Делитель – сумматор потока

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Белорусская государственная политехническая академия(73) Патентообладатель Белорусская государственная политехническая академия(57) Делитель - сумматор потока, содержащий гидроцилиндр дозирования и двухпозиционный гидрораспределитель управления с плунжерами, переключатель режима, три кулачка плунжера гидроцилиндра дозирования образуют четыре полости, две торцевые и две внутренние, каждая из торцевых полостей гидроцилиндра дозирования связана последовательно через внутренние полости плунжера 653 гидрораспределителя управления с рабочей магистралью потребителя, а через переключатель режима с источником давления либо баком гидросистемы, каждая из торцевых управляющих полостей гидрораспределителя управления связана через внутренние полости плунжера гидроцилиндра дозирования с источником давления и баком гидросистемы машины, отличающийся тем, что делитель - сумматор потока содержит дополнительный гидроцилиндр дозирования с плунжером, образующим две торцевые полости, две кольцевые канавки на образующей поверхности плунжера соединяют между собой попарно в крайних положениях плунжера каналы в корпусе дополнительного гидроцилиндра дозирования, два подводящих, связанных с внутренними полостями гидроцилиндра дозирования, и два отводящих, связанных с торцевыми управляющими полостями гидрораспределителя управления, обе торцевые полости каждого из гидроцилиндров дозирования связаны через две внутренние полости плунжера гидрораспределителя управления, выполненного с шестью кулачками, с рабочей полостью одного потребителя.(56) 1. А.с. СССР 1813945 А 1, МПК 16 61/44, 15 11/22. Опубликовано БИ 17, 1993. 2. Патент на полезную модель РБ 342, МПК 60 17/04. Опубликовано 2001 (прототип). Полезная модель относится к гидромашиностроению и может быть использована в объемном гидроприводе машин для синхронизации перемещения исполнительных органов. Известен делитель потока дроссельного типа, содержащий корпус, плунжер с кулачками, образующими в корпусе кольцевые каналы подвода жидкости к напорным магистралям потребителей, имеющий свободу перемещения в корпусе 1. Известный делитель потока корректирует площади проходных сечений каналов подвода жидкости к напорным магистралям потребителей в зависимости от уровня давлений в напорных магистралях потребителей. Недостатком известной конструкции является то, что делитель потока с дросселированием потока рабочей жидкости не обеспечивает необходимой точности деления потока рабочей жидкости из насоса по напорным магистралям потребителей. Это объясняется тем, что незначительное перемещение плунжера в осевом направлении существенно изменяет площади проходных сечений каналов подвода жидкости к напорным магистралям потребителей. Такой делитель потока не реагирует на незначительную (1015 ) разность давлений в напорных магистралях потребителей. Резкое изменение площади проходных сечений каналов подвода жидкости к напорным магистралям при незначительном перемещении плунжера приводит к возникновению процесса автоколебаний при динамическом изменении давлений в напорных магистралях потребителей. Кроме того, конструктивная схема данного делителя потока не предполагает использование его в качестве сумматора потоков. Известен делитель - сумматор потока, содержащий гидроцилиндр дозирования и двухпозиционный гидрораспределитель управления с плунжерами, переключатель режима, три кулачка плунжера гидроцилиндра дозирования образуют четыре полости, две торцевые и две внутренние, каждая из торцевых полостей гидроцилиндра дозирования связана последовательно через внутренние полости плунжера гидрораспределителя управления с рабочей магистралью потребителя, а через переключатель режима с источником давления, либо баком гидросистемы, каждая из торцевых управляющих полостей гидрораспределителя управления связана через внутренние полости плунжера гидроцилиндра дозирования с источником давления и баком гидросистемы машины 2. Известный делитель - сумматор потока обеспечивает точное деление потока рабочей жидкости на два при работе в режиме делителя потока, и слив одинаковых объемов жидкости из двух источников при работе в режиме сумматора потоков. Недостатком известной конструктивной схемы является цикличность подачи потока рабочей жидкости,поступающей в магистраль (или из нее) каждого потребителя. Это объясняется тем, что малая порция жидкости поступает в магистраль одного, затем второго потребителя. Для устранения отрицательных последствий этого недостатка в гидросистему необходимо включать аккумулирующие устройства (гидропневматические аккумуляторы), что приведет к некоторому усложнению гидросистемы. Кроме того, функциональные возможности устройства ограничены. Это объясняется тем, что устройство не дает возможности стабильного деления на потоки с разными расходами и суммирования потоков со стабильно разными расходами, поскольку для дозирования применяется один гидроцилиндр дозирования. Задачей, решаемой полезной моделью, является расширение функциональных возможностей делителя сумматора потока и устранение цикличности подачи жидкости по магистралям потребителей. Решение поставленной задачи достигается тем, что делитель - сумматор потока, содержащий гидроцилиндр дозирования и двухпозиционный гидрораспределитель управления с плунжерами, переключатель режима, три кулачка плунжера гидроцилиндра дозирования образуют четыре полости, две торцевые и две внутренние, каждая из торцевых полостей гидроцилиндра дозирования связана последовательно через внутренние полости плунжера гидрораспределителя управления с рабочей магистралью потребителя, а через пе 653 реключатель режима с источником давления, либо баком гидросистемы, каждая из торцевых управляющих полостей гидрораспределителя управления связана через внутренние полости плунжера гидроцилиндра дозирования с источником давления и баком гидросистемы машины, содержит дополнительный гидроцилиндр дозирования с плунжером, образующим две торцевые полости, две кольцевые канавки на образующей поверхности плунжера соединяют между собой попарно в крайних положениях плунжера каналы в корпусе дополнительного гидроцилиндра дозирования, два подводящих, связанных с внутренними полостями гидроцилиндра дозирования, и два отводящих, связанных с торцевыми управляющими полостями гидрораспределителя управления, обе торцевые полости каждого из гидроцилиндров дозирования связаны через две внутренние полости плунжера гидрораспределителя управления, выполненного с шестью кулачками, с рабочей полостью одного потребителя. Существенные отличительные признаки предлагаемого технического решения обеспечивают возможность установки гидроцилиндров дозирования с различными объемами (диаметрами цилиндров, ходами плунжеров), и за счет этого любые установочные значения расходов жидкости по магистралям потребителей при суммировании и делении потоков. Работа двух полостей гидроцилиндра дозирования в магистрали одного потребителя устраняет цикличность подачи жидкости по магистралям потребителя. На чертеже представлена конструктивная схема делителя - сумматора потока. Делитель - сумматор потока состоит из двух гидроцилиндров дозирования 1, 2, двухпозиционного гидрораспределителя управления 3, двухпозиционного переключателя режима 4. Гидроцилиндр дозирования 1 оснащен плунжером 5, две кольцевые канавки 6, 7 которого соединяют между собой в крайних положениях плунжера 5 соединенные попарно подводящие 8, 9, 10, 11 и отводящие 12, 13, 14, 15 каналы. Плунжер 5 образует две торцевые полости 16, 17. Гидроцилиндр дозирования 2 оснащен плунжером 18, который имеет три кулачка центральный 19 и периферийные 20, 21. Эти кулачки образуют в корпусе четыре полости внутренние 22, 23 и торцевые 24, 25. На образующей поверхности корпуса гидроцилиндра дозирования 2 образованы каналы для подвода и отвода жидкости к внутренним полостям 22, 23, 26, 27 с одной стороны и 28, 29, 30 с другой. Плунжер 31 двухпозиционного гидрораспределителя управления 3 выполнен с шестью кулачками 32, 33, 34, 35, 36, 37, образующими торцевые управляющие полости 38, 39 и внутренние. Плунжер 31 подпружинен со стороны полости 38 посредством пружины 40. На образующей поверхности корпуса гидрораспределителя управления 3 образованы каналы для подвода и отвода жидкости к внутренним полостям 41, 42, 43, 44 с одной стороны, и 45, 46, 47, 48, 49 с другой. Каналы 45, 47, 49 связаны между собой, и через трехпозиционный переключатель режима 4 в первой позиции его с напорной магистралью 50 источника давления, и баком 51 во второй и третьей позициях переключателя режима 4. Каналы 46, 48 связаны соответственно с магистралями потребителей 52, 53. Каналы 41, 42 связаны соответственно с торцевыми полостями 17, 16 гидроцилиндра дозирования 1, а каналы 43, 44 с торцевыми полостями 24, 25 гидроцилиндра дозирования 2. Каналы 28, 30 соединены между собой и через переключатель режима 4 в первой и второй позициях его с баком 51, а в третьей позиции - с напорной магистралью 50 источника давления. Канал 29 соединен через переключатель режима 4 в первой позиции его с напорной магистралью 50 источника давления, и во второй и третьей позициях переключателя режима 4 с баком 51. Канал 26 гидроцилиндра дозирования 2 соединен с каналами 8, 9 гидроцилиндра дозирования 1, а канал 27 с каналами 10, 11. Каналы 12, 13,14, 15 гидроцилиндра дозирования 1 соединены соответственно с торцевыми управляющими полостями 39,38 двухпозиционного гидрораспределителя управления 3. Делитель - сумматор потока работает следующим образом. Для работы устройства в режиме делителя потока переключатель режима 4 переводится в первую позицию, в напорную магистраль 50 источника давления подается жидкость, поступающая в каналы 45, 47, 49 гидрораспределителя управления 3, канал 29 гидроцилиндра дозирования 2. Каналы 28, 30 гидроцилиндра дозирования соединяются с баком 51. При положении плунжера 31 в первой позиции благодаря пружине 40, жидкость из каналов 45, 47 (канал 49 заперт) поступает в каналы 41, 43 и далее в полости 17, 24 гидроцилиндров дозирования 1, 2. Плунжеры 5, 18 занимают крайнюю (на чертеже плунжер 5 левую, плунжер 18 правую) позицию. При крайнем левом положении плунжера 5 каналы 8, 12 и 10, 14 соединяются попарно посредством двух кольцевых канавок 6, 7. Одновременно рабочая жидкость из напорной магистрали 50 источника давления поступает через канал 29 в полость 22 гидроцилиндра дозирования 2 и далее через канал 26, канал 8, кольцевую канавку 6 плунжера 5, канал 12 в торцевую управляющую полость 39 гидрораспределителя управления 3. Полость 38 через канал 14, кольцевую канавку 7, канал 10 гидроцилиндра дозирования 1, 27, 30 гидроцилиндра дозирования 2 соединяется через переключатель режима 4 с баком 51. Плунжер 31 занимает вторую позицию, деформируя пружину 40. При переводе плунжера 31 гидрораспределителя управления 3 во вторую позицию жидкость из напорной магистрали 50 источника давления через переключатель режима в первой позиции через каналы 47, 49, 42,44 поступает в полости 16, 25 гидроцилиндров дозирования 1, 2. Плунжеры 5, 18 перемещаются и жидкость из полостей 17, 24 гидроцилиндров дозирования 1, 2 через каналы 41, 43, 46, 48 поступает к потребителям 52, 53. Плунжеры 18 занимают крайнюю (на чертеже плунжер 5 правую, плунжер 18 левую) позицию. При 653 крайнем правом положении плунжера 5 каналы 9, 13 и 11, 15 соединяются попарно посредством двух кольцевых канавок 6, 7. Одновременно рабочая жидкость из напорной магистрали 50 источника давления поступает через канал 29 в полость 23 гидроцилиндра дозирования 2 и далее через канал 27, канал 11, кольцевую канавку 7 плунжера 5, канал 15 в торцевую управляющую полость 38 гидрораспределителя управления 3. Полость 39 через канал 13, кольцевую канавку 6, канал 9 гидроцилиндра дозирования 1, 26, 28 гидроцилиндра дозирования 2 соединяется через переключатель режима 4 с баком 51. Плунжер 31 возвращается в первую позицию. Далее цикл деления потока жидкости продолжается, как описано выше. При разном давлении в напорных магистралях потребителей первым начинает перемещение плунжер,испытывающий меньшее сопротивление. Плунжер второго гидрораспределителя дозирования остановлен до того момента, пока плунжер первого не займет крайнее положение. При этом плунжер 31 гидрораспределителя управления 3 не поменяет позицию, пока оба плунжера 5, 18 не займут в гидроцилиндрах 1, 2 крайнее положение. Для работы устройства в режиме сумматора потоков переключатель режима 4 переводится в третью позицию. Жидкость из напорных магистралей потребителей 52, 53 поступает через каналы 46, 48, 42, 44 в полости 16, 25 гидроцилиндров дозирования 1, 2. Плунжеры 5, 18 перемещаются и жидкость из полостей 17,24 через каналы 41, 43, 45, 47, переключатель режима 4 в третьей позиции поступает в бак 51. Одновременно рабочая жидкость из напорной магистрали 50 источника давления поступает через канал 28 в полость 22 гидроцилиндра дозирования 2 и далее через канал 26, канал 9, кольцевую канавку 6 плунжера 5, канал 13 в торцевую управляющую полость 39 гидрораспределителя управления 3. Полость 38 через канал 15, кольцевую канавку 7, канал 10 гидроцилиндра дозирования 1, 27, 29 гидроцилиндра дозирования 2 соединяется через переключатель режима 4 с баком 51. Плунжер 31 занимает вторую позицию, деформируя пружину 40. При второй позиции гидрораспределителя управления 3 жидкость из напорных магистралей потребителей 52, 53 поступает через каналы 46, 48, 41, 43 в полости 17, 24 гидроцилиндров дозирования 1,2. Плунжеры 5, 18 перемещаются и жидкость из полостей 16, 25 через каналы 42, 44, 47, 49, переключатель режима 4 в третьей позиции поступает в бак 51. Одновременно рабочая жидкость поступает через канал 30 в полость 23 гидроцилиндра дозирования 2 и далее через канал 27, канал 10, кольцевую канавку 7, канал 14 в торцевую управляющую полость 38 гидрораспределителя управления 3. Полость 39 через канал 12, кольцевую канавку 7, канал 8 гидроцилиндра дозирования 1, 26, 29 гидроцилиндра дозирования 2 соединяется через переключатель режима 4 с баком 51. Плунжер 31 возвращается в первую позицию. Далее цикл суммирования потоков продолжается, как описано выше. При необходимости деления на потоки с разными расходами и суммирования потоков с разными расходами применяются гидроцилиндры дозирования с разными объемами. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет делить и суммировать потоки с различными параметрами, что расширяет функциональные возможности делителясумматора потока. Работа двух полостей гидроцилиндра дозирования в магистрали одного потребителя устраняет цикличность подачи жидкости по магистрали потребителя. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.