Золотник з автоматичним поверненням

Винахід відноситься до галузі машинобудування і може бути використаний в гідророзподільниках тракторів, що обслуговують сільгоспмашини для оранки та сівби. Відомий як аналог золотник з автоматичним поверненням [Г.Л. Кальбус "Гидропривод и навесные устройства тракторов", Киев "Урожай", 1982], що входить до складу гідророзподільника, який обладнано запобіжним клапаном та переливним клапаном з серводією, що керується золотником через канал керування в корпусі. Золотник з автоматичним поверненням містить безпосередньо золотник з поясками та проточками для перепуску або перекриття потоку робочої рідини, органом керування, трьома радіальними отворами під кутом 120° на двох верхніх поясках та двома похилими отворами підводу керуючого тиску, та обладнаний механізмом фіксації і механізмом автоматичного повернення у вигляді герметично завернутої в золотник гільзи з кульковим клапаном, що регулюється за допомоги регулюючого гвинта на потрібний тиск, при якому кульковий клапан відкривається і пропускає масло під тиском до бустера (силового елементу механізму фіксації), при цьому забезпечується розфіксація зафіксованого в робочій позиції "підйом" або "опускання" золотника. Недоліком відомого золотника з автоматичним поверненням є те, що з позиції "опускання" автоматичне повернення золотника відбувається аналогічно позиції "підйом" при високому тиску і це призводить до небажаних перевантажень гідросистеми. Крім того, між величинами регулювань тиску запобіжного клапану та кулькового клапану гільзи необхідно забезпечити різницю з досить значним проміжком, що зменшує корисну потужність гідросистеми. Відомий як прототип [АС СССР №778397, МКИ3 F 15В 15/00, 1970] по більшості співпадаючих ознак золотник з автоматичним поверненням, який входить до складу гідророзподільника, обладнаного запобіжним та переливним клапаном з серводією, який керується золотником через спеціальний канал в гідророзподільнику. Золотник з автоматичним поверненням містить безпосередньо золотник з органом керування, поясками та проточками для перепуску або перекриття потоку робочої рідини на керування силовим органом, з вертикальним та радіальними каналами керування, обладнаний механізмом фіксації і механізмом автоповернення у вигляді гільзи з підпружиненим керуючим золотником механізму автоматичного повернення та силовим елементом (бустером) механізму фіксації. Керуючий золотник механізму автоматичного повернення являє собою підпружинений плунжер з завальцованими в торці кульками, при цьому нижній запирає прохід до силового елементу механізму фіксації (бустеру), а верхній має можливість перекривати вертикальний канал керування, при своєму крайньому верхньому положенні. В результаті в позиції "підйом" підпружинений плунжер відкриває прохід робочій рідині на бустер за рахунок перепаду тиску на його торцях, який виникає при спрацьовуванні запобіжного клапану. В позиції "опускання" золотник займає таке положення, при якому радіальний канал з'єднується зі зливом і для відкриття згаданого проходу потрібна величина тиску, зумовлена лише зусиллям пружини, що на порядок нижче, ніж в позиції "підйом". При цьому верхня кулька, перекриваючи вертикальний канал пом'якшує процес відкриття, тому що сферична поверхня (тобто кулька) не забезпечує плавність відкриття згаданого отвору до бустеру. Недоліком відомої автоматики повернення золотника є те, що в позиції "опускання", коли необхідно штучно забезпечити високий тиск утримання золотника на останній діє радіальна сила в зоні керуючого каналу, притискуючи його до корпусу, в результаті чого для повернення золотника потрібне значне зусилля. Крім того, при нейтральній позиції золотника канали керування радіальний та вертикальний відсічені золотником від каналу керування корпусу гідророзподільника і при наявності високого тиску в системі верхній торець керуючого золотника механізму автоматичного повернення неврівноважений з нижнім, в наслідок чого через дію високого тиску, згаданий золотник віджимається вверх, зумовлюючи відкриття проходу до силового елементу механізму фіксації (бустеру) і виникаючі при цьому внутрішні витоки знижують ККД. Задачею винаходу є удосконалення золотника з автоматичним поверненням за рахунок модернізації конструкції золотника і плунжера механізму автоматичного повернення шляхом введення в золотник і в механізм фіксації додаткових елементів, що забезпечують його радіальне розвантаження та виключають внутрішні витоки робочої рідини. Поставлена задача вирішується тим, що золотник з автоматичним поверненням, який містить золотник з поясками та проточками для перепуску або перекриття потоку робочої рідини, органом керування, трьома радіальними отворами, які розташовані під кутом 120 , каналами підводу керуючого тиску та керування вертикальним і радіальним, механізм фіксації та механізм автоматичного повернення у вигляді гільзи з підпружиненим плунжером керування та силовим елементом механізму фіксації (бустером) згідно винаходу, що має нерухомо з ущільненням охоплену вертикальним каналом керування втулку з осьовим свердленням і кільцевою канавкою, якою з'єднуються між собою радіальні отвори, а гільза містить отвір для сполучення вертикального каналу керування з порожниною напору через щілину між гільзою та золотником, та жикльорний отвір до силового елементу механізму фіксації (бустера), при цьому плунжер керування має з нижнього торця конус, що запирає жикльорний отвір. У такий спосіб в позиції "опускання" золотника робоча рідина з каналу керування через суміщений з ним один з трьох радіальний отвір золотника та кільцеву канавку втулки потрапляє в інші два отвори, які перекриті тілом корпусу, а в позиції "підйом" наявність нерухомої з ущільненням втулки забезпечує герметичність вертикального каналу керування. В результаті при наявності високого тиску в системі, а значить і в згаданих отворах, від дії тиску з'являється сила, що направлена до центру золотника. Складова від двох сил під кутом 120° рівна по величні, але направлена протилежно силі, яка діє на золотник в зоні каналу керування, компенсуючи її і забезпечуючи таким способом розвантаження золотника. Наявність жикльорного отвору в механізмі автоматичного повернення і запирання його конусом, покращує плавність подачі керуючого потоку на силовий елемент, а в сукупності з введенням в гільзі радіального отвору, через який робоча рідина при "нейтральній" позиції золотника потрапляє в порожнину каналу керування, вирівнюючи тиски над плунжером і під ним, внаслідок чого підпружинений врівноважений плунжер конусом надійно герметизує калібрований отвір, що забезпечує високий ККД. На фіг. 1 показана схема золотника з автоматичним поверненням, на фіг. 2 показано розріз А-А на фіг. 1, а на фіг. 3 показано виносний елемент Б золотника з автоматичним поверненням. Золотник з автоматичним поверненням містить механізм фіксації 1, золотник 2 з нерухомою втулкою 3, герметизуючими кільцями 4, каналами керування радіальним 5 і вертикальним 6, трьома отворами розвантаження 7, що розташовані під кутом 120°, канал підводу керуючого тиску 8, механізм автоповернення 9, до складу якого входить гильза 10 з жикльорним отвором 11, каліброваним отвором 12 та отвором підводу 13, підпружинений плунжер керування 14, який має з нижнього торця конус 15 та силовий елемент механізму фіксації 16. Втулка 3, нерухомо посаджена в вертикальний канал керування 6 золотника 2 і загерметизована кільцями 4, має осьове свердлення 17 та кільцеву канавку 18, що з'єднує між собою три отвори розвантаження 7. Механізм автоповернення 9 посаджений по різьбі в золотник 2, при цьому між ними передбачена щілина 19. Золотник 2 з автоматичним поверненням використовується в гідророзподільнику, що має корпус 20, який обладнано переливним клапаном 21 з порожнинами напору 22 та надклапанною 23, запобіжним клапаном 24 з каналом сполучення 25 та канал керування 26. Золотник з автоматичним поверненням працює таким чином: Золотник 2 на фіг.1 показано в „нейтральній" позиції. В робочій позиції золотник 2 переводиться ручним переключенням і за допомоги механізму фіксації 1 займає фіксоване положення відносно корпусу 20. В позиції „підйом" золотник 2 перекриває канал керування 26 гідророзподільника, з'єднуючи канал керування радіальний 5 і канал керування 26 та зумовлюючи зростання тиску в порожнинах 22, 23, каналах керування радіальному 5, вертикальному 6, який відсічений від трьох отворів розвантаження 7, що сполучені в такому положенні зі зливом нерухомою втулкою 3 та герметизуючими кільцями 4, і каналі керування 26 та над верхнім торцем плунжеру керування 14, в щілині 19, каналі підводу керуючого тиску 8 та отворі підводу 13 та під нижнім торцем плунжеру керування 14, а також в каналі сполучення 25 над запобіжним клапаном 24. Одночасно в сусідньому золотнику (яких в гідророзподільнику може бути декілька), радіальному каналі керування 5, який відсічений від каналу керування 26, відбувається зростання тиску, а в відсіченому вертикальному каналі керування 6 зростання тиску відбувається завдяки наявності отвору підводу 13. В результаті на торці плунжеру 14 діє однаковий тиск, що врівноважує його, а за рахунок підпружинення плунжер надійно конусом 15 герметизує жикльорний отвір 17, чим забезпечує виключення внутрішніх витоків і високий ККД. Коли величина тиску досягне величини тиску спрацьовування запобіжного клапану 24, той відкривається і величина тиску в порожнині 22, а значить і над плунжером керування 14 падає, тоді більш високим тиском в порожнині 22 і значить під плунжером керування 14 останній віджимається вверх і відкриває доступ робочій рідині через жикльорний отвір 11 до силового елементу механізму фіксації (бустер), переміщенням якого зумовлюється спрацьовування механізму фіксації (бустера) і автоматичне повернення золотника 2 з робочої позиції в „нейтраль". В позиції „опускання" золотник 2 перекриває канал керування 26 гідророзподільника, при цьому один з отворів розвантаження 7 з'єднується з каналом керування 26 гідророзподільника, інші два перекриваються тілом корпусу 20, а канал керування радіальний 5 з'єднується з магістраллю зливу, описаним для позиції „підйом" способом під нижнім торцем плунжеру керування 14 наростає тиск, верхній торець через канали керування 5 і 6 та осьове свердлення 17 сполучений з магістраллю зливу завдяки чому при величині тиску достатній пересилити зусилля пружини плунжера 14, і віджати плунжер 14 вверх, відбувається розфіксація і повернення золотника 2 в нейтраль, аналогічно позиції "підйом", але при меншому на порядок тиску. При необхідності забезпечення високого тиску золотник 2 утримується в позиції „опускання" вручну органом керування, а після звільнення має вільно повернутися в „нейтраль", завдяки тому, що його розвантаження забезпечується через три отвори розвантаження 7 та кільцеву канавку 18 втулки 36, чим виключається його тертя по корпусу 20.