RU2193701C1

RU2193701C1 - Sectional hydraulic distributor with proportional electrohydraulic control

Info

Publication number: RU2193701C1
Application number: RU2001134565/06A
Authority: RU
Inventors: С.И. Копытин
Original assignee: Копытин Сергей Иванович
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2002-11-27

Abstract

FIELD: hydraulic control systems. SUBSTANCE: proposed hydraulic distributor has delivery section with delivery main line, drain section with drain main line and overflow channel, electrically controlled spool-type hydraulic distributors of first stage connected to hydraulic control line communicating with delivery main line through reducing valve and filter, working sections formed by spool-type hydraulic distributors of second stage, adjustable throttle installed in overflow channel of drain section after spool-type hydraulic distributors of second stage. Hydraulic distributor of second stage is six-way, with overflow channel open in neutral position of spool. Radial delivery and drain holes are made in body of cylindrical spool. Ball-type check valves installed in channels preclude reverse flow of working liquid when section is placed in working position. Ring groove forms overflow channel with grooves of housing of working section. Width of spool groove does not exceed width of working belt. EFFECT: improved reliability. 5 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике, в частности к гидравлической распределительной аппаратуре, и может быть использовано в системах дистанционного гидроавтоматического управления исполнительными органами различных машин и механизмов. The invention relates to mechanical engineering hydraulics, in particular to hydraulic distribution equipment, and can be used in remote hydraulic control systems by executive bodies of various machines and mechanisms.

Известен секционный гидрораспределитель с пропорциональным электрогидравлическим управлением, содержащий напорную секцию с напорной магистралью, сливную секцию со сливной магистралью, электроуправляемые золотниковые гидрораспределители первого каскада, подключенные к гидролинии управления, рабочие секции, образованные золотниковыми гидрораспределителями второго каскада, подключенными параллельно соответствующими подводами к напорной и сливной магистралям и рабочими отводами - к исполнительным механизмам. (RU 2017018 С1, F 15 В 13/043, 30.07.1994)
Недостатком известного секционного гидрораспределителя с пропорциональным электрогидравлическим управлением является то, что для надежной работы гидрораспределителя и его системы управления нужен специальный источник давления рабочей жидкости.Known sectional control valve with proportional electro-hydraulic control, containing a pressure section with a pressure line, a drain section with a drain line, electrically controlled spool valves of the first cascade connected to the control line, working sections formed by spool valves of the second cascade connected in parallel to the corresponding supply to the pressure and drain mains and working bends - to executive mechanisms. (RU 2017018 C1, F 15 V 13/043, 07/30/1994)
A disadvantage of the known sectional control valve with proportional electro-hydraulic control is that for the reliable operation of the control valve and its control system, a special source of working fluid pressure is needed.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому техническому результату к изобретению является секционный гидрораспределитель с пропорциональным электрогидравлическим управлением, содержащий напорную секцию с напорной магистралью, сливную секцию со сливной магистралью и переливным каналом, электроуправляемые золотниковые гидрораспределители первого каскада, подключенные к гидролинии управления, сообщенной с напорной магистралью через редукционный клапан и фильтр, рабочие секции, образованные золотниковыми гидрораспределителями второго каскада, подключенными параллельно соответствующими подводами к напорной и сливной магистралям и рабочими отводами - к исполнительным механизмам, регулируемый дроссель, установленный в переливном канале после золотниковых гидрораспределителей второго каскада. (RU 2084708 C1, F 15 В 13/00, 20.07.1997)
В указанном гидрораспределителе устранен упомянутый выше недостаток за счет введения дополнительной секции, однако это, в свою очередь, приводит к увеличению габаритов и веса гидрораспределителя и увеличению гидравлических потерь напора за счет включения дополнительных стыков секций. Кроме того, недостатком такого гидрораспределителя является низкая плавность управления при переходе золотника гидрораспределителя из нейтрального положения в рабочее из-за отсутствия переливного канала в рабочей секции гидрораспределителя.The closest in technical essence and technical result achieved to the invention is a sectional directional control valve with proportional electro-hydraulic control, comprising a pressure section with a pressure line, a drain section with a drain line and an overflow channel, electrically controlled spool valves of the first stage connected to a control line in communication with the pressure line through the pressure reducing valve and the filter, working sections formed by spool hydraulic the second stage distributors, connected in parallel to the respective inlets to the pressure and drain lines and the working branches - to the actuators, an adjustable throttle installed in the overflow channel after the second valve spool valves. (RU 2084708 C1, F 15 V 13/00, 07.20.1997)
In the said valve, the aforementioned drawback is eliminated by introducing an additional section, however, this, in turn, leads to an increase in the size and weight of the valve and an increase in hydraulic pressure losses due to the inclusion of additional section joints. In addition, the disadvantage of such a control valve is the low smoothness of control when the directional valve spool moves from a neutral position to the working position due to the lack of an overflow channel in the working section of the control valve.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является уменьшение габаритов и веса, а также повышение кпд, плавности и надежности управления при совмещении операций и улучшения регулировочных характеристик распределителя за счет обеспечения пропорциональной подачи рабочей жидкости к исполнительным механизмам. The technical problem to which this invention is directed is to reduce dimensions and weight, as well as increase efficiency, smoothness and reliability of control when combining operations and improve the control characteristics of the distributor by ensuring proportional flow of working fluid to the actuators.

Указанная задача достигается за счет того, что секционный гидрораспределитель с пропорциональным электрогидравлическим управлением содержит напорную секцию с напорной магистралью, сливную секцию со сливной магистралью, электроуправляемые золотниковые гидрораспределители первого каскада, подключенные к гидролинии управления, сообщенной с напорной магистралью через редукционный клапан и фильтр, рабочие секции, образованные золотниковыми гидрораспределителями второго каскада, подключенными параллельно соответствующими подводами к напорной и сливной магистралям и рабочими отводами - к исполнительным механизмам, и регулируемый дроссель, установленный в переливном канале после золотниковых гидрораспределителей второго каскада, при этом регулируемый дроссель установлен в переливном канале сливной секции, гидрораспределитель второго каскада выполнен шестиходовым с открытым в нейтральной позиции цилиндрического золотника переливным каналом, сообщенным с напорной магистралью и переливным каналом сливной секции, в теле цилиндрического золотника с образованием рабочих поясков выполнены радиальные напорные и сливные отверстия и сообщенные с ними глухие осевые каналы, в которых установлены шариковые обратные клапаны, предназначенные для исключения обратного потока рабочей жидкости в момент включения рабочей секции в рабочее положение, и кольцевая проточка, образующая с проточками корпуса рабочей секции переливной канал, причем ширина проточки цилиндрического золотника не превышает ширину его рабочего пояска. This task is achieved due to the fact that a sectional control valve with proportional electro-hydraulic control contains a pressure section with a pressure line, a drain section with a drain line, electrically controlled spool valves of the first cascade connected to the control line connected to the pressure line through a pressure reducing valve and filter, working sections formed by spool valves of the second cascade connected in parallel with the corresponding supply to pressure and drain lines and working branches - to actuators, and an adjustable throttle installed in the overflow channel after the spool valves of the second stage, while an adjustable throttle is installed in the overflow channel of the drain section, the second direction valve is six-way with the cylindrical spool open in the neutral position overflow channel in communication with the pressure line and overflow channel of the drain section in the body of a cylindrical spool with the formation The working belts are provided with radial pressure and drain holes and blind axial channels connected with them, in which ball check valves are installed, designed to exclude the back flow of the working fluid at the moment the working section is turned into the working position, and an annular groove forming overflows with the grooves of the working section channel, and the width of the grooves of the cylindrical spool does not exceed the width of its working belt.

На фиг. 1 показан общий вид секционного гидрораспределителя с пропорциональным электрогидравлическим управлением. In FIG. 1 shows a general view of a sectional control valve with proportional electro-hydraulic control.

На фиг.2 показан разрез по А-А на фиг.1. Figure 2 shows a section along aa in figure 1.

На фиг.3 показан разрез по Б-Б на фиг.1. Figure 3 shows a section along BB in figure 1.

На фиг.4 показан разрез золотника гидрораспределителя второго каскада. Figure 4 shows a section of the spool valve of the second cascade.

На фиг.5 показано условное графическое изображение секционного гидрораспределителя с пропорциональным электрогидравлическим управлением. Figure 5 shows a conditional graphical representation of a sectional control valve with proportional electro-hydraulic control.

Секционный гидрораспределитель с пропорциональным электрогидравлическим управлением содержит напорную секцию 1 с напорной магистралью 2, и, например, предохранительным клапаном 3 непрямого действия, сливную секцию 4 со сливной магистралью 5 и переливным каналом 6, электроуправляемые золотниковые гидрораспределители 7 первого каскада, подключенные к напорной гидролинии 8 управления, сообщенной с напорной магистралью 2 через редукционный клапан 9 и фильтр 10, и сливной линии 11 управления, подключенной к гидробаку (не показан). Рабочие секции 12, одна или несколько, образованные золотниковыми гидрораспределителями 13 второго каскада, подключенными параллельно соответствующими подводами 14 и 15 к напорной 2 и сливной 5 магистралям, а рабочими отводами 16 подключенными к исполнительным механизмам (не показаны). Регулируемый дроссель 17 установлен в переливном канале 6 сливной секции 4 после золотниковых гидрораспределителей 13 второго каскада. Гидрораспределитель 13 второго каскада выполнен шестиходовым с открытым в нейтральной позиции золотника 18 переливным каналом 6, сообщенным с напорной магистралью 2 и переливным каналом 6 сливной секции 4. В теле цилиндрического золотника 18 выполнены радиальные напорные 19 и на некотором расстоянии L₁ от них, образующем рабочие пояски 21 золотника 18, сливные 20 отверстия. Кроме того, в теле золотника 18 выполнены со стороны обоих торцов золотника 18 глухие осевые каналы 22, сообщенные с напорными 19 и сливными 20 отверстиями, при этом в каналах 22 установлены шариковые обратные клапаны 23, исключающие обратный поток рабочей жидкости в момент включения секции в рабочее положение. Радиальные напорные отверстия 19 могут быть выполнены в виде одного ряда отверстий, расположенных в зоне глухих торцов осевого канала 22. А сливные отверстия 20 могут быть выполнены в виде двух рядов отверстий. А также на наружной поверхности золотника 18, между сливными отверстиями 20 и одним из торцов золотника 18, выполнена кольцевая проточка 24, образующая с проточками 25 корпуса 26 рабочей секции 12 переливной канал 6, причем ширина L₂ проточки 24 золотника 18 не превышает ширину L₁ рабочего пояска 21.A sectional control valve with proportional electro-hydraulic control contains a pressure section 1 with a pressure line 2, and, for example, a safety valve 3 of indirect action, a drain section 4 with a drain line 5 and an overflow channel 6, electrically operated spool valves 7 of the first stage connected to a pressure control hydraulic line 8 connected to the pressure line 2 through a pressure reducing valve 9 and a filter 10, and a control drain line 11 connected to a hydraulic tank (not shown). The working sections 12, one or more, formed by spool valves 13 of the second stage, connected in parallel with the corresponding inlets 14 and 15 to the pressure 2 and drain 5 highways, and the working bends 16 connected to the actuators (not shown). An adjustable throttle 17 is installed in the overflow channel 6 of the drain section 4 after the spool valves 13 of the second stage. The hydrodistributor 13 of the second stage is made six-way with the overflow channel 6 open in the neutral position of the spool 18, in communication with the pressure line 2 and the overflow channel 6 of the drain section 4. Radial pressure valves 19 are made in the body of the cylindrical spool 18 and at some distance L ₁ from them, forming working bands 21 spool 18, drain 20 holes. In addition, in the body of the spool 18, there are blind axial channels 22 connected to the pressure head 19 and drain holes 20 on both sides of the spool 18, and ball check valves 23 are installed in the channels 22, which exclude the return flow of the working fluid when the section is switched on to the working position. Radial pressure openings 19 can be made in the form of one row of holes located in the area of the blind ends of the axial channel 22. And the drain holes 20 can be made in the form of two rows of holes. And also on the outer surface of the spool 18, between the drain holes 20 and one of the ends of the spool 18, an annular groove 24 is made, forming an overflow channel 6 with the grooves 25 of the housing 26 of the working section 12, the width L _{2 of the} groove 24 of the spool 18 not exceeding the width L ₁ working belt 21.

Секционный гидрораспределитель с пропорциональным электрогидравлическим управлением работает следующим образом. Перед началом работы производят регулировку дросселя 17 и настраивают на величину давления, необходимую для создания предварительного давления между напорной 2 и сливной 5 магистралью. Основной поток рабочей жидкости из напорной магистрали 2 по переливному каналу 6, пройдя все рабочие секции 12, через дроссель 17 сливается в гидробак. Другая часть потока из напорной магистрали 2 под предварительным давлением настройки, пройдя через фильтр 10 и редукционный клапан 9, снижает свое предварительное давление до заданной величины и поступает в напорную гидролинию 8 управления. При отсутствии электрического сигнала на золотниковых гидрораспределителях 7 первого каскада поток жидкости по сливной линии 11 управления поступает также в гидробак. При подаче управляющего электрического сигнала на один золотниковый гидрораспределитель 7 первого каскада он включается и сообщает полость управления золотника 18 второго каскада с напорной гидролинией 8 управления, и золотник 18 смещается в одну из сторон. При этом переливной канал 6 данной рабочей секции 12 перекрывается, и напорная магистраль 2 отсоединяется от сливной магистрали 5 и подсоединяется через подвод 14, напорное отверстие 19, осевой канал 22, шариковый обратный клапан 23 и сливное отверстие 20 к рабочему отводу 16 и далее к исполнительному механизму, а от него через другой отвод 16 и аналогичную половину золотника 18 рабочая жидкость поступает в сливную магистраль 5 и гидробак. Sectional control valve with proportional electro-hydraulic control operates as follows. Before starting work, the throttle 17 is adjusted and adjusted to the pressure required to create the preliminary pressure between the pressure line 2 and the drain 5 line. The main flow of the working fluid from the pressure line 2 through the overflow channel 6, having passed all the working sections 12, through the throttle 17 is discharged into the hydraulic tank. Another part of the flow from the pressure line 2 under the preliminary setting pressure, passing through the filter 10 and the pressure reducing valve 9, reduces its preliminary pressure to a predetermined value and enters the pressure control hydraulic line 8. In the absence of an electrical signal on the spool valves 7 of the first stage, the fluid flow through the drain line 11 control also enters the hydraulic tank. When a control electric signal is applied to one spool valve 7 of the first stage, it turns on and communicates the control cavity of the spool 18 of the second stage with pressure control hydraulic line 8, and the spool 18 is shifted to one side. In this case, the overflow channel 6 of this working section 12 is closed, and the pressure line 2 is disconnected from the drain line 5 and connected through the inlet 14, the pressure hole 19, the axial channel 22, the ball check valve 23 and the drain hole 20 to the working branch 16 and further to the executive the mechanism, and from it through another outlet 16 and a similar half of the spool 18, the working fluid enters the drain line 5 and the hydraulic tank.

Если при включении рабочей секции 12 в рабочее положение возникает ситуация, когда давление в рабочей полости исполнительного механизма превышает давление настройки предохранительного клапана 3 напорной секции 1, то в этом случае срабатывает шариковый обратный клапан 23: садясь на седло, он предотвращает обратный поток рабочей жидкости. If, when the working section 12 is turned on, the situation arises when the pressure in the working cavity of the actuator exceeds the setting pressure of the safety valve 3 of the pressure section 1, then in this case the ball check valve 23 is activated: sitting on the seat, it prevents the backflow of working fluid.

Изобретение позволяет при использовании уменьшить габариты и вес секционного гидрораспределителя, повысить его кпд и надежность управления. The invention allows, when used, to reduce the dimensions and weight of the sectional control valve, to increase its efficiency and control reliability.

Claims

Sectional directional control valve with proportional electro-hydraulic control, comprising a pressure section with a pressure line, a drain section with a drain line and an overflow channel, electrically controlled spool valves of the first cascade connected to the control line connected to the pressure line through a pressure reducing valve and a filter, working sections formed by spool valves the second cascade connected in parallel with the corresponding supply to the pressure and drain m to the mains and working bends - to the actuators, an adjustable throttle installed in the overflow channel after the spool valves of the second stage, characterized in that the adjustable throttle is installed in the overflow channel of the drain section, the second direction valve is made six-way with the open overflow channel in the neutral position of the spool, radial pressure and drain holes are made in the body of the cylindrical spool, forming spool working belts, blind axial channels, connected with holes, while ball check valves are installed in the channels, which exclude the return flow of the working fluid at the moment the section is switched on to the working position, and an annular groove forming an overflow channel with the grooves of the working section housing, and the width of the groove of the spool does not exceed the width of the working girdle.