабочего хода занимает положение, при котором нижний торец его центрального отверстия 29 расположен выше нижнего торца наконечника 31, вследствие чего радиальный зазор между центральным отверстием 29 и наконечником 31 возрастает. Цилиндр 34 под действием веса пустой каретки 35 перемещается вниз, вытесняя масло из своей поршневой полости через надклапанную полость А, указанный радиальный зазор, радиальные окна 32 и 4, пазы 5, подклапанную полость Б и распределитель 38 в бак. Наличие небольшого перепада давления на гидрозамке 27 и распределителе 38 исключает опускание цилиндра 34 вхолостую с недопустимо большой скоростью. Давление, развиваемое насосом 37, определяется давлением настройки перепускного клапана 43. Указанного давления достаточно для удержания поршня 6 в поднятом положении на данной операции. После переключения распределителя 39 в среднюю позицию давление в камере B снижается. Поршень 6, шток 7 и запорный клапан 3 с клапаном 28 возвращаются в исходное нижнее положение. Гидрозамок закрывается и цилиндр 34 с пустой кареткой 35 останавливается. Lowering the
Если перед опусканием каретки 35 с грузом 36 распределитель 39 вследствие ошибочных действий оператора будет переключен в левую позицию, то гидрозамок 27 не откроется, поскольку усилия подъема поршня 6 (равного произведению его площади на давление настройки клапана 43) недостаточно для преодоления силы прижима запорного клапана 3 к своему седлу (указанная сила прижима равна произведению площади седла на рабочее давление в надклапанной полости А и цилиндре 34 от веса каретки 35 с грузом 36). При этом исключается возможность истечения масла из груженого цилиндра 34 в бак без значительного дросселирования и, соответственно, исключается возможность падения каретки 35 с грузом 36 в пределах хода цилиндра 34. If before lowering the
Таким образом, использование в гидросистемах подъема предлагаемого гидрозамка по сравнению с известным гидрозамком позволяет повысить надежность гидросистем при опускании грузов благодаря исключению возможности их падения. Thus, the use of the proposed hydraulic lock in lifting hydraulic systems in comparison with the known hydraulic lock allows to increase the reliability of hydraulic systems when lowering goods by eliminating the possibility of their fall.
В качестве численного примера рассмотрим условия работы предлагаемого устройства и определим его параметры. As a numerical example, we consider the operating conditions of the proposed device and determine its parameters.
Исходные данные:
Рабочие давление в надклапанной полости А от веса каретки 35 с грузом 36 (p) 10 МПа
Давление в надклапанной полости А от веса каретки 35 (p0) 1,5 МПа
Давление настройки клапана 43 (pкл.) 5 МПа
Диаметр седла запорного клапана 3 (Dc) 30 мм
Площадь седла запорного клапана 3 (Sc) 7,07•102 мм2
Наружный диаметр запорного клапана 3 (Dз.кл.) 50 мм
Площадь запорного клапана 3 (Sз.кл.) 1,96•103 мм2
Диаметр центрального отверстия 29 (dц.о.) 15 мм
Площадь центрального отверстия 29 (Sц.о.) 1,77•102 мм2
Давление в сливных магистралях Отсутствует
Усилием пружин 10, 11 и 12, силы трения в гидрозамке, а также весом его движущихся элементов вследствие их малости пренебрегаем.Initial data:
Working pressure in the supravalvular cavity A of the weight of the
Pressure in the supravalvular cavity A of the weight of the carriage 35 (p 0 ) 1.5 MPa
Pressure setting valve 43 (p CL ) 5 MPa
Seat Diameter of Shutoff Valve 3 (D c ) 30 mm
Seat area of the shut-off valve 3 (S c ) 7.07 • 10 2 mm 2
Outside diameter of shutoff valve 3 (D s.cl. ) 50 mm
The area of the shut-off valve 3 (S s.cl. ) 1.96 • 10 3 mm 2
The diameter of the Central hole 29 (d C.O. ) 15 mm
The area of the Central hole 29 (S ts.o. ) 1,77 • 10 2 mm 2
Pressure in the drain lines None
The force of the
Открытие запорного клапана 3 для опускания каретки 35 с грузом 36 при подаче давления во вторую управляющую камеру D обеспечивается, если соблюдается условие
pкл.•S2 > p•Sc,
откуда
где S
p C. • S 2 > p • S c ,
where from
where s
Поскольку величина S2 должна быть достаточной для удержания запорного клапана 3 в открытом положении в процессе опускания каретки 35 с грузом 36, необходимо также выдержать условие
pкл.•S2 > p•(Sз.кл.-Sц.о.),
откуда
Из двух значений S
p C. • S 2 > p • (S s.cl.- S t.s.o. ),
where from
Of the two values of
Приняв S2 3,85•103 мм2, определяем диаметр D2 второго управляющего поршня 8
Открытие запорного клапана 3 и возможность падения каретки 35 с грузом 36 при подаче давления в первую управляющую камеру В исключаются, если выполняется условие
pкл.•S1 <p•(Sc),
откуда
где S
Opening the shut-off
p C. • S 1 <p • (S c ),
where from
where s
С другой стороны, для открытия запорного клапана 3 при опускании каретки 35 вхолостую должно соблюдаться соотношение
pкл.•S1 > p0•Sc,
откуда
где S
p C. • S 1 > p 0 • S c ,
where from
where s
Поскольку величина S1 должна быть достаточной для удержания клапана 3 в открытом положении в процессе опускания каретки 35 вхолостую, необходимо также выдержать условие
pкл.•S1 > p0•(Sз.кл.-Sц.о.),
откуда
Из двух значений S
p C. • S 1 > p 0 • (S s.cl.- S t.s.o. ),
where from
Of the two values of S
Величина S1 должна находиться в пределах
5,34•102 мм2 <S1 <1,41•103 мм2.The value of S 1 must be within
5.34 • 10 2 mm 2 <S 1 <1.41 • 10 3 mm 2 .
Приняв S1 12,55•102 мм2, определяем диаметр D1 первого управляющего поршня 6
Таким образом, при соблюдении требований приведенного расчета обеспечиваются как опускание груженой и ненагруженной каретки 35 при нормальных условиях, так и исключение возможности падения груженой каретки 35 при ошибочных действиях оператора (т.е. при подаче давления в первую управляющую камеру В).Accepting S 1 12.55 • 10 2 mm 2 , determine the diameter D 1 of the
Thus, subject to the requirements of the above calculation, both the lowering of the loaded and unloaded
Величина радиального зазора (дроссельной щели) между центральным отверстием 29 и наибольшим диаметром рабочего наконечника 31 рассчитывается, исходя из условия опускания каретки 35 с грузом 36 с номинальной скоростью. При этом взаимное расположение центрального отверстия 29 и рабочего наконечника 31 при нахождении регулируемого дросселя 30 и клапана 28 в крайнем нижнем положении назначается таким образом, чтобы в процессе подъема клапана 28 на величину рабочего хода поршня 8 величина указанного зазора оставалась неизменной, что исключает возможность опускания груженой каретки 35 со скоростью больше номинальной величины. The magnitude of the radial clearance (throttle gap) between the
Поскольку рабочий ход поршня 6 назначается больше рабочего хода поршня 8, величина радиального зазора при подъеме клапана 28 с помощью поршня 6 существенно возрастает и дросселирующее действие этого зазора снижается, что позволяет исключить опускание каретки 35 вхолостую с недопустимо малой скоростью. Установка требуемой скорости опускания каретки 35 вхолостую (равной номинальной величине или несколько больше) может осуществляться путем регулировки положения дросселя 30 относительно клапана 28, поднятого на величину рабочего хода поршня 6. Since the working stroke of the
Подъем каретки 35 производится при переключении распределителя 38 в правую позицию. Под действием давления, развиваемого насосом 37, происходит перемещение вверх запорного клапана 3 относительно корпуса 2 и подпружиненного клапана 28 относительно запорного клапана 3. Расход масла насоса 37 через подклапанную полость Б, пазы 5 и радиальные окна 4 запорного клапана 3, пазы 33 клапана 28 и надклапанную полость А практически свободно поступает в цилиндр 34, осуществляя подъем каретки 35. Перепад давления на гидрозамке 27 на данной операции небольшой и определяется лишь усилием сжатия несиловой пружины 12 и силами трения в движущихся элементах гидрозамка. При возвращении распределителя 38 в исходную позицию давление в подклапанной полости Б снижается, гидрозамок 27 закрывается и каретка 35 останавливается. The
Таким образом, благодаря особенностям исполнения гидрозамка изобретение обеспечивает повышение надежности гидросистем с гидрозамками, а также уменьшение их массогабаритных параметров. Thus, due to the features of the execution of the hydraulic lock, the invention provides an increase in the reliability of hydraulic systems with hydraulic locks, as well as a decrease in their overall dimensions.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95117556A RU2095640C1 (en) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | Hydraulic lock |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95117556A RU2095640C1 (en) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | Hydraulic lock |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95117556A RU95117556A (en) | 1997-09-20 |
RU2095640C1 true RU2095640C1 (en) | 1997-11-10 |
Family
ID=20172887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95117556A RU2095640C1 (en) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | Hydraulic lock |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2095640C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114439800A (en) * | 2022-01-13 | 2022-05-06 | 涌镇液压机械(上海)有限公司 | Sliding cone shuttle valve restrictor |
-
1995
- 1995-10-17 RU RU95117556A patent/RU2095640C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин. Справочник. - М.: Машиностроение, 1983, р.4.39, 4.41. 2. Малик-Гапказов В.И. и др. Гидропривод тяжелых грузоподъемных машин самоходных агрегатов. - М.: Машиностроение, 1968, р.54. 3. Свешников В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы. - М.: Машиностроение, 1988, р.4.21. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114439800A (en) * | 2022-01-13 | 2022-05-06 | 涌镇液压机械(上海)有限公司 | Sliding cone shuttle valve restrictor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4955195A (en) | Fluid control circuit and method of operating pressure responsive equipment | |
US2618121A (en) | Locking control circuit for fluid-actuated motors | |
EP1400692B1 (en) | Volumetric piston compressor and method to continuously adjust its displacement | |
DE2352742A1 (en) | HYDRAULIC LOWERING BRAKE LOCKING VALVE | |
US3113432A (en) | Method and apparatus for controlling high pressure fluid by low pressure blocking | |
CN101438087A (en) | Valve and hydraulic control arrangement | |
JP6557790B2 (en) | Device and method for transmitting mechanical force to drive a press device for press fitting | |
EP0617758B1 (en) | Initial pressure governor for a variable displacement pump | |
CN109268339B (en) | Switching valve for small hydraulic press | |
WO2009015865A1 (en) | Lifting cylinder and lifting device | |
RU2095640C1 (en) | Hydraulic lock | |
US4391296A (en) | By-pass pilot operated hydraulic check valve | |
PL166561B1 (en) | Hydraulic lifter and hydraulic valving assembly | |
US3132668A (en) | Detent release for flow control valves | |
US3468336A (en) | Hydraulic control valve for high pressure hydraulic applications | |
CN108561358B (en) | Differential circuit switching valve and hydraulic differential circuit | |
US4513653A (en) | Automatic hydraulic reversing valve for a double-action working cylinder | |
EP2944829A1 (en) | Pressure compensation valve | |
RU2132005C1 (en) | Pilot-controlled check valve | |
KR20180022768A (en) | How the hydraulic machine unit and the hydraulic machine unit work | |
RU2016272C1 (en) | Pilot-controlled check valve | |
CN110848111A (en) | Plunger variable pump integrated control system | |
CN213655278U (en) | Control device and work apparatus | |
GB2076718A (en) | Hydraulic drop hammer | |
US3362207A (en) | Hydraulic control system |