Гальмівний клапан

Винахід відноситься до гідроапаратури вантажопідйомних кранів з гідравлічним приводом, призначений для вільного пропускання робочої рідини в одному напрямі і блокування або обмеження потоку в зворотньому напрямі при регулюванні швидкостей опускання вантажу, опускання стріли чи втягування її телескопічних рухомих секцій, і може такої використовуватись як односторонній гідрозамок чи керований зворотній клапан. Відомий в якості аналогу гальмівний клапан, призначений для підтримка заданих швидкостей опускання вантажу чи стріли, вмонтований в лінії високого тиску між гідророзподільником і гідромотором. Аналог містить корпус з кришками, з багатоступеневим центральний отвором, сполученим з вхідним, вихідним та керуючім каналами, підпружинений в осьовому напрямі напорно-регулюючий елемент у вигляді золотника з циліндричними та конічними поверхнями і з дроселюючими отворам у вигляді щілин складаної конфігурації, а також конічній грибковий клапан та регулюючий гвинт [див. наприклад книгу УДК 69.057.7 О.А.Смірнов, І.П. Улитенко "Гідравлічні стрілові крани”. М.: “Вища школа", 1987р. Стор.60-61, рис.47]. Недоліком аналогу є його велика собівартість внаслідок пецезійної технології виготовлення спряжених за високою точністю циліндричних та конічних робочих поверхонь запорних елементів з дроселюючими щілинами складної конфігурації, а також незадовільна надійність таких запорних елементів при тривалому терміні експлуатації, оскільки взаємні контактуючі складні поверхні з часом набувають виробітки, що може бути усушка те хнологічно трудомістким поновланням поверхонь з їх нарощенням і наступним притиранням aбo заміною зношених елементів. Відомий також, вибраний в якості прототипу побільшості співпадаючих суттєви х ознак гальмівний клапан гідроприводу вантажної лебідки, що містить корпус з кришками і з багатоступеневим центральним отвором, підпружинений золотник, поршень, з’єднаний порожниною з керуючим каналом, шток та вхідний і вихідній канали [див. опис винаходу СРСР до a.с. №1006366, кл. В66D1/44, 1983p.]. Недоліком прототипу, як і першого аналогу, є велика собівартість та низька надійність при тривалому терміні експлуатації. Завданням, на вирішення якого направлений винахід, є зменшення собівартості та підвищення надійності гальмівного клапана шляхом виконання напорно-регулюючи х елементів без прецезійно спряжених циліндричних та конічних поверхонь і спрощення конфігурації дроселюючи отворів. Для вирішення поставленного завдання запропонована конструкція гальмівного клапана поряд з суттєвими ознаками, властивими для прототипа такими як корпус з кришками і з багатоступеневим центральним отвором, сполученим з вхідним, вихідним та керуючим каналами, підпружинений в осьовому напрямі напорно-регулюючий елемент, поршень і шток, містить нові, відмінні від прототипу суттєві ознаки, а саме: корпус складається з двох взаємно нерухомих герметично з’єднаних короткої та довгої секцій, розділених напорно-регулюючим елементом, виконаним у вигляді встановленого в короткій секції корпуса нерухомого диска з розташованими по концентричному колі дроселюючими отворам та з торцьовою частиною робочою площиною, спряженою з такою ж торцьовою частиною робочою площиною співосного фланця з дроселюючим отворам, розташованими по такому ж концентричному колі, встановленого в довгій секції корпуса з можливістю обертання в діапазоні кута, що забезпечує тангенціальне зміщення протилежних дроселюючих отворів від співпаданя до повного перекриття; глухий отвір центральной втулки на тильній стороні фланця з¢єднаний із співосним штоком, зафіксованим від провертання у втулці шти фтом, спряженим з повздовжно-овальними отворами у стінках втулки шток концентрично базований в центральному отворі поршня з можливістю зворотньо-поступального руху, протилежний від фланця кінець штока виконаній з байонетним пазом, що взаємодіє із штифтом, нерухомо радіально встановленим в стінці трубчастої хвостової частини поршня, при тому штифт спряжений з можливістю зворотно-поступального руху з поздовжнім пазом, виконаним в кришці довгої секції корпуса, а кришка з торця поршньової порожнини обладнана упорами, що забезпечують сполучення цієї порожнини з керуючім каналом в нормальному положенні поршня. В нормальному положенні підпружиненого поршня дроселюючі отвори диску і фланця взаємно тангенціональне зміщені для перекриття потоку робочої рідини між каналам з метою запобігання самовільного опускання вантажу чи стріли. Подача робочої рідини під тиском в керуючий канал викликає переміщення поршня назустріч фланцю, при тому поршень тягне за собою штифт в поздовжньму пазі кришки довгої секції, а кінець штифта через байонетний паз oбeртає шток і, відповідно, фланець - дроселюючі отвори фланця і диску взаємно відкриваються на кут тангенціального зміщення пропорційно потоку робочої рідини в керуючому каналі, чим забезпечується постійна зворотня швидкість опускання вантажу чи стріли незалежної від величини зовнішнього навантаження. Таким чином запропонована конструкція зворотного клапана відповідає своєму функціональному призначенню при заміні прецезійних циліндричних та конічних поверхонь запорних елементів прототипу на технологічніші торцьові площини спряжених диска і фланцю, і при заміні дроселюючих щілин складної конфігурації прототипа на технологічніші наскрізні дроселюючі отвори, чим зумовлюється зменшення собівартості вибору, при тому в запропонованій конструкції спряжені торцьові чистові площини диска і фланцю із зростанням терміну експлуатації набувають якіснішої притирки, а не отримують дефектів внаслідок виробітки, як ці власно циліндричним і конічним поверхням запорних елементів у прототипі, чим зумовлюється підвищення надійності роботи гальмівного клапана. Суть винаходу пояснюється кресленнями, де: на фіг.1 - зображено загальний вигляд гальмівного клапана в осьовому перерізі, на фіг.2 – вигляд на стрілці А фіг.1. Корпус гальмівного клапана /фіг.1/ складається з короткої 1 та довгої 2 секцій, герметично нерухомо з'єднаних між собою. Порожнини центральних отворів корпусу сполучені з вхідним каналом 3, вихідним каналом 4, керуючим каналом 5 та дренажним каналом 6 і закриті з торців кришками 7 і 8, при тому порожнини каналів 3 і 4 розділені напорно-регулюючим елементом, що містить нерухомо зафіксований штифтом 9 в короткій секції 1 корпуса диск 10, виконаний з дроселюючими наскрізними oтворами 11, розташованими пo концентричному колі, тa з чистовою торцьовою робочою площиною, спряженою з такою ж площиною фланця 12, підпружиненого в напрямі диску пpyжиною 13 і виконаного з такими ж дроселюючими отворами. Фланець 12 встановлений в довгій секції 2 корпусу з можливістю обертання в діапазоні кута, що забезпечує тангенціальне зміщення протилежних дроселюючих отворів від співпадання до повного перекриття. Глухий отвір центральної втулки 14 на тильній стороні фланця 12 з’єднаний із співосним штоком 15, зафіксованим від провертання у втулці шти фтом 16, спряженим з повздовжньо-овальними oтворами у стінках втулки. Штoк 15 концентрично базований в центральному отворі поршня 17 з можливість зворотньо-поступального руху. Кінець штока містить байонетний паз 18, спряжений із штифтом 19, нерухомо радіально закріпленим в стінці трубчасто ї хвостової частини поршня 17, при тому шти фт 19 ще спряжений з поздовжнім пазом 20 (фіг.1 і 2) кришки 8. Остання з торця поршньової порожнини обладнана упорами 21, що забезпечують сполучення цієї порожнини з керуючим каналом 5 в нормальному положенні поршня, підпружиненого до кришки 8 пружиною 22. Позиції 1-2, 1-7; 1-10, 2-8, 2-15, 2-17, та 15-17 взаємно герметизовані у рухомих і нерухомих з'єднаннях ущільненнями 23. Запропонована конструкція гальмівного клапана працює наступним чином: В нормальному положєнні поршня 17 дроселюючі отвори 11 дисків 10 фланця 12 взаємно тангенціально змінені для перекриття потоку робочої рідини з каналу 4 в канал 3 з метою запобігання самовільного опускання вантажу та стріли. При наявності тискy робочої рідини з боку канала 3 фланець 12, переборюючи зусилля пружини 13, відтискується вправо і робоча рідина через проміжок між торцями диска 10 і фланця 12 і через дроселюючі отвори в ньому перетікає у вихідний канал 4, забезпечуючи poбoтy нaвaнтaжeнoгo механізму – лебідки, підйому стріли чи висування її р ухомих секції на зростання характеристик. В зворотньому напрямі потоку робочої рідини з каналу 4 в канал 3 тиск рідини разом з зусиллям пружини 13 притискає фланець 12 до диску 10 в попереднє положення і дроселюючі отвори 11 нормально перекриваються, але подача робочої рідини під контрольованим тиском в керуючий канал 5 викликає переміщення поршня 17 назустріч фланцю 12, при тому поршень тягне за собою штифт 19 в поздовжньому пазі 20, а кінець штифта 19 через байонетний паз 18 обертає шток 15 і, відповідно через штифт 16 обертається фланець 12 - дроселюючі отвори 11 фланця і диска взаємно відкривається на кут тангенціального зміщення пропорційно до тиску і напору робочої рідини в керуючому каналі 5, чим забезпечується постійна зворотня швидкість опускання вантажу чи стріли незалежно від величини попутнього навантаження. Через недосконалість існуючих увільнень в рухомих з’єднаннях позицій 2-15 незначна кількість робочої рідини може просякнути у штокову порожнину поршня 17, звідки через дренажний канал 6 вона самоплином зіллється в бак гідросхеми.