RU2695866C1

RU2695866C1 - Hydraulic control valve

Info

Publication number: RU2695866C1
Application number: RU2018146250A
Authority: RU
Inventors: Владимир Дмитриевич Гриценко; Александр Петрович Шевцов; Иван Георгиевич Лачугин; Владимир Викторович Черниченко; Сергей Борисович Чагин; Александр Сергеевич Бакланов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ"
Priority date: 2018-12-24
Filing date: 2018-12-24
Publication date: 2019-07-29

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly, to hydraulic pneumatic automatic control, and can be used to control supply of working fluid to actuating servo-mechanisms in hydraulic drives of various machines. Hydraulic distributor body is made in the form of parallelepiped, and input parts of working fluid supply and discharge channels are located on one of its sides. Piston is made stepped, consisting of central part of larger diameter and rod in form of two peripheral parts of smaller diameter, installed coaxially with central part of piston and located on both sides of it. One peripheral part is made in the form of a piston installed in the corresponding peripheral cavity of the housing, and the other part is made in the form of a stepped cylinder, the diameter of which decreases from the central part to the periphery. One of the surfaces of said stepped cylinder is made in the form of a piston installed in the corresponding central cavity of the housing. At the end of the stepped cylinder there is a working surface interacting with mating working surface of the profiled rod of the specified case. In wall of sleeve there are channels connecting cavity inside sleeve with inlet cavity. Inside the distributor body there is a channel connecting the working liquid outlet cavity and the hydraulic distributor self-supply cavity, in which one of the spring-loaded piston peripheral parts is installed.

EFFECT: improving operating reliability of hydraulic control valve.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к гидропневмоавтоматике, и может использоваться для управления подачей рабочей жидкости к исполнительным сервомеханизмам в гидроприводах различных машин.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to hydropneumatic automation, and can be used to control the flow of working fluid to the actuating actuators in the hydraulic drives of various machines.

Известен гидрораспределитель фирмы «Bifold Fliud Power», содержащий корпус, в котором выполнены каналы для входа, выхода, дренажа рабочей жидкости, а также каналы для управления открытым и закрытым положением гидрораспределителя, при этом внутри корпуса установлен подпружиненный поршень со штоком, взаимодействующим с исполнительным механизмом, установленным в корпусе и представляющим собой профилированную гильзу, внутри которой установлен с возможностью осевого перемещения профилированный шток с рабочими поверхностями, взаимодействующими с ответными поверхностями на профилированной гильзе и на подпружиненном поршне (https://bifold.co.uk/item/FP15EL20432V.aspx, МПК: F15B 13/02 - прототип).A known valve of the company "Bifold Fliud Power" containing a housing in which channels are made for entering, leaving, draining the working fluid, as well as channels for controlling the open and closed position of the hydraulic distributor, while a spring-loaded piston with a rod interacting with the actuator is installed inside the housing installed in the housing and representing a profiled sleeve, inside of which a profiled rod with working surfaces interacting with axial movement is mounted with counter surfaces on a profiled sleeve and a spring-loaded piston (https://bifold.co.uk/item/FP15EL20432V.aspx, IPC: F15B 13/02 - prototype).

Основными недостатками являются следующие. При работе гидрораспределителя необходимо обеспечивать специальную поддержку поршня в рабочем положении за счет внешнего пилотного давления, что снижает надежность работы системы, в которой он применяется. В стенке гильзы исполнительного распределительного механизма выполнен один канал, что предполагает принятие специальных мер по центровке гильзы при ее установке, что, в конечном итоге, приводит к повышению себестоимости изготовления гидрораспределителя.The main disadvantages are the following. During operation of the valve, it is necessary to provide special support to the piston in the working position due to external pilot pressure, which reduces the reliability of the system in which it is used. One channel is made in the sleeve wall of the actuating distribution mechanism, which implies the adoption of special measures to center the sleeve during its installation, which, ultimately, leads to an increase in the cost of manufacturing the valve.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и повышение надежности работы гидрораспределителя и гидравлических систем, в которых он установлен.The objective of the invention is to remedy these shortcomings and increase the reliability of the valve and the hydraulic systems in which it is installed.

Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном гидрораспределителе, содержащем корпус, в котором выполнены каналы для входа, выхода, дренажа рабочей жидкости, а также каналы для управления открытым и закрытым положением гидрораспределителя, при этом внутри корпуса установлен подпружиненный поршень со штоком, взаимодействующим с исполнительным механизмом, установленным в корпусе и представляющим собой профилированную гильзу, внутри которой установлен с возможностью осевого перемещения профилированный шток с рабочими поверхностями, взаимодействующими с ответными поверхностями на профилированной гильзе и на подпружиненном поршне, согласно изобретению, корпус выполнен в виде однообъемного геометрического тела, преимущественно, параллелепипеда, причем входные и/или выходные части упомянутых каналов располагаются на одной из его сторон, при этом поршень выполнен ступенчатым, состоящим из центральной части большего диаметра, и штока в виде двух периферийных частей меньшего диаметра, первой и второй, установленных соосно с центральной частью поршня и расположенных по обе стороны от нее, при этом первая периферийная часть штока выполнена в виде поршня, установленного в соответствующей периферийной полости корпуса, а вторая периферийная часть штока выполнена в виде ступенчатого цилиндра, диаметр которого уменьшается от центральной части к периферии, причем одна из поверхностей упомянутого ступенчатого цилиндра выполнена в виде поршня, установленного в соответствующей центральной полости корпуса, при этом на конце ступенчатого цилиндра выполнена рабочая поверхность, взаимодействующая с ответной рабочей поверхностью профилированного штока упомянутой гильзы, причем в стенке гильзы выполнены каналы, соединяющие полость внутри гильзы с полостью входа, при этом внутри корпуса распределителя выполнен канал, соединяющий полость выхода рабочей жидкости и полость, в которой установлена первая периферийная часть штока подпружиненного поршня.The solution to this problem is achieved by the fact that in the proposed valve, containing a housing in which channels for entering, leaving, draining the working fluid are made, as well as channels for controlling the open and closed position of the hydraulic valve, a spring-loaded piston with a rod interacting with an actuator installed in the housing and representing a profiled sleeve, inside of which a profiled rod with working parts is mounted with the possibility of axial movement surfaces interacting with mating surfaces on a profiled sleeve and a spring-loaded piston, according to the invention, the housing is made in the form of a one-volume geometric body, mainly a parallelepiped, and the input and / or output parts of these channels are located on one of its sides, while the piston is stepped consisting of a central part of a larger diameter, and a rod in the form of two peripheral parts of a smaller diameter, the first and second, mounted coaxially with the central part of the piston and laid on both sides of it, while the first peripheral part of the rod is made in the form of a piston mounted in the corresponding peripheral cavity of the housing, and the second peripheral part of the rod is made in the form of a stepped cylinder, the diameter of which decreases from the central part to the periphery, one of the surfaces of the aforementioned the stepped cylinder is made in the form of a piston mounted in the corresponding central cavity of the housing, while at the end of the stepped cylinder a working surface is made that interacts with a reciprocal working surface shaped stem of said sleeve, wherein in the wall of the sleeve has channels that connect the cavity inside the sleeve with the cavity entrance, while inside the distributor housing is a bore which connects the cavity of the working fluid outlet and a cavity, in which the first peripheral portion of the rod spring-loaded piston.

Выполнение внутри корпуса гидрораспределителя канала, соединяющего полость выхода рабочей жидкости и полость, в которой установлена первая периферийная часть штока подпружиненного поршня, позволит сбрасывать внешнее пилотное давление управления для открытия, т.к. после открытия гидрораспределитель (далее-распределитель) удерживает сам себя в открытом положении, в отличие от прототипа.The execution inside the valve body of the channel connecting the fluid outlet cavity and the cavity in which the first peripheral part of the spring-loaded piston rod is installed will allow the external pilot control pressure to be released to open, because after opening the valve (hereinafter referred to as the distributor) keeps itself in the open position, unlike the prototype.

Закрытие распределителя происходит через отдельную линию управления, в отличие от прототипа, в котором распределитель закрывается от усилия пружины после падения пилотного давления.The valve is closed via a separate control line, in contrast to the prototype, in which the valve is closed from the spring force after the pilot pressure drops.

Выполнение в стенках гильзы нескольких каналов, вместо одного, дает возможность свободно позиционировать гильзу внутри корпуса при сборке и исключает необходимость закреплять ее положение штифтами, в отличии от прототипа.The execution in the walls of the sleeve of several channels, instead of one, makes it possible to freely position the sleeve inside the housing during assembly and eliminates the need to fix its position with pins, in contrast to the prototype.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан распределитель в исходном закрытом состоянии, на фиг. 2 - в рабочем состоянии.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the distributor in the initial closed state, FIG. 2 - in working condition.

Распределитель содержит корпус 1, в котором выполнены каналы для входа 2, выхода 3 и дренажа рабочей жидкости 4, а также каналы для управления открытым 5 и закрытым 6 положением распределителя. Каналы выполнены на одной стыковой поверхности, для установки распределителя на плиту.The dispenser contains a housing 1, in which channels are made for the inlet 2, outlet 3 and drainage of the working fluid 4, as well as channels for controlling the open 5 and closed 6 position of the dispenser. The channels are made on one butt surface, for installing the distributor on the plate.

Внутри корпуса установлен поршень 7, который с одной стороны подпружинен пружиной 8, а с другой - упирается в крышку 9, при этом меньшим диаметром входит в канал крышки 9, образуя, таким образом, полость подачи рабочей жидкости. Крышка крепится к корпусу с помощью винтов. Со стороны пружины 8, на конце штока поршня, завальцован шарик. Внутри корпуса 1, на поршне 7 и крышке 9, установлены радиальные резиновые уплотнения для герметизации полостей распределителя.A piston 7 is installed inside the housing, which is spring-loaded by a spring 8 on one side and abuts against the cover 9 on the other hand, and with a smaller diameter enters the channel of the cover 9, thus forming a working fluid supply cavity. The cover is attached to the housing with screws. From the side of the spring 8, at the end of the piston rod, a ball is rolled. Inside the housing 1, on the piston 7 and the cover 9, radial rubber seals are installed to seal the distributor cavities.

Также внутри корпуса установлены кольцо 10, втулка 11, через которые проходит шток-седло 12. Шток-седло 12 подпружинено пружиной 13. Кольцо 10 и втулка 11 прижаты к упорной поверхности корпуса 1 через гильзу 14 и крышку фиксирующую 15 с помощью винтов. На втулке 11 и гильзе 14 установлены радиальные резиновые уплотнения для герметизации полостей распределителя.A ring 10, a sleeve 11, through which the stem-saddle 12 passes, are also installed inside the housing. The stem-saddle 12 is spring-loaded with a spring 13. The ring 10 and the sleeve 11 are pressed against the abutment surface of the housing 1 through the sleeve 14 and the cover fixing 15 with screws. Radial rubber seals are installed on sleeve 11 and sleeve 14 to seal distributor cavities.

Внутри корпуса 1 распределителя выполнен канал 16, соединяющий полость выхода 3 рабочей жидкости и полость 17, в которой установлена первая периферийная часть штока подпружиненного поршня.Inside the distributor housing 1, a channel 16 is made connecting the outlet cavity 3 of the working fluid and the cavity 17 in which the first peripheral part of the rod of the spring-loaded piston is installed.

Поршень 7 выполнен ступенчатым, состоящим из центральной части 18 большего диаметра, и штока в виде двух периферийных частей меньшего диаметра, первой 19 и второй 20, установленных соосно с центральной частью поршня и расположенных по обе стороны от нее. Первая периферийная часть 19 штока выполнена в виде поршня, установленного в периферийной полости 17 корпуса. Вторая периферийная часть 20 штока выполнена в виде ступенчатого цилиндра, диаметр которого уменьшается от центральной части к периферии, причем одна из поверхностей упомянутого ступенчатого цилиндра выполнена в виде поршня, установленного в соответствующей центральной полости корпуса.The piston 7 is made stepped, consisting of a central part 18 of a larger diameter, and a rod in the form of two peripheral parts of a smaller diameter, the first 19 and second 20, mounted coaxially with the central part of the piston and located on both sides of it. The first peripheral part 19 of the rod is made in the form of a piston mounted in the peripheral cavity 17 of the housing. The second peripheral part 20 of the rod is made in the form of a stepped cylinder, the diameter of which decreases from the central part to the periphery, moreover, one of the surfaces of the stepped cylinder is made in the form of a piston mounted in the corresponding central cavity of the housing.

Предложенный распределитель работает следующим образом.The proposed valve operates as follows.

В нормальном положении распределитель находится в закрытом положении. Полость выхода и дренажа соединены. Полость входа 2 перекрыта от полости выхода 3 взаимодействующим, под действием пружины 13, своей рабочей поверхностью шток-седлом 12 с острой кромкой втулки 11.In normal position, the distributor is in the closed position. The outlet cavity and drainage are connected. The inlet cavity 2 is blocked from the outlet cavity 3 by interacting, under the action of the spring 13, with its working surface, the rod-seat 12 with the sharp edge of the sleeve 11.

При подаче управляющего давления открытия на распределитель, поршень 7, преодолевая усилие пружины 8, перемещается, упирается завальцованным шариком в острую кромку шток-седла 12 и отодвигает его, разъединяя, таким образом, полость выхода и дренажа, и соединяя при этом полости входа 2 и выхода 3 рабочей жидкости.When applying the opening control pressure to the distributor, the piston 7, overcoming the force of the spring 8, moves, rests against the sharp edge of the stem seat 12 against the rolled ball and pushes it away, thus separating the outlet and drainage cavities, and connecting the inlet cavities 2 and output 3 working fluid.

Далее жидкость со входа поступает на выход и по внутреннему каналу корпуса 1 поступает в полость 17, фиксируя при этом поршень 7 и оставляя распределитель открытым после сброса управляющего давления открытия.Next, the liquid from the inlet enters the outlet and through the internal channel of the housing 1 enters the cavity 17, while fixing the piston 7 and leaving the distributor open after resetting the opening control pressure.

При подаче управляющего давления закрытия на распределитель, поршень 7, преодолевая давление в полости 17, передвигается в сторону крышки 9. Полости выхода 3 и дренажа 4 соединяются. При этом шток-седло 12, под действием пружины 13, двигается вслед за поршнем 7 до соприкосновения с острой кромкой втулки 11. Полость входа 2 и выхода 3 разъединяются. Давление со входа сбрасывается в дренаж. Управляющее давление закрытия сбрасывается, а распределитель находится в закрытом состоянии под действием пружин 8 и 13.When applying the control closing pressure to the distributor, the piston 7, overcoming the pressure in the cavity 17, moves towards the cover 9. The outlet cavity 3 and the drainage 4 are connected. In this case, the stem-seat 12, under the action of the spring 13, moves after the piston 7 until it contacts the sharp edge of the sleeve 11. The cavity of the inlet 2 and outlet 3 are disconnected. Inlet pressure is vented to the drain. The closing control pressure is released, and the distributor is in the closed state under the action of the springs 8 and 13.

Заявителем изготовлен и успешно испытан предложенный трехлинейный двухпозиционный гидравлический распределитель с пилотным гидравлическим управлением, предназначенный для управления потоком жидкости гидравлической системы при давлениях 20…69 Мпа с диапазоном давления управления распределителем - 4…35,4 МПа. Испытания показали работоспособность предложенного гидрораспределителя и правильность заложенных конструкторско -технологических решений.The applicant has made and successfully tested the proposed three-line two-position hydraulic distributor with pilot hydraulic control, designed to control the fluid flow of the hydraulic system at pressures of 20 ... 69 MPa with a control pressure range of the distributor - 4 ... 35.4 MPa. Tests have shown the efficiency of the proposed valve and the correctness of the design and technological solutions.

Использование предложенного технического решения позволит повысить надежность работы гидрораспределителя и расширит функциональные возможности за счет его применения при плиточном монтаже.Using the proposed technical solution will improve the reliability of the valve and expand the functionality due to its use in tiled mounting.

Claims

A control valve comprising a housing in which channels are provided for entering, exiting, and draining the working fluid, as well as channels for controlling the open and closed position of the hydraulic valve, while a spring-loaded piston is installed inside the housing with a rod interacting with an actuator installed in the housing and representing profiled sleeve, inside of which a profiled rod with working surfaces interacting with mating surfaces and a profiled sleeve and a spring-loaded piston, characterized in that the housing is made in the form of a one-volume geometric body, mainly a parallelepiped, with the input and / or output parts of the said channels being located on one of its sides, while the piston is made stepped, consisting of a central part of a larger diameter, and a rod in the form of two peripheral parts of a smaller diameter, the first and second, mounted coaxially with the central part of the piston and located on both sides of it, while the first peripheral part of the rod is made in the form of a piston installed in the corresponding peripheral cavity of the housing, and the second peripheral part of the rod is made in the form of a stepped cylinder, the diameter of which decreases from the central part to the periphery, and one of the surfaces of said stepped cylinder is made in the form of a piston installed in the corresponding central cavity of the housing, while at the end of the stepped cylinder a working surface is made interacting with the counter working surface of the profiled rod said sleeve, wherein in the wall of the sleeve has channels that connect the cavity inside the sleeve with the cavity entrance, while inside the distributor housing is a bore which connects the working chamber fluid outlet and a cavity, in which the first peripheral portion of the spring-loaded piston rod.