Гидравлический усилитель

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Республиканское научнопроизводственное унитарное предприятие Сейсмотехника БГУ(72) Авторы Алампиев Олег Александрович Кротиков Сергей Петрович Андросенко Александр Павлович Певнев Анатолий Алексеевич(73) Патентообладатель Республиканское научно-производственное унитарное предприятие Сейсмотехника БГУ(57) Гидравлический усилитель, содержащий управляющий золотник, следящий распределительный золотник с обратной связью, размещенный в корпусе с крышками, отличающийся тем, что он снабжен оппозитно расположенными и подпружиненными к следящему распределительному золотнику плунжерами меньшего диаметра, установленными в выполненных осевых расточках крышек, и образующие при этом камеры управления, каналами соединенные с управляющим золотником. 20182005.09.30 Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в гидроприводе, особенно в электрогидравлических следящих системах с многокаскадными преобразователями-усилителями. Известен гидравлический усилитель 1, включающий управляющий каскад с электромеханическим преобразователем и управляющим золотником и распределительный каскад с распределительным золотником и установленные по его торцам возвратные пружины. С торцов распределительного золотника выполнены управляющие полости, в которые подается рабочая жидкость от управляющего золотника. При подаче рабочей жидкости под давлением в правую полость, распределительный золотник за счет силы, равной величине давления рабочей жидкости, умноженную на площадь золотника, смещает распределительный золотник влево, при этом его левая полость соединяется со сливом. При подаче рабочей жидкости в левую полость распределительный золотник соответственно смещается вправо. Смещаясь, распределительный золотник направляет попеременные усиленные потоки рабочей жидкости к исполнительным механизмам. Недостатком данного гидравлического усилителя является то, что его управляющие полости имеют большие объемы, равные площади торцов распределительного золотника,умноженные на ход золотника. При достаточно малых размерах управляющего золотника на заполнение управляющих полостей распределительного золотника требуется значительное время, которое определяет недостаточно высокую частоту срабатывания. Недостаточно высокая частота срабатывания отрицательно влияет на эффективность срабатывания исполнительных механизмов, например, колебания инерционной массы вибрационного источника сейсмических сигналов, что снижает его эффективность при проведении сейсморазведочных работ. Известен также гидравлический усилитель 2, содержащий управляющий золотник,следящий распределительный золотник с обратной связью, размещенный в корпусе и имеющий управляющие торцовые полости, каждая из которых соединена со сливом через нерегулируемые дросселя, а междроссельная полость соединена с соответствующей сливной кромкой следящего распределительного золотника. При подаче рабочей жидкости в одну из управляющих торцовых полостей следящий распределительный золотник за счет силы давления рабочей жидкости смещается в другую сторону, при этом другая его полость соединяется со сливом. При подаче рабочей жидкости в другую управляющую торцовую полость распределительный золотник смещается в другую сторону. Итак, происходит попеременное смещение следящего распределительного золотника и, как следствие, подача рабочей жидкости под давлением к исполнительному механизму. Недостатком данного гидравлического усилителя является то, что его управляющие полости имеют достаточно большие объемы, равные площади торцов следящего распределительного золотника, умноженные на ход золотника. При достаточно малом диаметре управляющего золотника на заполнение рабочей жидкостью под давлением торцовых управляющих полостей следящего распределительного золотника требуется значительное время, которое определяет достаточно низкую его частоту срабатывания. Низкая частота срабатывания отрицательно влияет на эффективность срабатывания исполнительных механизмов, например, колебания инерционной массы вибрационного источника сейсмических сигналов и, как следствие, снижает его разрешающую способность при проведении сейсморазведочных работ при проведении сейсморазведки полезных ископаемых. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является гидравлический усилитель 3, включающий электромеханический преобразователь, соединенный с управляющим золотником с рабочими кромками, и следящий распределительный золотник с торцовыми управляющими полостями, размещенными в расточках корпуса. В обоих торцах корпуса установлены регулирующие устройства, состоящие из заглушек и центрирующих конусов, опирающихся на регулировочные винты. Между торцами распределительного зо 2 20182005.09.30 лотника и заглушками установлены упругоэластичные элементы, например сильфоны, образующие упругие камеры. Упругие камеры связаны между собой каналом, выполненным по оси распределительного золотника. В корпусе выполнены также каналы, обеспечивающие подвод под давлением рабочей жидкости к обоим золотникам, а также подвод под давлением рабочей жидкости к исполнительному механизму и слив от исполнительного механизма. Гидравлический усилитель работает следующим образом. Электромеханический преобразователь приводит в движение управляющий золотник, который при перемещении из среднего в крайнее положение направляет поток рабочей жидкости под давлением от источника питания через свою рабочую кромку и каналы в корпусе в одну из торцовых полостей следящего распределительного золотника, а другая при этом, через каналы корпуса и сливную кромку управляющего золотника со сливом. Под действием давления рабочей жидкости на торец следящего распределительного золотника последний смещается от среднего положения и через свою рабочую кромку направляет поток рабочей жидкости значительно большего расхода к исполнительному механизму. Отработанная рабочая жидкость от исполнительного механизма через сливную кромку соединяется со сливом источника питания. При реверсировании управляющего золотника цикл повторяется в обратном направлении. Недостатком гидравлического усилителя также является то, что управляющие полости имеют достаточно большие объемы, равные площади торцов следящего распределительного золотника, умноженные на его ход. При достаточно малом диаметре управляющего золотника и, как следствие, достаточно малых расходах на заполнение рабочей жидкостью под давлением торцовых управляющих полостей следящего распределительного золотника требуется значительное время, которое определяет достаточно низкую частоту срабатывания. Низкая частота срабатывания ухудшает эксплуатационные характеристики гидравлического усилителя. Техническая задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, улучшение эксплуатационных характеристик за счет повышения быстродействия срабатывания, т.е. повышения частоты срабатывания. Высокая частота срабатывания гидравлического усилителя обеспечивает пропорциональную высокую частоту срабатывания исполнительных механизмов, например, колебания инерционной массы возбудителя вибраций вибрационного источника сейсмических сигналов. Применение в сейсморазведке высокочастотных вибрационных источников сейсмических сигналов позволяет повысить разрешающую способность и, как следствие, разрешающую способность и эффективность в поиске полезных ископаемых. Техническая задача достигается тем, что гидравлический усилитель, содержащий управляющий золотник, следящий распределительный золотник с обратной связью, размещенный в корпусе с крышками, снабжен оппозитно расположенными и подпружиненными к следящему распределительному золотнику плунжерами меньшего диаметра, установленными в выполненных осевых расточках крышек, и образующие при этом камеры управления, каналами соединенные с управляющим золотником. Иными словами, техническая задача достигается тем, чтобы уменьшить объемы управляющих камер за счет уменьшения наружных диаметров плунжеров. Малые объемы управляющих камер требуют меньших расходов, уменьшения времени заполнения рабочей жидкостью под давлением управляющих камер, уменьшения времени срабатывания и, как следствие, повышения частоты срабатывания и улучшения эксплуатационных характеристик. Сущность полезной модели отражена на фигуре, где изображен заявляемый гидравлический усилитель. На фигуре изображен гидравлический усилитель, который включает в себя три основных блока электромеханический преобразователь 1, управляющий каскад 2 и распределительный каскад 3. 20182005.09.30 Управляющий каскад 2 содержит корпус 4, в расточке 5 которого установлен управляющий золотник 6, тягой 7 соединенный с якорем (на фигуре не показан) электромеханического преобразователя 1. В корпусе 4 выполнены подводящий канал 8, отводящие каналы 9 и 10 и сливные каналы 11 и 12. Распределительный каскад 3 в свою очередь включает в себя корпус 13, установленную в нем втулку 14, в котором размещен следящий распределительный золотник 15. С торцов корпуса 13 установлены крышки 16 и 17, в осевых отверстиях 18 и 19 которых расположены плунжера 20 и 21 с пружинами 22 и 23. Плунжера 20 и 21 в осевых расточках крышек 18 и 19 образуют камеры управления 24 и 25 соответственно. С левой стороны корпуса 13 установлен датчик обратной связи 26 с сердечником 27, соединенный тягой 28 с плунжером 21. В нижней части корпуса 13 и втулки 14 выполнены каналы Р - подвод рабочей жидкости от источника давления (на фигуре не показан). С 1 и С 2 - слив отработанной рабочей жидкости от исполнительного механизма (на фигуре не показан) и Ц 1 и Ц 2 - подвод рабочей жидкости к полостям исполнительного механизма (на фигуре не показан). Гидравлический усилитель работает следующим образом. Электромеханический преобразователь 1 приводит в движении через тягу 7 установленный в расточке 5 корпуса управляющего каскада 2 управляющий золотник 6. При перемещении управляющего золотника 6 из среднего в крайнее положение, например вправо, поток рабочей жидкости под давлением поступает по каналу 8 через образующуюся щель в подводящий канал 9 и далее в камеру управления 24. Под действием давления рабочей жидкости плунжер 20 перемещается в осевом канале 18 влево, при этом пружина 22 разжимается, а пружина 23 сжимается. Плунжер 20 перемещаясь, перемещает и следящий распределительный золотник 15 во втулке 14 влево, который, перемещаясь, смещает также расположенный в осевом отверстии 19 плунжер 21. Смещаясь влево, плунжер 21 через тягу 28 смещает также сердечник 27 датчика обратной связи 26. В данном положении золотников 6 и 15 рабочая жидкость под давлением поступает из полостейв полость Ц 2 и далее к рабочей полости исполнительного механизма (на фигуре не показан), а отработанная рабочая жидкость из полости Ц 1 поступает в полость 1 на слив. Другой поток отработанной рабочей жидкости при этом из камеры управления 25 по каналу 10, кромки управляющего золотника 6 и канал 11 в полость слива С 2 источника подачи (на фигуре не показан). При реверсировании перемещения управляющего золотника 6 следящий распределительный золотник 15 также перемещается в противоположную сторону, направляя поток рабочей жидкости под давлением в полость Ц 1 и далее в другую полость исполнительного механизма, а вторая полость Ц 2 исполнительного механизма (на фигуре не показан) соединяется с полостью слива С 3. Итак, циклы повторяются. В данном гидравлическом усилителе введены плунжера 20 и 21, установленные в расточках 18 и 19, наружные диаметры которых значительно меньше наружного диаметра следящего распределительного золотника 15. Ввиду этого значительно уменьшены по объему управляющие полости 24 и 25 распределительного каскада 3. Уменьшение объемов управляющих полостей 24 и 25 требует меньшего расхода рабочей жидкости для срабатывания следящего распределительного золотника 15, что сокращает время на его срабатывание, и, как следствие, повышается частота срабатывания, т.е. улучшаются эксплуатационные характеристики гидравлического усилителя. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4