RU2413819C2

RU2413819C2 - Hydraulic system of independent flows distribution

Info

Publication number: RU2413819C2
Application number: RU2009142321/03A
Authority: RU
Inventors: Виталий Иванович Колтыга (RU); Виталий Иванович Колтыга
Original assignee: Виталий Иванович Колтыга
Priority date: 2009-11-17
Filing date: 2009-11-17
Publication date: 2011-03-10
Also published as: RU2009142321A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: hydraulic system of independent flows distribution consists of hydraulic distributors, discharge cavities of which are supplied from according discharge hydraulic lines. At least another hydraulic distributor is supplied from several discharge hydraulic lines with its discharge cavity via check valves. And at least one check valve that supplies to discharge cavity of any distributor is arranged with the possibility of its forced closure in case of necessity.

EFFECT: distribution of several independent flows by minimum number of distributors between various hydraulic engines.

3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано в многопоточных гидроприводах. Изобретение охватывает ту часть гидропривода, функцией которой является распределение гидравлических потоков рабочей жидкости между гидродвигателями исполнительных устройств и механизмов. Такая гидросистема обычно реализуется посредством изготовления многопоточного многозолотникового распределителя, но возможны случаи, когда гидросистему распределения потоков строят при помощи отдельных гидрораспределителей, которые могут быть установлены на одной плите или удалены друг от друга на значительные расстояния и связаны друг с другом необходимыми гидролиниями.The invention relates to mechanical engineering hydraulics and can be used in multi-threaded hydraulic drives. The invention covers that part of the hydraulic actuator, the function of which is the distribution of hydraulic flows of the working fluid between the hydraulic motors of actuators and mechanisms. Such a hydraulic system is usually implemented through the manufacture of a multi-threaded multi-spool distributor, but there may be cases when the hydraulic flow distribution system is built using separate hydraulic distributors, which can be installed on one plate or separated from each other at considerable distances and connected with each other by the necessary hydraulic lines.

Известна двухпоточная гидросистема распределения независимых потоков гидравлического экскаватора (КАТО, гидравлический экскаватор HD-1500GYS, инструкция по обслуживанию, с.1-7 [1]), в которой все рабочие гидрораспределители разделены на две группы. Гидрораспределители каждой такой группы своими напорными полостями запитываются соответственно только от одной напорной гидролинии. Данная гидросистема позволяет одновременно управлять двумя гидродвигателями. Для возможности работы гидродвигателя от двух потоков необходимо включить соответствующий этому гидродвигателю гидрораспределитель в каждой группе гидрораспределителей. В случае одновременного включения этих двух гидрораспределителей независимые потоки, суммируюясь, направляются к одному гидродвигателю. Если при этом включить еще какой-либо гидрораспределитель, то получится, что к одному из потоков подсоединены по параллельной схеме одновременно два гидродвигателя. Рабочая жидкость этого потока будет стремиться к гидродвигателю с наименьшим внешним сопротивлением. Осуществлять контролируемую работу гидродвигателей в этом случае будет затруднительно.Known dual-flow hydraulic distribution system of independent flows of a hydraulic excavator (KATO, hydraulic excavator HD-1500GYS, service manual, p.1-7 [1]), in which all working hydraulic distributors are divided into two groups. The hydraulic distributors of each such group with their pressure cavities are fed, respectively, only from one pressure head hydraulic line. This hydraulic system allows you to simultaneously control two hydraulic motors. For the hydraulic motor to operate from two streams, it is necessary to include a hydrodistributor corresponding to this hydraulic motor in each group of hydrodistributors. In the case of the simultaneous inclusion of these two valves, the independent flows, summing up, are sent to one hydraulic engine. If at the same time you turn on some other directional control valve, then it turns out that two hydraulic motors are connected to one of the flows in a parallel circuit. The working fluid of this flow will tend to a hydraulic motor with the lowest external resistance. In this case, it will be difficult to carry out controlled operation of hydraulic motors.

Итак, главный недостаток рассмотренной гидросистемы распределения независимых потоков - необходимость иметь на каждый гидродвигатель количество распределителей, равное количеству потоков, от которых должен одновременно работать этот гидродвигатель.So, the main drawback of the considered hydraulic system for the distribution of independent flows is the need to have for each hydraulic motor the number of distributors equal to the number of flows from which this hydraulic motor should simultaneously operate.

Другой вариант гидросистемы распределения потоков по патенту RU 2232235, E02F 9/22 от 26.09.2002 [2] принят за прототип. В отличие от предыдущего аналога, в данной гидросистеме для направления двух потоков к гидродвигателю достаточно включить всего один гидрораспределитель. Напорная полость гидрораспределителя в этом случае запитывается через обратные клапаны от двух независимых потоков. Но для подключения того же гидродвигателя к одному потоку в конструкции такого гидрораспределителя имеется напорная полость, которая подключена только к одному потоку через дополнительный обратный клапан и изолирована от имеющейся напорной полости. Данная гидросистема позволяет при включении распределителя в первую позицию направить к гидродвигателю все потоки, а при переключении распределителя в противоположную позицию гидродвигатель включится на реверс и будет работать от одного потока.Another version of the hydraulic flow distribution system according to the patent RU 2232235, E02F 9/22 dated 09/26/2002 [2] is adopted as a prototype. Unlike the previous analogue, in this hydraulic system, to direct two flows to the hydraulic motor, it is enough to turn on only one valve. The pressure chamber of the control valve in this case is fed through check valves from two independent flows. But to connect the same hydraulic motor to one flow, the design of such a control valve has a pressure cavity, which is connected to only one flow through an additional non-return valve and is isolated from the existing pressure cavity. This hydraulic system makes it possible to direct all flows to the hydraulic motor when the distributor is turned on in the first position, and when the distributor is switched to the opposite position, the hydraulic motor will turn on and will operate from one flow.

Необходимость иметь в конструкции гидрораспределителя дополнительный обратный клапан для запитывания изолированной напорной полости является недостатком этой гидросистемы.The need to have an additional check valve in the design of the control valve for feeding an isolated pressure cavity is a drawback of this hydraulic system.

Предлагаемое техническое решение направлено на устранение указанных недостатков. Оно позволяет без дополнительных обратных клапанов запитывать напорную полость гидрораспределителя от независимых потоков в необходимом количестве и одновременно управлять несколькими гидродвигателями.The proposed technical solution is aimed at eliminating these shortcomings. It allows, without additional check valves, to feed the pressure chamber of the control valve from independent flows in the required quantity and simultaneously control several hydraulic motors.

Технический результат достигается тем, что напорные полости гидрораспределителей подключаются к выходам обратных клапанов, каждый из которых своим входом подсоединен к одной из напорных гидролиний, по которым подаются независимые потоки. Для управления количеством потоков, подаваемых к напорной полости распределителя, эти обратные клапаны могут принудительно закрываться. В случае подачи управляющего сигнала, такой обратный клапан закрывается и не пропускает поток к напорной полости распределителя.The technical result is achieved by the fact that the pressure cavities of the control valves are connected to the outputs of the check valves, each of which is connected by its input to one of the pressure hydraulic lines, through which independent flows are supplied. To control the number of flows supplied to the pressure chamber of the distributor, these check valves can be forced to close. In the case of a control signal, such a check valve closes and does not allow flow to the pressure chamber of the distributor.

Гидросистема распределения независимых потоков может быть встроена в гидропривод экскаватора.A hydraulic distribution system for independent flows can be integrated into the hydraulic drive of an excavator.

Заявляемое техническое решение поясняется гидросхемами, на примерах которых показана возможность применения предлагаемой гидросистемы распределения потоков для разных способов запитки напорных полостей гидрораспределителей. Следует заметить, что эти примеры не охватывают все возможное многообразие вариантов, в которых может быть использовано предлагаемое изобретение.The claimed technical solution is illustrated by hydraulic circuits, the examples of which show the possibility of using the proposed hydraulic flow distribution system for different ways of feeding pressure cavities of hydraulic distributors. It should be noted that these examples do not cover all the possible variety of options in which the present invention can be used.

На фиг.1 дана гидросистема, в которой напорные гидролини выполнены в виде направленных навстречу друг другу проточных каналов.Figure 1 shows a hydraulic system in which pressure hydraulic lines are made in the form of flow channels directed towards each other.

На фиг.2 показана гидросистема с распределителями, запитываемыми по смешанной схеме. К потоку Р1 распределители подсоединены по параллельной схеме. Поток Р2 подается по проточному напорному каналу, к которому распределители подсоединяются по индивидуальной схеме.In Fig.2 shows a hydraulic system with valves, powered by a mixed circuit. Distributors are connected to stream P1 in parallel. The flow P2 is fed through a flow discharge channel to which the distributors are connected according to an individual circuit.

На фиг.3 изображена гидросистема, в которой гидрораспределители запитаны по параллельной схеме от двух напорных гидролиний.Figure 3 shows a hydraulic system in which the control valves are powered in parallel from two pressure hydraulic lines.

Представленные на фиг.1, 2 и 3 гидросистемы распределения независимых потоков включают в себя гидрораспределители 1-3 с напорными полостями 4-6, которые запитываются от напорных гидролиний 7-8, по которым соответственно подаются независимые потоки Р1 и Р2. Между напорными полостями распределителей и напорными гидролиниями могут быть установлены обратные клапаны 9 -15, часть из которых может запираться по сигналу как обратные клапаны 13-15. Напорная полость 6 гидрораспределителя 3 может быть запитана непосредственно от напорной гидролинии 8, как это показано на фиг.2 и 3.The hydraulic systems for distributing independent flows shown in FIGS. 1, 2 and 3 include hydraulic distributors 1-3 with pressure cavities 4-6, which are fed from pressure hydraulic lines 7-8, through which independent flows P1 and P2 are respectively supplied. Between the pressure cavities of the distributors and the pressure hydraulic lines, check valves 9-15 can be installed, some of which can be locked by a signal as check valves 13-15. The pressure cavity 6 of the control valve 3 can be powered directly from the pressure line 8, as shown in Fig.2 and 3.

Пример гидросистемы распределения независимых потоков, представленной на фиг.1, работает следующим образом. В исходном положении распределители 1-3 находятся в нейтральной позиции, напорные полости 4-6 всех гидрораспределителей заперты. Обратные клапаны 9-14 закрыты. При включении, например гидрораспределителя 1, происходит перекрытие напорных гидролиний 7 и 8 с одновременным подключением напорной полости 4 к соответствующему гидродвигателю. Под действием давления потоков Р1 и Р2 обратные клапаны 9 и 13 открываются. Потоки Р1 и Р2, суммируясь, направляются в рабочую полость гидродвигателя. Если дополнительно включить гидрораспределитель 2 в левую позицию, переместив распределитель вправо, то поток Р2 будет одновременно подводиться к напорным полостям 4 и 5 гидрораспределителей 1 и 2. В этом случае, закрыв обратный клапан 13 (для чего надо подать на него сигнал), можно направить поток Р2 из напорной линии 8 через открытый обратный клапан 14 в напорную полость 5, а оттуда к соответствующему ей гидродвигателю.An example of a hydraulic system for the distribution of independent flows, presented in figure 1, works as follows. In the initial position, dispensers 1-3 are in a neutral position, pressure cavities 4-6 of all control valves are locked. Check valves 9-14 are closed. When you turn on, for example the control valve 1, the pressure hydraulic lines 7 and 8 overlap with the simultaneous connection of the pressure cavity 4 to the corresponding hydraulic motor. Under the influence of the pressure of flows P1 and P2, the check valves 9 and 13 open. The flows P1 and P2, summing up, are sent to the working cavity of the hydraulic motor. If we additionally turn the control valve 2 to the left position by moving the control valve to the right, then the flow P2 will be simultaneously led to the pressure cavities 4 and 5 of the control valves 1 and 2. In this case, by closing the check valve 13 (for which you need to apply a signal to it), you can direct the flow of P2 from the pressure line 8 through the open check valve 14 into the pressure cavity 5, and from there to the corresponding hydraulic motor.

При одновременном включении гидрораспределителя 2 в правую позицию, а гидрораспределителя 3 в левую позицию, с одновременной подачей сигнала на обратный клапан 14, поток Р2 через обратный клапан 12 будет направлен в напорную полость 6 золотника 3, а поток Р1 через клапан 10 - в напорную полость 5 золотника 2. При отключении гидрораспределителя 3 и снятии сигнала с обратного клапана 14 поток Р2 через этот открывшийся обратный клапан будет поступать в напорную полость 5 и суммироваться с потоком Р1. Работа данной гидросистемы распределения потоков, при нахождении ее гидрораспределителей в иных позициях, ничем не отличается от работы прототипа и известных гидросистем с индивидуальной запиткой распределителей и поэтому здесь не рассматривается.When the valve 2 is turned on in the right position and valve 3 is in the left position, while the signal is sent to the check valve 14, the flow of P2 through the check valve 12 will be directed to the pressure chamber 6 of the spool 3, and the flow of P1 through the valve 10 - to the pressure chamber 5 of the spool 2. When the valve 3 is turned off and the signal is removed from the check valve 14, the P2 flow through this opened check valve will enter the pressure cavity 5 and add up to the P1 flow. The work of this hydraulic system for distributing flows, when its valves are in different positions, is no different from the work of the prototype and the known hydraulic systems with individual feeding of the distributors and therefore is not considered here.

Пример гидросистемы распределения независимых потоков, представленной на фиг.2, работает следующим образом. При включении гидрораспределителя 1 в любую позицию происходит перекрытие напорной гидролинии 8. Одновременно с этим напорная полость 4 соединяется с соответствующим гидродвигателем, поэтому поток Р1 через обратный клапан 9, а поток Р2 через обратный клапан 10 поступают в открывшуюся напорную полость 4. Гидродвигатель, управляемый распределителем 1, будет работать от двух потоков. При подключении гидрораспределителя 2, имеющего приоритет на подключение к потоку Р2 по отношению к гидрораспределителю 1, поток Р2 будет направлен в напорную полость 5. Для того чтобы гидродвигатель, управляемый от гидрораспределителя 1, мог работать от потока Р1, на обратный клапан 13 подается сигнал. После закрытия обратного клапана 13 поток Р1 через открытый обратный клапан 9 направится к напорной полости 4 гидрораспределителя 1. Таким образом будет контролироваться одновременная работа гидродвигателей, управляемых гидрораспределителями 1 и 2.An example of a hydraulic system for the distribution of independent flows, presented in figure 2, works as follows. When the control valve 1 is turned on at any position, the pressure hydraulic line 8 is blocked. At the same time, the pressure cavity 4 is connected to the corresponding hydraulic motor, so the flow P1 through the check valve 9, and the flow P2 through the check valve 10 enter the open pressure cavity 4. The hydraulic motor controlled by the distributor 1, will work on two threads. When connecting the control valve 2, which has priority on connecting to the flow P2 in relation to the control valve 1, the flow P2 will be directed to the pressure cavity 5. In order for the hydraulic motor controlled from the control valve 1 to be able to work from the flow P1, a signal is sent to the check valve 13. After closing the check valve 13, the flow P1 through the open check valve 9 will be directed to the pressure cavity 4 of the control valve 1. Thus, the simultaneous operation of hydraulic motors controlled by control valves 1 and 2 will be controlled.

Если включить только один гидрораспределитель 2, например в правую позицию, то оба потока Р1 и Р2 через открывшиеся обратные клапаны 11 и 13 устремятся в напорную полость 5 этого гидрораспределителя. При переключении гидрораспределителя 2 в левую позицию, в которой гидродвигатель, управляемый этим распределителем, должен работать от одного потока, подается сигнал на закрытие обратного клапана 13. В этом случае гидродвигатель, управляемый гидрораспределителем 2, будет работать только от одного потока Р2.If you include only one valve 2, for example in the right position, then both flows P1 and P2 through the opened check valves 11 and 13 will rush into the pressure cavity 5 of this valve. When switching the directional control valve 2 to the left position, in which the hydraulic motor controlled by this directional valve must work from one flow, a signal is sent to close the check valve 13. In this case, the hydraulic control motor controlled by the control valve 2 will operate from only one flow P2.

При одновременном включении гидрораспределителя 2 и 3 поток Р2 будет поступать непосредственно в напорную полость 6 гидрораспределителя 3, а в напорную полость 5 гидрораспределителя 2 через открытый обратный клапан 13 будет подаваться поток Р1.With the simultaneous activation of the control valve 2 and 3, the flow P2 will flow directly into the pressure chamber 6 of the control valve 3, and the flow P1 will be supplied to the pressure chamber 5 of the control valve 2 through the open check valve 13.

Пример гидросистемы распределения независимых потоков, представленной на фиг.3, работает следующим образом. При включении гидрораспределителя 1 в любую позицию поток Р1 через обратный клапан 9, а поток Р2 через обратный клапан 13 будут направлены в напорную полость 4. При одновременном включении гидрораспределителей 1 и 2 на обратные клапаны 13 и 14 подается сигнал, по которому эти клапаны закрываются в целях предотвращения неуправляемой работы соответствующих им гидродвигателей. Поэтому поток Р1 через обратный клапан 9 будет подаваться в напорную полость 4 гидрораспределителя 1, а поток Р2 через открытый обратный клапан 15 будет поступать в напорную полость 5 гидрораспределителя 2.An example of a hydraulic system for the distribution of independent flows, presented in figure 3, works as follows. When the valve 1 is turned on at any position, the flow P1 through the non-return valve 9, and the flow P2 through the non-return valve 13 will be directed to the pressure cavity 4. When the valves 1 and 2 are turned on simultaneously, a signal is sent to the non-return valves 13 and 14, by which these valves close in in order to prevent uncontrolled operation of their respective hydraulic motors. Therefore, the flow P1 through the check valve 9 will be supplied to the pressure cavity 4 of the control valve 1, and the flow P2 through the open check valve 15 will enter the pressure cavity 5 of the control valve 2.

Если включить только один гидрораспределитель 2, например, в правую позицию, то оба потока Р1 и Р2, через открывшиеся обратные клапаны 14 и 15 устремятся в напорную полость 5 этого гидрораспределителя. При переключении гидрораспределителя 2 в левую позицию, в которой гидродвигатель, управляемый этим распределителем должен работать от одного потока, подается сигнал на закрытие обратного клапана 14. В этом случае гидродвигатель, управляемый гидрораспределителем 2, будет работать только от одного потока Р2.If you include only one valve 2, for example, in the right position, then both flows P1 and P2, through the opened check valves 14 and 15, will rush into the pressure cavity 5 of this valve. When switching the directional control valve 2 to the left position, in which the hydraulic motor controlled by this directional valve must work from one flow, a signal is sent to close the check valve 14. In this case, the hydraulic control motor controlled by the control valve 2 will operate from only one flow P2.

При одновременном включении гидрораспределителя 2 и 3 поток Р2 будет поступать непосредственно в напорную полость 6 гидрораспределителя 3, а в напорную полость 5 гидрораспределителя 2 через открытый обратный клапан 14 будет подаваться поток Р1. Обратный клапан 15 в этом случае должен быть закрыт, с этой целью на него подается сигнал.With the simultaneous activation of the control valve 2 and 3, the flow P2 will go directly to the pressure chamber 6 of the control valve 3, and the flow P1 will be supplied to the pressure chamber 5 of the control valve 2 through the open check valve 14. The non-return valve 15 in this case must be closed, for this purpose a signal is supplied to it.

Claims

1. A hydraulic distribution system for independent flows, consisting of hydraulic valves, the pressure cavities of which are supplied from the corresponding pressure hydraulic lines, characterized in that there is at least one hydraulic valve, which is supplied with pressure through the check valves from several pressure hydraulic lines, and at least one non-return valve , feeding the pressure cavity of any valve, is made with the possibility of its forced closure if necessary.

2. The hydraulic system according to claim 1, characterized in that it is built into the hydraulic drive of the excavator.