Гидравлический привод

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Усс Иван Никодимович Строк Евгений Яковлевич Бельчик Леонид Демьянович Борейшо Владимир Евгеньевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(57) Гидравлический привод, содержащий основной и дополнительный насосы с общей напорной магистралью, обратный клапан, разобщающий ее с нагнетательной линией дополнительного насоса, дроссель, установленный в напорной магистрали перед исполнительным механизмом, гидроуправляемый подпружиненный плунжер, размещенный с возможностью перелива потока рабочей жидкости из додроссельного участка напорной магистрали в сливную магистраль, причем его пружинная и противоположная ей полости сообщены соответственно с задроссельным и додроссельным участками напорной магистрали, кроме того, между сливной магистралью и нагнетательной линией дополнительного насоса установлено устройство его разгрузки, отличающийся тем, что содержит 17546 1 2013.10.30 датчик положения гидроуправляемого подпружиненного плунжера, а устройство разгрузки дополнительного насоса выполнено в виде подпружиненного электроуправляемого распределителя, связанного с упомянутым датчиком положения посредством электрической линии управления, при этом вход и выход подпружиненного электроуправляемого распределителя гидравлически соединены соответственно с нагнетательной линией дополнительного насоса и сливной магистралью. Изобретение относится к гидравлическим приводам дроссельного регулирования с обеспечением автоматического набора требуемой подачи рабочей жидкости и может быть использовано для управления рабочими органами сельскохозяйственных, дорожных и строительных машин. Известна насосная станция, содержащая напорную и сливную гидролинии, не менее трех насосов постоянной подачи с клапанами разгрузки, соединенных с напорной гидролинией через обратные клапаны, измерительные блоки в виде параллельно установленных дросселя и гидроуправляемого распределителя, а также обратные клапаны, электроуправляемый запорный элемент, клапаны давления непрямого действия, дроссель, установленный в напорной гидролинии, и клапаны разгрузки 1. Включение запорного элемента вызывает отсечку от слива линии управления клапаном разгрузки первого насоса, вследствие чего клапан закрывается и первый насос подает рабочую жидкость через обратный клапан в напорную гидролинию. При недостатке расхода рабочей жидкости на дросселе измерительного блока возникает перепад давления, закрывающий клапан разгрузки второго насоса, поток от которого направляется в напорную гидролинию. Аналогичным образом к напорной гидролинии подключается и третий насос. К недостаткам насосной станции можно отнести непроизводительные затраты мощности на дросселирование и нагрев рабочей жидкости на измерительном блоке, зависимость перепада давления от температуры рабочей жидкости, снижающую надежность ее функционирования, а также сложность конструкции. Кроме того, известна энергосберегающая гидросистема автобетоносмесителя с взаимодействием потоков насосов, содержащая гидравлически соединенные гидробак, основной насос постоянной подачи, распределитель, гидромотор, обеспечивающий перемешивание смеси, а также фильтр тонкой очистки, дополнительный насос постоянной подачи, в напорную гидролинию которого установлен трехходовой двухпозиционный распределитель с электромагнитным управлением от электрического сигнала реле давления, расположенного с гидроаккумулятором и дросселем с обратным клапаном в напорной линии гидромотора,причем выходы указанного распределителя гидравлически соединены соответственно с напорной гидролинией основного насоса и гидробаком через дополнительный фильтр тонкой очистки 2. Гидравлическая рабочая жидкость от двух насосов поступает в гидромотор и через обратный клапан в гидроаккумулятор. После перемешивания сухой смеси оператор добавляет воду, силы трения в барабане снижаются, давление в напорной полости гидромотора падает, и реле давления подает сигнал на электромагнит распределителя, который переключает жидкость от одного из насосов на фильтры дополнительной очистки. На гидромотор подается жидкость только от одного насоса, вследствие чего замедляется частота вращения гидромотора, и перемешивание происходит с малой скоростью вращения барабана. В приведенной схеме отсутствует регулирование потока рабочей жидкости, поступающей в гидромотор, за счет поддержания постоянной разности давлений питания и нагрузки. Поэтому функционирование системы невозможно в долевом режиме, позволяющем изменять скорость гидромотора независимо от нагрузки для обеспечения технологических требований приготовления смеси. 2 17546 1 2013.10.30 Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является гидросистема, содержащая основной и дополнительный насосы постоянной подачи с общей напорной магистралью, обратный клапан, установленный между их нагнетательными линиями, дроссель и исполнительный механизм потребителя, последовательно установленные в указанной магистрали, гидроуправляемый подпружиненный плунжер,размещенный с возможностью перелива потока рабочей жидкости из додроссельного участка напорной магистрали в сливную магистраль. Кроме того, пружинная и противоположная ей полости указанного плунжера сообщены соответственно с задроссельным и додроссельным участками напорной магистрали, а устройство разгрузки дополнительного насоса выполнено в виде гидроуправляемого подпружиненного распределителя и измерительного дросселя, который установлен в сливной магистрали, причем полость упомянутого распределителя, противоположная пружинной, соединена с додроссельным участком сливной магистрали 3. При предельной величине нагрузки на исполнительном механизме перепад давления на дросселе, установленном в напорной магистрали, уменьшается до минимального значения и вызывает полное смещение гидроуправляемого подпружиненного плунжера в сторону его закрытия, что изображено на фиг. 2 прототипа. В этом случае додроссельный участок напорной магистрали разобщается со сливной магистралью, а полный поток рабочей жидкости от основного насоса поступает в исполнительный механизм, вследствие чего перепад давления на измерительном дросселе также уменьшается до своего минимального значения. Под действием пружины и указанного перепада давления гидроуправляемый подпружиненный распределитель смещается в сторону закрытия, разобщая нагнетательную линию дополнительного насоса со сливной магистралью и направляя поток рабочей жидкости от него через обратный клапан в общую напорную магистраль и исполнительный механизм. Частичная величина нагрузки на исполнительном механизме определяет увеличение перепада давления на дросселе, установленном в напорной магистрали, что вызывает неполное смещение гидроуправляемого подпружиненного плунжера в сторону закрытия и частичный перелив потока рабочей жидкости из додроссельного участка напорной магистрали в сливную магистраль, а также увеличение перепада давления на измерительном дросселе. Под действием указанного перепада давления гидроуправляемый подпружиненный распределитель смещается в сторону открытия, сообщая нагнетательную линию дополнительного насоса со сливной магистралью. При этом обратный клапан разобщает нагнетательные линии насосов, а неполный поток рабочей жидкости от основного насоса через напорную магистраль поступает в исполнительный механизм. Недостатком гидросистемы являются энергетические потери из-за непроизводительных затрат мощности при протекании потока рабочей жидкости через измерительный дроссель. Кроме того, указанное обстоятельство обуславливает влияние температуры рабочей жидкости на величину управляющего перепада давления и условия разгрузки дополнительного насоса, что приводит к снижению надежности функционирования гидросистемы. Задачей настоящего изобретения является снижение энергетических потерь в гидравлическом приводе с использованием насосов постоянной подачи и повышение надежности его функционирования путем реализации электрического управления разгрузкой дополнительного насоса в зависимости от условий перелива основным насосом потока рабочей жидкости на слив. Упомянутая задача решена в гидравлическом приводе, содержащем основной и дополнительный насосы с общей напорной магистралью, обратный клапан, разобщающий ее с нагнетательной линией дополнительного насоса, дроссель, установленный в напорной магистрали перед исполнительным механизмом, гидроуправляемый подпружиненный плунжер, размещенный с возможностью перелива потока рабочей жидкости из додрос 3 17546 1 2013.10.30 сельного участка напорной магистрали в сливную магистраль, причем его пружинная и противоположная ей полости сообщены соответственно с задроссельным и додроссельным участками напорной магистрали, кроме того, между сливной магистралью и нагнетательной линией дополнительного насоса установлено устройство его разгрузки, причем,согласно техническому решению, он содержит датчик положения гидроуправляемого подпружиненного плунжера, а устройство разгрузки дополнительного насоса выполнено в виде подпружиненного электроуправляемого распределителя, связанного с упомянутым датчиком положения посредством электрической линии управления, при этом вход и выход подпружиненного электроуправляемого распределителя гидравлически соединены соответственно с нагнетательной линией дополнительного насоса и сливной магистралью. На фигуре изображена принципиальная схема гидравлического привода в выключенном состоянии по электрическому и гидравлическому питанию. Гидравлический привод содержит основной насос 1 и дополнительный насос 2 с общей напорной магистралью 3-4, обратный клапан 5, разобщающий указанную магистраль с нагнетательной линией 6 дополнительного насоса 2, дроссель 7, размещенный в напорной магистрали 3-4, исполнительный механизм 8, сообщенный с задроссельным участком 4,гидроуправляемый подпружиненный плунжер 9, вход и выход которого гидравлически соединены соответственно с додроссельным участком 3 и сливной магистралью 10, датчик положения 11 гидроуправляемого подпружиненного плунжера, причем вход и выход указанного датчика связаны соответственно с упомянутым плунжером и электроуправляемым подпружиненным распределителем 12. Пружинная и противоположная ей полости гидроуправляемого подпружиненного плунжера 9 гидравлически сообщены соответственно с задроссельным 4 и додроссельным 3 участками напорной магистрали 3-4. Вход и выход электроуправляемого подпружиненного распределителя 12 гидравлически соединены соответственно с нагнетательной линией 6 дополнительного насоса 2 и сливной магистралью 10. Гидравлический привод работает следующим образом. При включении электрического и гидравлического питания рабочая жидкость от основного насоса 1 поступает в напорную магистраль 3-4 и через дроссель 7 в исполнительный механизм 8, причем при отсутствии на нем нагрузки гидроуправляемый подпружиненный плунжер 9 за счет перепада давления на дросселе 7 смещается в сторону пружинной полости. При этом осуществляется перелив потока рабочей жидкости из додроссельного участка 3 напорной магистрали 3-4 в сливную магистраль 10, что обеспечивает разгрузку основного насоса 1. В этом случае изза наибольшего удаления гидроуправляемого подпружиненного плунжера 9 от датчика положения 11 в электрической линии управления отсутствует командное воздействие на электроуправляемый подпружиненный распределитель 12, который смещен в сторону,противоположную пружинной полости, соединяя нагнетательную линию 6 дополнительного насоса 2 со сливной магистралью 10. Додроссельный участок 3 напорной магистрали 3-4 разобщен с нагнетательной линией 6 посредством обратного клапана 5. При частичном увеличении нагрузки на исполнительном механизме 8 перепад давления на дросселе 7 уменьшается, что вызывает неполное смещение гидроуправляемого подпружиненного плунжера 9 в сторону, противоположную пружинной полости, и снижение его гидравлической проводимости. Поэтому поток рабочей жидкости от основного насоса 1, поступающий в исполнительный механизм 8, увеличивается. При этом вследствие значительного удаления гидроуправляемого подпружиненного плунжера 9 от датчика положения 11 также отсутствует командное воздействие на электроуправляемый подпружиненный распределитель 12, который смещен в сторону, противоположную пружинной полости, соединяя нагнетательную линию 6 дополнительного насоса 2 со сливной магистралью 10. Додроссельный участок 3 напорной магистрали 3-4 разобщен с нагнетательной линией 6 посредством обратного клапана 5. Предельное увеличение нагрузки на исполнительном механизме 8 вызывает дальнейшее уменьшение перепада давления на дросселе 7 и полное смещение гидроуправляемого 4 17546 1 2013.10.30 подпружиненного плунжера 9 под действием пружины в сторону, противоположную пружинной полости. При этом додроссельный участок 3 напорной магистрали 3-4 разобщается со сливной магистралью 10 и полный поток рабочей жидкости от насоса 1 поступает в исполнительный механизм 8. Из-за соответствующего приближения гидроуправляемого подпружиненного плунжера 9 к датчику положения 11 в электрической линии управления возникает командное воздействие на электроуправляемый подпружиненный распределитель 12, который смещается в сторону пружинной полости. При этом нагнетательная линия 6 дополнительного насоса 2 отсоединяется от сливной магистрали 10. В этом случае происходит сообщение упомянутой линии посредством обратного клапана 5 с напорной магистралью 3-4, автоматически увеличивая подачу потока рабочей жидкости в исполнительный механизм 8. Электрическое управление гидравлическим приводом позволяет также расширить его функциональные возможности за счет использования микропроцессорных средств, реализующих более эффективные алгоритмы работы исполнительных механизмов. Источники информации 1. Патент 1174608 , МПК 15 11/02, 1983. 2. Патент 12744 1, МПК 28 5/00,60 3/16,15 21/00, 2008. 3. Патент 103 16 437 1, МПК 15 11/00, 16 63/02, 2002. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5