Делитель – сумматор потока

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(57) Делитель - сумматор потока, содержащий гидроцилиндр дозирования и двухпозиционный гидрораспределитель управления с плунжерами, образующими торцевые полости, рабочие у гидроццилиндра дозирования и управляющие у гидрораспределителя управления, переключатель режима, отличающийся тем, что делитель - сумматор потока выполнен в виде блока гидроагрегатов в цепи гидролиний связи каждого потребителя с источником давления и баком гидросистемы, состоящего из гидроцилиндра дозирования, гидрораспределителя управления и 722 двухпозиционного регулятора расхода, гидроцилиндр дозирования и гидрораспределитель управления содержат по две группы диаметрально расположенных каналов, подводящих и отводящих, по два в группе у гидроцилиндра дозирования и по четыре в группе у гидрораспределителя управления, соединяемых между собой попарно в крайних положениях плунжеров посредством кольцевых канавок одной у плунжера гидроцилиндра дозирования, и двух у плунжера гидрораспределителя управления, при этом каждая торцевая рабочая полость гидроцилиндра дозирования соединена с двумя отводящими каналами гидрораспределителя управления блока, одна - с двумя периферийными по ходу движения плунжера, вторая - с двумя внутренними, подводящие каналы одного гидроцилиндра дозирования связаны через переключатель режима с источником давления и баком гидросистемы, каждый отводящий канал этого гидроцилиндра дозирования связан с аналогичным подводящим каналом второго гидроцилиндра дозирования, и соответственно каждый отводящий канал второго гидроцилиндра дозирования связан с аналогичным подводящим каналом следующего гидроцилиндра дозирования, два отводящих канала последнего в данной цепи гидроцилиндра дозирования связаны между собой и торцевыми управляющими полостями гидрораспределителей управления всех блоков гидроагрегатов, вторая торцевая полость, плунжер со стороны которой подпружинен, связана линией дренажа с баком гидросистемы, одна пара подводящих каналов гидрораспределителя управления связана через переключатель режима с источником давления и баком гидросистемы, а вторая пара подводящих каналов гидрораспределителя управления связана через регулятор расхода в первой позиции с напорной магистралью потребителя и баком гидросистемы во второй.(56) 1. Авторское свидетельство СССР 1813945 А 1, МПК 16 61/44, 15 11/22. Опубл. БИ 17,1993 г. 2. Патент на полезную модель РБ 342, МПК 60 17/04. Опубликовано 2001. 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 (10 15 ) 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 парораспределитель 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. 722 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. Также известное устройство не позволяет обеспечивать число потребителей, либо источников более двух, поскольку гидроцилиндр дозирования имеет две рабочие полости. 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, образующими торцевые полости, рабочие у гидроцилиндра дозирования и управляющие у гидрораспределителя управления,переключатель режима, выполнен в виде блока гидроагрегатов в цепи гидролиний связи каждого потребителя с источником давления и баком гидросистемы, состоящего из гидроцилиндра дозирования, гидрораспределителя управления и двухпозиционного регулятора расхода, гидроцилиндр дозирования и гидрораспределитель управления содержат по две группы диаметрально расположенных каналов, подводящих и отводящих, по два в группе у гидроцилиндра дозирования и по четыре в группе у гидрораспределителя управления, соединяемых между собой попарно в крайних положениях плунжеров посредством кольцевых канавок одной у плунжера гидроцилиндра дозирования и двух у плунжера гидрораспределителя управления,при этом каждая торцевая рабочая полость гидроцилиндра дозирования соединена с двумя отводящими каналами парораспределителя управления блока, одна - с двумя периферийными по ходу движения плунжера,вторая - с двумя внутренними, подводящие каналы одного гидроцилиндра дозирования связаны через переключатель режима с источником давления и баком гидросистемы, каждый отводящий канал этого гидроцилиндра дозирования связан с аналогичным подводящим каналом второго гидроцилиндра дозирования, и соответственно каждый отводящий канал второго гидроцилиндра дозирования связан с аналогичным подводящим каналом следующего гидроцилиндра дозирования, два отводящих канала последнего в данной цепи гидроцилиндра дозирования связаны между собой и торцевыми управляющими полостями гидрораспределителей управления всех блоков гидроагрегатов, вторая торцевая полость, плунжер со стороны которой подпружинен, связана линией дренажа с баком гидросистемы, одна пара подводящих каналов гидрораспределителя управления связана через переключатель режима с источником давления и баком гидросистемы, а вторая пара подводящих каналов гидрораспределителя управления связана через регулятор расхода в первой позиции с напорной магистралью потребителя, и баком гидросистемы во второй. 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. Также реализуется возможность выключения потребителей из цепи и слив жидкости в бак. Кроме того, предлагаемое техническое решение позволяет увеличить число потребителей принципиально до любого значения, расширяя тем самым функциональные возможности технического решения. 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 четырех блоков гидроагрегатов (по числу потребителей) 1, 2, 3, 4,в цепи гидролиний связи потребителей 5, 6, 7, 8, с напорной магистралью 9 источника давления и баком 10 гидросистемы, и трехпозиционного переключателя режима 11. Каждый блок состоит из гидроцилиндра дозирования 12, 13, 14, 15, двухпозиционного гидрораспределителя управления 16, 17, 18, 19 и двухпозиционного регулятора расхода 20, 21, 22, 23. Гидроцилиндры дозирования 12, 13, 14, 15 оснащены плунжерами 24,25, 26, 27, одна кольцевая канавка 28 каждого из которых соединяют между собой в крайних положениях плунжеров 24, 25, 26, 27 попарно подводящие 29, 30 и отводящие 31, 32 каналы. Плунжеры 24, 25, 26, 27 образуют в гидроцилиндрах дозирования торцевые рабочие полости 33, 34. Гидрораспределители управления 16, 17, 18, 19 оснащены плунжерами 35, 36, 37, 38, образующими связанные между собой для всех гидрораспределителей управления торцевые управляющие полости 39. С другой стороны плунжеры 35, 36, 37, 38 подпружинены посредством пружин 40, установленных в полостях, оснащенных дренажем для отвода жид 3 722 кости в бак 10. На каждом плунжере 35, 36, 37, 38 образованы две кольцевые канавки 41, 42, соединяющие между собой попарно в крайних положениях четыре подводящих 43, 44, 45, 46 и четыре отводящих 47, 48,49, 50 каналов. Каждая из торцевых рабочих полостей 33, 34 гидроцилиндров дозирования 12, 13, 14, 15 соединена соответственно с двумя периферийными 47, 50 и внутренними 48, 49 отводящими каналами парораспределителя управления 16, 17, 18, 19 соответствующего блока гидроагрегатов 1, 2, 3, 4. Подводящие каналы 43, 44 гидрораспределителей управления 16, 17, 18, 19 связаны между собой, и через трехпозиционный переключатель режима 11 в первой позиции его с напорной магистралью 9 источника давления, во второй и третьей позициях переключателя режима 11 - с баком 10 гидросистемы. Подводящие каналы 45, 46 каждого гидрораспределителя управления 16, 17, 18, 19 связаны между собой и через регулятор расхода 20, 21, 22, 23 в первой позиции - с напорной магистралью потребителя 5, 6, 7, 8 и баком 10 во второй позиции. Подводящий канал 29 гидроцилиндра дозирования 15 связан в первой позиции переключателя режима 11 с напорной магистралью 9 источника давления, во второй и третьей позиции переключателя режима 11 - с баком 10 гидросистемы. Подводящий канал 30 гидроцилиндра дозирования 15 связан в первой и второй позициях переключателя режима 11 с баком 10 гидросистемы, в третьей позиции - с напорной магистралью 9 источника давления. Каждый отводящий канал 31, 32 гидроцилиндра дозирования 15 связан соответственно с подводящим каналом 29, 30 гидроцилиндра дозирования 14. Аналогично, каждый отводящий канал 31, 32 гидроцилиндра дозирования 14 связан с подводящим каналом 29, 30 гидроцилиндра дозирования 13. Отводящие каналы 31, 32 последнего в этой цепи гидроцилиндра дозирования 12 соединены между собой и с торцевыми управляющими полостями 39 гидрораспределителей управления 16, 17, 18, 19. В цепи слива жидкости из гидроцилиндров дозирования 12, 13, 14, 15 через регуляторы 20, 21, 22, 23 расхода в бак 10 установлены нагрузочные дроссели 51. Делитель - сумматор потока работает следующим образом. Для работы устройства в режиме делителя потока переключатель режима 11 переводится в первую позицию. В напорную магистраль 9 источника давления подается жидкость, поступающая в каналы 43, 44 гидрораспределителей управления 16, 17, 18, 19. При положении плунжеров 35, 36, 37, 38 в первой позиции под действием пружин 40, жидкость через каналы 44, кольцевые канавки 41 плунжеров 35, 36, 37, 38, каналы 48 поступает в торцевые рабочие полости 34 гидроцилиндров дозирования 12, 13, 14, 15. Плунжеры 24, 25, 26,27 перемещаются и жидкость из полостей 33 через каналы 50, кольцевые канавки 42, каналы 46 парораспределителей управления 16, 17, 18, 19, регуляторы расхода 20, 21, 22, 23 в первой позиции поступает в напорные магистрали потребителей 5, 6, 7, 8. При достижении плунжерами 24, 25, 26, 27 крайнего положения (на чертеже левого), жидкость из напорной магистрали 9 источника давления через переключатель режима 11 в первой позиции его, каналы 29, кольцевые канавки 28 плунжеров 24, 25, 26, 27, каналы 31 гидроцилиндров дозирования 15, 14, 13, 12 поступает в торцевые управляющие полости 39 гидрораспределителей управления 16, 17, 18, 19. Плунжеры 35, 36, 37, 38 перемещаются во вторую позицию, деформируя пружины 40. Обеспечен дренаж в бак 10 полостей с пружинами. При второй позиции гидрораспределителей управления 16, 17, 18, 19 жидкость из напорной магистрали 9 источника давления через переключатель режима 11 в первой позиции, каналы 43, кольцевые канавки 41 плунжеров 35, 36, 37, 38, каналы 47 поступает в торцевые рабочие полости 33 гидроцилиндров дозирования 12, 13, 14, 15. Плунжеры 24, 25, 26, 27 перемещаются и жидкость из полостей 34 через каналы 49, кольцевые канавки 42, каналы 45, регуляторы расхода 20, 21, 22, 23 в первой позиции поступает в напорные магистрали потребителей 5, 6, 7, 8. При достижении плунжерами 24, 25, 26, 27 крайнего положения (на чертеже правого) торцевые управляющие полости 39 гидрораспределителей управления 16, 17, 18, 19 через каналы 32, кольцевые канавки 28, каналы 30 гидроцилиндров дозирования 12, 13, 14, 15, переключатель режима 11 в первой позиции его соединяется с баком 10. Плунжеры 35, 36, 37, 38 гидрораспределителей управления 16, 17, 18,19 возвращаются в первую позицию под действием пружин 40. Далее цикл деления потока жидкости продолжается, как описано выше. При разном давлении в напорных магистралях потребителей первым начинает перемещение плунжер,испытывающий меньшее сопротивление. Затем перемещается второй, третий и т.д. Плунжеры 35, 36, 37, 38 гидрораспределителей управления 16, 17, 18, 19 не поменяют позицию, пока все плунжеры 24, 25, 26, 27 не займут в гидроцилиндрах дозирования 12, 13, 14, 15 крайнее однозначное положение. При необходимости регулирования количества потребителей 5, 6, 7, 8 посредством выключения одного или нескольких из них, регуляторы расхода 20, 21, 22, 23 соответствующих потребителей 5, 6, 7, 8 переводятся во вторую позицию, соединяя гидроцилиндр дозирования 12, 13, 14, 15 соответствующего потребителя 5, 6, 7, 8 со сливом в бак 10. При этом нагрузочные дроссели 51 поддерживают в гидросистеме необходимое 722 давление для удержания пружин 40 в сжатом положении при второй позиции гидрораспределителей управления 16, 17, 18, 19 при отключении потребителей 5, 6, 7, 8 посредством регуляторов расхода 20, 21, 22, 23. Для работы устройства в режиме сумматора потоков переключатель режима 11 переводится в третью позицию. Жидкость из напорных магистралей потребителей 5, 6, 7, 8 поступает через каналы 46, кольцевые канавки 42 плунжеров 35, 36, 37, 38, каналы 50 в торцевые рабочие полости 33 гидроцилиндров дозирования 12, 13, 14, 15. Плунжеры 24, 25, 26, 27 перемещаются и жидкость из полостей 34 через каналы 48, кольцевые канавки 41, каналы 44 гидрораспределителей управления 16, 17, 18, 19, переключатель режима 11 в третьей позиции поступает на слив в бак 10. При достижении плунжерами 24, 25, 26, 27 крайнего положения (на чертеже правого), жидкость из напорной магистрали 9 источника давления поступает через каналы 30, кольцевые канавки 28 плунжеров 27, 26, 25, 24, каналы 32 гидроцилиндров дозирования 15, 14, 13, 12 в торцевые управляющие полости 39 гидрораспределителей управления 16, 17, 18, 19. Плунжеры 35, 36, 37, 38 занимают вторую позицию, деформируя пружины 40. При второй позиции гидрораспределителей управления 16, 17, 18, 19 жидкость из напорных магистралей потребителей 5, 6, 7, 8 поступает через каналы 45, кольцевые канавки 42 плунжеров 35, 36,37, 38, каналы 49 гидрораспределителей управления 16, 17,18, 19 в торцевые рабочие полости 34 гидроцилиндров дозирования 12, 13, 14, 15. Плунжеры 24, 25, 26, 27 перемещаются и жидкость из полостей 33 через каналы 47, кольцевые канавки 41, каналы 43 гидрораспределителей управления 16, 17, 18, 19, переключатель режима 11 в третьей позиции его поступает на слив в бак 10. При достижении плунжерами 24, 25, 26, 27 крайнего положения (на чертеже левого) торцевые полости 39 через каналы 31, кольцевые канавки 28, каналы 29 гидроцилиндров дозирования 12, 13, 14, 15, переключатель режима 11 в третьей позиции его соединяется с баком 10. Плунжеры 35, 36, 37, 38 гидрораспределителей управления 16, 17, 18, 19 возвращаются в первую позицию под действием пружин 40. 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. Конструктивная схема делителя - сумматора потока позволяет изменять число блоков гидроагрегатов любым образом в соответствии с потребностями при реализации схем гидросистемы машины. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет делить и суммировать потоки с различными параметрами, увеличивать число потребителей принципиально до любого значения, отключать необходимое количество потребителей при делении потока, не изменяя принципиальной схемы гидросистемы, что расширяет функциональные возможности делителя - сумматора 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. 5