RU2145010C1

RU2145010C1 - Valve unit

Info

Publication number: RU2145010C1
Application number: RU97110818A
Authority: RU
Inventors: Г.М. Иванов; Л.С. Столбов; В.К. Свешников; И.В. Орлик
Priority date: 1997-06-19
Filing date: 1997-06-19
Publication date: 2000-01-27

Abstract

FIELD: hydraulic oscillation suppressors, shock absorbers and suspensions of transport vehicles. SUBSTANCE: valve unit includes non-return and safety valves arranged in housing with possibility of closing respective by-pass ducts. Safety valve is placed in axial turning provided with spring-loaded locking member. At least one of by-pass ducts of safety valve is inclined relative to axis of housing. It allows to provide uniform pressure onto locking member of safety valve and to eliminate spring action upon flow at releasing locking member. EFFECT: improved design of valve unit. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в гидравлических гасителях колебаний, амортизаторах, в подвесках транспортных средств. The invention relates to mechanical engineering and can be used in hydraulic vibration dampers, shock absorbers, in vehicle suspensions.

Из патентной литературы известен клапанный блок гидравлического амортизатора, включающий предохранительный и обратный клапаны с подпружиненными запорными органами (SU, патент 2020310, кл. F 16 F 5/00, 1994). From the patent literature known valve block hydraulic shock absorber, including safety and non-return valves with spring-loaded locking elements (SU, patent 2020310, CL F 16 F 5/00, 1994).

В известном аналоге обратный клапан состоит из двух деталей: дискового клапана и дроссельного диска, соприкасающихся между собой по поверхности. Кроме того, обратный и предохранительный клапаны выполнены как отдельные узлы, взаимодействующие с узлами гасителя - поршнем, штоком и днищем цилиндра. Такая конструкция клапанной системы не позволяет обеспечить быструю замену клапанов в результате их поломки и отклонения работы гасителя от заданных параметров. In the known analogue, the check valve consists of two parts: a disk valve and a throttle disk, touching each other on the surface. In addition, the check and safety valves are made as separate units interacting with the damper units - the piston, the rod and the cylinder bottom. This design of the valve system does not allow for quick replacement of the valves as a result of their breakdown and deviation of the damper from predetermined parameters.

Наиболее близким аналогом является клапанный блок гидравлического гасителя колебаний, содержащий установленные в общем корпусе с возможностью перекрытия перепускных каналов предохранительный и обратный клапаны (Инструкция по содержанию и ремонту гасителей колебаний локомотивов и вагонов электровозов. М., Транспорт, 1988, с.8-9, рис.3). The closest analogue is the valve block of a hydraulic vibration damper, containing safety and non-return valves installed in a common housing with the possibility of bypass channels overlapping (Instructions for the maintenance and repair of vibration damper of locomotives and electric locomotives. M., Transport, 1988, pp. 8-9, fig. 3).

В известном клапанном блоке перепускной канал предохранительного клапана выполнен по оси, и при открытии клапана расстояние между витками пружины изменяется (уменьшается), и возрастает сопротивление потоку и увеличивается давление в пружинной полости, что влияет на характеристику открытия клапана. In the known valve block, the bypass channel of the safety valve is made along the axis, and when the valve is opened, the distance between the turns of the spring changes (decreases), the flow resistance and the pressure in the spring cavity increase, which affects the valve opening behavior.

Техническим результатом предложенного устройства является обеспечение стабильной характеристики открытия предохранительного клапана за счет устранения влияния пружины на поток при открытии клапана. The technical result of the proposed device is to ensure stable opening characteristics of the safety valve by eliminating the influence of the spring on the flow when opening the valve.

Технический результат достигается тем, что в клапанном блоке, содержащем установленные в корпусе с возможностью перекрытия перепускных каналов предохранительный клапан и обратный клапан, по меньшей мере один из перепускных каналов предохранительного клапана расположен под углом к оси корпуса. The technical result is achieved in that in a valve block comprising a safety valve and a check valve installed in the housing with the possibility of blocking the bypass channels, at least one of the bypass channels of the safety valve is located at an angle to the axis of the housing.

Кроме того, пружина обратного клапана может быть установлена между запорным органом и упорной шайбой, зафиксированной на корпусе. Причем на поверхности корпуса выполнена проточка, в которой расположено замковое кольцо, фиксирующее упорную шайбу на корпусе. In addition, a check valve spring can be installed between the locking member and the thrust washer fixed to the housing. Moreover, a groove is made on the surface of the housing, in which a locking ring is located, fixing the thrust washer on the housing.

Запорный орган обратного клапана может быть выполнен с дроссельным отверстием, сообщенным с перепускным каналом обратного клапана. А запорный орган предохранительного клапана выполнен коническим. The shutoff valve of the check valve can be made with a throttle hole in communication with the bypass channel of the check valve. And the locking element of the safety valve is made conical.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлен пример установки клапанного блока в гидравлическом гасителе колебаний. Гаситель колебаний, на примере которого раскрыта работа клапанного блока, состоит из поршня 1, установленного в цилиндре 2 с днищем 3 с образованием поршневой полости A и штоковой полости B. Цилиндр 2 помещен в корпусе 4 с образованием рекуперативной полости C. В данной конструкции гасителя рабочая площадь в поршневой полости A примерно в два раза больше, чем рабочая площадь в штоковой полости B. The invention is illustrated by the drawing, which shows an example of the installation of the valve block in a hydraulic vibration damper. The vibration damper, which exemplifies the operation of the valve block, consists of a piston 1 installed in the cylinder 2 with the bottom 3 with the formation of the piston cavity A and the rod cavity B. The cylinder 2 is placed in the housing 4 with the formation of a regenerative cavity C. In this design, the damper is working the area in the piston cavity A is approximately two times larger than the working area in the rod cavity B.

Гаситель снабжен двумя аналогичными клапанными блоками, один из которых установлен в корпусе 1, а другой - в днище 3. The damper is equipped with two similar valve blocks, one of which is installed in the housing 1, and the other in the bottom 3.

Каждый клапанный блок состоит из общего корпуса 5, 6 с перепускными каналами 7, 8 для обратных клапанов 9, 10 и перепускными каналами 11, 12 для предохранительных клапанов 14. Each valve block consists of a common housing 5, 6 with bypass channels 7, 8 for check valves 9, 10 and bypass channels 11, 12 for safety valves 14.

Запорные органы обратных клапанов 9, 10 выполнены в виде дисков 15, 16 с дроссельными отверстиями и снабжены пружинами 17, 18, опирающимися одним концом на диск 15, 16 а другим - на фиксатор - опорную шайбу 19, 20, зафиксированную на корпусе 5, 6 замковым кольцом 21, 22, расположенным в проточке, выполненный на корпусе 5, 6. The locking bodies of the check valves 9, 10 are made in the form of disks 15, 16 with throttle holes and are equipped with springs 17, 18, resting one end on the disk 15, 16 and the other on the latch - a supporting washer 19, 20, fixed on the housing 5, 6 a locking ring 21, 22 located in the groove, made on the housing 5, 6.

Перепускные каналы 7, 8 выполнены в виде шести сверлений, параллельных оси корпуса 5, 6. The bypass channels 7, 8 are made in the form of six drills parallel to the axis of the housing 5, 6.

Запорные органы предохранительных клапанов 13, 14 выполнены коническими для обеспечения линейной характеристики открытия клапана. Клапаны 13, 14 установлены в осевых расточках и снабжены пружинами 23, 24, опирающимися на регулировочные винты 25, 26 с центральными отверстиями 27, 28, также образующими перепускные каналы предохранительных клапанов 13, 14. Перепускные каналы 11, 12 предохранительных клапанов 13, 14 выполнены под углом к оси корпуса 5, 6. The locking elements of the safety valves 13, 14 are made conical to provide a linear characteristic of the opening of the valve. The valves 13, 14 are installed in the axial bores and are equipped with springs 23, 24, based on the adjusting screws 25, 26 with central holes 27, 28, also forming the bypass channels of the safety valves 13, 14. The bypass channels 11, 12 of the safety valves 13, 14 are made at an angle to the axis of the housing 5, 6.

В корпусах 5, 6 просверлены глухие отверстия 29, 30 под ключ для монтажа и демонтажа клапанной системы. Со стороны дисков обратных клапанов 9, 10 выполнены уплотнительные пояски 31, 32. In the cases 5, 6 blind holes 29, 30 are drilled for the key for mounting and dismounting the valve system. On the side of the discs of the check valves 9, 10, sealing bands 31, 32 are made.

Рекуперативная полость C сообщена с полостью под днищем 3 каналами 33. The regenerative cavity C is communicated with a cavity under the bottom of 3 channels 33.

Регулировочные винты 25, 26 для исключения самоотвинчивания контрятся после настройки пружины 23, 24 завальцовкой под паз (кернением). Adjusting screws 25, 26 to prevent self-unscrewing are countered after adjusting the spring 23, 24 by rolling under the groove (core).

Поршень 1 связан со штоком 34. The piston 1 is connected to the rod 34.

Клапанный блок работает следующим образом. The valve block operates as follows.

При колебаниях кузова шток 34 гасителя совершает возвратно-поступательное движение относительно цилиндра 2. При ходе сжатия уменьшается объем поршневой полости а, и масло вытесняется из нее одновременно по двум направлениям - в камеры B и C. Поскольку площадь поршневой полости A примерно в два раза превышает площадь штоковой полости B, примерно половина масла поступает в штоковую полость B через обратный клапан 9 в поршне 1, т.е. канал 7 и через щель, образующуюся между поясками корпуса 5 и диском (запорным органом), который поднимается вверх усилием от давления масла. Другая половина вытесняемого масла поступает в рекуперативную полость C через дроссельное отверстие диска 16 и канал 8. Таким образом, давление в поршневой полости A зависит от расхода масла через дроссельное отверстие диска 16, т.е. от скорости движения штока 34. По мере увеличения скорости движения штока 34 при сжатии возрастает давление в поршневой полости A и соответственно возрастает усилие сопротивления, развиваемое гасителем. Если скорость штока 34 при сжатии превышает (0,04 -0,05) м/с, давление в полости а повышается настолько, что усилие, отжимающее конический запорный орган предохранительного клапана 14, превышает усилие пружины 24, и открывается предохранительный клапан 14 в днище 3 цилиндра 2. При этом масло из поршневой полости A начинает вытесняться параллельно с дроссельным отверстием диска 16 через кольцевую щель между седлом в корпус 6 и запорным органом клапана 10 и далее через центральное отверстие 28 в винте 26, и через наклонный канал 12 в корпусе 6 в рекуперативную полость C через каналы 33. При дальнейшем увеличении скорости нарастание давления происходит в соответствии с характеристикой предохранительного клапана 14. При максимальной рабочей скорости порядка 0,08 м/с усилие, развиваемое гасителем, ограничивается величиной примерно 5000 Н при настройке предохранительного клапана на 2,5 МПа. When the body vibrates, the damper rod 34 reciprocates relative to cylinder 2. During compression, the volume of the piston cavity a decreases, and the oil is displaced from it simultaneously in two directions - into the chambers B and C. Since the area of the piston cavity A is approximately two times larger the area of the rod cavity B, approximately half of the oil enters the rod cavity B through the check valve 9 in the piston 1, i.e. channel 7 and through a slit formed between the girdles of the housing 5 and the disk (locking member), which rises up by the force of the oil pressure. The other half of the displaced oil enters the regenerative cavity C through the throttle bore of the disk 16 and channel 8. Thus, the pressure in the piston cavity A depends on the oil flow through the throttle bore of the disk 16, i.e. from the speed of the rod 34. As the speed of the rod 34 increases during compression, the pressure in the piston cavity A increases and, accordingly, the resistance force developed by the damper increases. If the speed of the rod 34 during compression exceeds (0.04 -0.05) m / s, the pressure in the cavity a increases so much that the force pressing the conical locking element of the safety valve 14 exceeds the force of the spring 24, and the safety valve 14 at the bottom opens 3 of cylinder 2. At the same time, oil from the piston cavity A begins to be displaced in parallel with the throttle hole of the disk 16 through the annular gap between the seat in the housing 6 and the valve shut-off element 10 and then through the central hole 28 in the screw 26 and through the inclined channel 12 in the housing 6 to recuperative cavity C through channels 33. With a further increase in speed, pressure builds up in accordance with the characteristic of the safety valve 14. At a maximum operating speed of about 0.08 m / s, the force exerted by the damper is limited to about 5000 N when the safety valve is set to 2.5 MPa

При ходе растяжения объем поршневой полости A увеличивается, а полости B уменьшается. Масло вытесняется из штоковой полости B через дроссельное отверстие диска 15 клапанного блока в поршне 1, но, т.к. площадь поршневой полости A в 2 раза больше, чем штоковой, объем масла, вытесняемый из полости B, составляет половину объема, необходимого для заполнения полости A. В результате давление в полости A падает ниже атмосферного, под действием перепада давлений открывается обратный клапан 16 в днище 3 цилиндра 2, и масло начинает поступать из рекуперативной полости C в поршневую полость A по каналу 8 и через щель между запорным органом клапана 10 и пояском 32 корпуса 6. Давление в штоковой полости B зависит от расхода масла через дроссельное отверстие диска 15, т.е. от скорости движения штока 34. С увеличением скорости штока 34 увеличивается давление в штоковой полости B и соответственно увеличивается усилие сопротивления, развиваемое гасителем. Когда усилие от давления масла на конический запорный орган клапана 13 превысит усилие пружины 23, откроется предохранительный клапан 14 клапанного блока в поршне 1, и масло будет поступать в полость A параллельно с дроссельным отверстием 15 через кольцевую щель между седлом в корпусе 5 и конусным запорным органом клапана 13 и далее через центральное отверстие 27 в винте 25 и через наклонный канал 11 в корпусе 5. Так же, как и в случае сжатия гасителя, усилие, развиваемое при растяжении, будет ограничиваться настройкой предохранительного клапана 13. При настройке этого клапана 13 на 2,5 МПа усилие гасителя при растяжении не превысит 5000 Н. During the course of the expansion, the volume of the piston cavity A increases, and the cavity B decreases. Oil is displaced from the rod cavity B through the throttle bore of the valve block 15 in the piston 1, but since the area of the piston cavity A is 2 times larger than the rod area, the volume of oil displaced from the cavity B is half the volume required to fill the cavity A. As a result, the pressure in the cavity A drops below atmospheric pressure, by means of a differential pressure, the check valve 16 at the bottom opens 3 of cylinder 2, and the oil begins to flow from the regenerative cavity C into the piston cavity A through channel 8 and through the gap between the locking member of the valve 10 and the girdle 32 of the housing 6. The pressure in the rod cavity B depends on the flow rate of oil through the throttle bore of the and 15, i.e., from the speed of the rod 34. With increasing speed of the rod 34, the pressure in the rod cavity B increases and, accordingly, the resistance force developed by the damper increases. When the force from the oil pressure on the conical locking element of the valve 13 exceeds the force of the spring 23, the safety valve 14 of the valve block in the piston 1 will open, and the oil will enter the cavity A in parallel with the throttle hole 15 through the annular gap between the seat in the housing 5 and the conical locking element valve 13 and further through the central hole 27 in the screw 25 and through the inclined channel 11 in the housing 5. As in the case of compression of the damper, the force developed during tension will be limited by the setting of the safety valve 13. P and setting this valve 13 to 2.5 MPa absorber tensile force does not exceed 5000 N.

В случае отказа клапанного блока или для его регулировки, при помощи ключа вывинчивают общий корпус 5 или 6. При этом, поскольку все детали клапанного блока закреплены в его корпусе, то блок легко заменить на новый. In the event of a valve block failure or for its adjustment, a common housing 5 or 6 is unscrewed with a key. Moreover, since all valve block parts are fixed in its body, the block can be easily replaced with a new one.

Для разборки непосредственно клапанного блока нажимают на упорную шайбу, например, 19. Замковое кольцо 21 выходит из проточки в корпусе 5. После освобождения кольца 21 снимают шайбу 19, пружину 17 и диск. Выворачивают винт 25 и разбирают предохранительный клапан 13. Сборка осуществляется в обратной последовательности. To disassemble the valve block directly, press on the thrust washer, for example, 19. The locking ring 21 comes out of the groove in the housing 5. After releasing the ring 21, the washer 19, the spring 17 and the disk are removed. Turn the screw 25 and disassemble the safety valve 13. Assembly is carried out in the reverse order.

Такая конструкция клапанного блока позволяет быстро его заменить на новый или, сняв его с гасителя колебаний, произвести его проверку, наладку и регулировку на стенде без дальнейшей проверки вместе с гасителем. This design of the valve block allows you to quickly replace it with a new one or, having removed it from the vibration damper, check it, adjust and adjust it on the stand without further verification together with the damper.

Расположение по меньшей мере одного перепускного канала 11, 12 под углом к оси корпуса 5, 6 обеспечивает равномерное распределение давления на запорный орган предохранительного клапана 13, 14, поскольку часть масла вытесняется из полости предохранительного клапана минуя пространство между витками пружины, таким образом устраняется влияние пружины на поток при открытии клапана, давление в пружинной полости остается постоянным, и обеспечивается стабильная характеристика предохранительного клапана. The location of at least one bypass channel 11, 12 at an angle to the axis of the housing 5, 6 provides a uniform distribution of pressure on the shut-off element of the safety valve 13, 14, since part of the oil is displaced from the cavity of the safety valve bypassing the space between the spring coils, thereby eliminating the effect of the spring flow when opening the valve, the pressure in the spring cavity remains constant, and a stable characteristic of the safety valve is ensured.

Claims

1. Valve block comprising safety valves and non-return valves installed in the housing with the possibility of overlapping corresponding bypass channels, the first of which is installed in an axial bore with a spring-loaded shut-off element, characterized in that at least one of the bypass channels of the safety valve is located at an angle to the axis corps.

2. The valve block according to claim 1, characterized in that the check valve spring is installed between the locking body and the thrust washer fixed on the housing.

3. The valve block according to claim 2, characterized in that a groove is made on the surface of the housing, in which a locking ring is located that fixes the thrust washer on the housing.

4. The valve block according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the shut-off element of the non-return valve is made with a throttle hole in communication with the bypass channel of the non-return valve.

5. The valve block according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the shut-off element of the safety valve is made conical.