RU2439382C2

RU2439382C2 - Hydraulic actuator with automatic electro-hydraulic pressure regulator

Info

Publication number: RU2439382C2
Application number: RU2010104426/06A
Authority: RU
Inventors: Ростислав Семёнович Архипов (RU); Ростислав Семёнович Архипов; Валентин Михайлович Базякин (RU); Валентин Михайлович Базякин; Юрий Сергеевич Горохов (RU); Юрий Сергеевич Горохов; Николай Александрович Верин (RU); Николай Александрович Верин; Дмитрий Евгеньевич Сухов (RU); Дмитрий Евгеньевич Сухов; Владимир Юрьевич Шурыгин (RU); Владимир Юрьевич Шурыгин; Константин Викторович Зотов (RU); Константин Викторович Зотов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" (ОАО "ПМЗ ВОСХОД")
Priority date: 2010-02-08
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2012-01-10
Also published as: RU2010104426A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: hydraulic actuator can be used as control actuator for soil pressing with tunnelling shield during mining operations. It includes at least three hydraulic cylinders with feedback sensors, which are connected by means of flexible pipelines, hydraulic control unit, electric control unit, electro-hydraulic pressure control and pump station. Optimum pressure control is performed owing to electric signal that is shaped in electric control unit due to the signals from excess pressure converters from each hydraulic cylinder; at that, signal is supplied to electro-hydraulic pressure control that maintains optimum pressure in delivery line of hydraulic actuator.

EFFECT: enhanced reliability.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области гидравлики и может быть использовано в качестве исполнительного механизма продавливающего щита в шахтных работах.The invention relates to the field of hydraulics and can be used as an actuator for a punching shield in mine work.

Известна гидравлическая схема (гидрораспределитель) с механическим ручным управлением, содержащая два золотниковых шестилинейных трехпозиционных распределителя с обратными клапанами на линии подачи перед входом распределителей, с регулятором давления, состоящим из переливного и предохранительного клапанов, управляемого от линии полостного давления через клапаны типа ИЛИ (патент №2320902 C2 от 13.04.2006). Известны достоинства указанных гидравлических систем: наличие регулятора давления, позволяющего осуществлять постоянную скорость исполнительного механизма независимо от нагрузки, наличие клапанов типа ИЛИ, осуществляющих выбор давления, управляющего регулятором.Known hydraulic circuit (valve) with mechanical manual control, containing two spool six-linear three-position valves with check valves on the supply line in front of the valves, with a pressure regulator consisting of overflow and safety valves, controlled from the cavity pressure line through the valves of type OR (patent No. 2320902 C2 dated 04/13/2006). The advantages of these hydraulic systems are known: the presence of a pressure regulator that allows for a constant speed of the actuator regardless of the load, the presence of OR valves, which select the pressure that controls the regulator.

Однако при большом количестве исполнительных механизмов выбор давления, управляющего регулятором, становится затруднительным. Кроме того, в некоторых видах приводов, например в приводах продавливающих щитов при шахтных работах, исполнительный орган сталкивается с различными видами горных пород от песка до скального грунта. При этом необходимо автоматически регулировать величину избыточного давления, которое в известной схеме определяется пружиной предохранительного клапана и имеет постоянное значение.However, with a large number of actuators, the choice of pressure that controls the regulator becomes difficult. In addition, in some types of drives, for example in drives of punching shields during mine operations, the executive body encounters various types of rocks from sand to rocky soil. In this case, it is necessary to automatically adjust the amount of overpressure, which in a known circuit is determined by the safety valve spring and has a constant value.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, а также выполнение дополнительных требований предъявляемых к гидроприводам по регулированию величины давления.The technical task of the invention is the elimination of these disadvantages, as well as the implementation of additional requirements for hydraulic actuators for regulating the pressure.

Поставленная задача решается тем, что в заявленном гидроприводе с автоматическим электрогидравлическим регулятором давления, содержащем три и более исполнительных гидроцилиндра с датчиками обратной связи по положению штока, соединенные трубопроводами с гидравлическим блоком управления, в котором размещены соединенные соответствующим образом гидравлическими каналами электрогидравлические усилители, управляющие соответствующими гидроцилиндрами, гидрозамки, обратные клапаны, который соединяется гибкими трубопроводами с электрогидравлическим регулятором давления и насосной станцией, при этом полость каждого исполнительного гидроцилиндра, отвечающего за движение штока на выпуск, соединена с датчиками избыточного давления, которые посредством электрических сигналов передают информацию о значении давления в электрический блок управления, где формируется электрический сигнал как наибольший сигнал с какого-либо преобразователя избыточного давления плюс регулируемое давление на гидравлические потери и подается к электрогидравлическому регулятору давления, который в зависимости от подаваемого сигнала перепускает часть рабочей жидкости из подачи в сливную полость, поддерживая давление, необходимое и оптимальное для перемещения штока наиболее нагруженного исполнительного гидроцилиндра.The problem is solved in that in the inventive hydraulic actuator with an automatic electro-hydraulic pressure regulator containing three or more actuating hydraulic cylinders with feedback sensors for the position of the rod, connected by pipelines to a hydraulic control unit, in which are placed electro-hydraulic amplifiers connected by corresponding hydraulic channels controlling the respective hydraulic cylinders , hydraulic locks, check valves, which is connected by flexible pipelines to an electro a hydraulic pressure regulator and a pumping station, while the cavity of each actuating hydraulic cylinder responsible for the movement of the rod to the outlet is connected to overpressure sensors, which transmit electrical information about the pressure value to the electrical control unit via electrical signals, where the electrical signal is generated as the largest signal or an overpressure converter plus adjustable pressure for hydraulic losses and is supplied to the electro-hydraulic pressure regulator, which which, depending on the supplied signal, bypasses part of the working fluid from the supply to the drain cavity, maintaining the pressure necessary and optimal for moving the rod of the most loaded actuating hydraulic cylinder.

Сущность предполагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором показана общая схема гидропривода.The essence of the alleged invention is illustrated by the drawing, which shows the General scheme of the hydraulic drive.

Гидропривод с автоматическим электрогидравлическим регулятором давления (далее по тексту гидропривод) содержит исполнительные гидроцилиндры 1 с датчиками обратной связи 2, которые гибкими трубопроводами 3 соединены с гидравлическим блоком управления 4, в котором размещены соединенные соответствующим образом электрогидравлические усилители 5, управляющие соответствующими гидроцилиндрами, гидрозамки, обратные клапаны, преобразователи избыточного давления 6, соединенные с полостями 7 гидроцилиндров управляющими движением штоков на выпуск. Преобразователи избыточного давления 6 посредством электрических сигналов передают информацию о давлении в электрический блок 8, кроме того, в гидросхеме присутствуют соединенные гибкими трубопроводами электрогидравлический регулятор 9, состоящий из датчика давления 10, гидрораспределителя с электромагнитом 11, управляющим золотником 12, который регулирует перетечку рабочей жидкости из канала подачи 13 в канал слива 14 и далее в насосную станцию 15. При необходимости гибкие трубопроводы оснащают катушкой 16.A hydraulic actuator with an automatic electro-hydraulic pressure regulator (hereinafter referred to as a hydraulic actuator) contains actuating hydraulic cylinders 1 with feedback sensors 2, which are connected by flexible piping 3 to a hydraulic control unit 4, in which are placed respectively electro-hydraulic amplifiers 5 that control the corresponding hydraulic cylinders, hydraulic locks, reverse valves, gauges 6, connected to the cavities of 7 hydraulic cylinders controlling the movement of the rods to USK. Overpressure transducers 6 transmit electrical information about the pressure to the electrical unit 8 via electrical signals; in addition, the hydraulic circuit contains electro-hydraulic regulator 9 connected by flexible piping, consisting of a pressure sensor 10, a control valve with an electromagnet 11 that controls the spool 12, which regulates the flow of working fluid from feed channel 13 into the drain channel 14 and further to the pump station 15. If necessary, flexible pipelines are equipped with a coil 16.

Гидропривод работает следующим образом.The hydraulic actuator operates as follows.

При включении насосной станции 15 давление жидкости поступает в блок гидроуправления 4 и одновременно к электрогидравлическому регулятору давления 9, золотник 12 которого без управляющего сигнала находится в положении максимально открытого зазора между каналом подачи 13 и слива 14, создавая в гидроприводе минимальное давление (давление разгрузки).When the pump station 15 is turned on, the fluid pressure enters the hydraulic control unit 4 and simultaneously to the electro-hydraulic pressure regulator 9, the spool 12 of which, without a control signal, is in the position of the maximum open gap between the supply channel 13 and drain 14, creating a minimum pressure in the hydraulic actuator (discharge pressure).

При подаче электрических сигналов на электрогидравлические усилители 5 блока гидроуправления 4 их золотники перемещаются, пропуская давление в полости 7 гидроцилиндров 1. Штоки гидроцилиндров начинают перемещаться, и одновременно с ними начинают перемещаться штоки датчиков обратной связи 2. При этом датчики начинают выдавать электрический сигнал, обнуляющий сигнал управления. Штоки гидроцилиндров останавливаются, переместившись на величину, пропорциональную сигналу управления. В процессе движения штоков гидроцилиндров 1 каждый встречает разное сопротивление, поэтому и давление в полостях 7 будет разное. Преобразователи избыточного давления 6 в блоке гидроуправления 4, соединенные с полостями 7, посредством электрических сигналов передают информацию о давлении в блок электрического управления 8, в котором формируется сигнал к электрогидравлическому регулятору давления 9 как наибольший сигнал с какого-либо преобразователя избыточного давления плюс давление на гидравлические потери, он фиксируется датчиком давления 10 и поступает в электромагнит 11, управляющий золотником 12. Золотник начинает перекрывать зазор, соединяющий каналы подачи 13 и слива 14, и в гидроприводе возникает давление, необходимое и оптимальное для перемещения штока наиболее нагруженного гидроцилиндра. Таким образом, осуществляется автоматическое регулирование давлением в гидроприводе посредством электрических сигналов. Величина электрического сигнала, а следовательно, и давления для компенсации гидравлических потерь может регулироваться в зависимости от грунта, с которым работает проходческий щит. По мере продвижения проходческого щита вместе с ним перемещаются гидроцилиндры 1 и блок гидроуправления 4, а насосная станция 15, электрогидравлический регулятор давления 9, электрический блок управления 8 размещены стационарно. Поэтому при необходимости в гидропривод может быть включена катушка 16, на которую наматываются гибкие трубопроводы и провода и разматываются по мере необходимости.When electrical signals are applied to the electro-hydraulic amplifiers 5 of the hydraulic control unit 4, their spools move, passing pressure in the cavity 7 of the hydraulic cylinders 1. The rods of the hydraulic cylinders begin to move, and at the same time the rods of the feedback sensors 2 begin to move. management. The hydraulic cylinder rods stop moving by a value proportional to the control signal. In the process of movement of the rods of the hydraulic cylinders 1, each meets a different resistance, therefore, the pressure in the cavities 7 will be different. Overpressure transducers 6 in the hydraulic control unit 4 connected to the cavities 7 transmit pressure information by electrical signals to the electrical control unit 8, in which the signal to the electro-hydraulic pressure regulator 9 is generated as the largest signal from any overpressure converter plus pressure on the hydraulic loss, it is fixed by the pressure sensor 10 and enters the electromagnet 11, which controls the spool 12. The spool starts to close the gap connecting the supply channels 1 3 and drain 14, and in the hydraulic actuator there is a pressure necessary and optimal for moving the rod of the most loaded hydraulic cylinder. Thus, automatic control of the pressure in the hydraulic drive is carried out by means of electrical signals. The magnitude of the electric signal, and therefore the pressure to compensate for hydraulic losses, can be adjusted depending on the soil with which the tunnel shield works. As the tunnel shield advances, the hydraulic cylinders 1 and the hydraulic control unit 4 move with it, and the pump station 15, the electro-hydraulic pressure regulator 9, and the electric control unit 8 are stationary. Therefore, if necessary, a coil 16 can be included in the hydraulic drive, onto which flexible pipelines and wires are wound and unwound as necessary.

Claims

A hydraulic actuator with an automatic electro-hydraulic pressure regulator, comprising three or more actuating hydraulic cylinders with feedback sensors for the position of the rod, connected by pipelines to a hydraulic control unit, in which are placed electro-hydraulic amplifiers connected by hydraulic channels that control the corresponding hydraulic cylinders, hydraulic locks, check valves, which connects flexible piping with electro-hydraulic pressure regulator and pump station characterized in that the cavity of each actuating hydraulic cylinder responsible for the movement of the rod to the outlet is connected to gauges of excessive pressure, which, through electrical signals, transmit information about the pressure value to the electrical control unit, where an electrical signal is generated, as the largest signal from any pressure transducer plus adjustable pressure for hydraulic losses, and is supplied to the electro-hydraulic pressure regulator, which, depending on the supplied Nala recirculated portion of the working fluid flow into the drain chamber, maintaining the pressure required for optimal and most loaded rod displacement actuator cylinder.