Компенсатор гідравлічного удару

Реферат: Компенсатор гідравлічного удару містить встановлені в гідросистемі машини корпус з торцевими ущільнюючими вузлами і рухливий елемент, розміщений усередині корпусу. Корпус додатково оснащений приєднувальним патрубком, розташованим на зовнішній поверхні корпусу, перпендикулярно до його подовжньої осі, і зв'язаний з внутрішньою поверхнею корпусу за допомогою наскрізного отвору. Рухливий елемент виконаний у вигляді циліндричного стакана, оснащеного приєднувальним фланцем. На циліндричній поверхні стакана виконані наскрізні отвори, що розташовані в площині, перпендикулярній осі стакана і симетрично відносно осі приєднувального патрубка, та взаємодіє з кільцевим проточуванням, що виконане на внутрішній поверхні корпусу. Довжина вищезгаданого проточування дорівнює L=(2,53)×d+2Δ, де d - діаметр наскрізних отворів циліндричного стакана, Δ - величина переміщення циліндричного стакана відносно корпусу. UA 108246 U (12) UA 108246 U UA 108246 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до машинобудування і може бути використана в гідравлічних системах різних машин, наприклад у гідросистемі гідравлічного кувального пресу. Відомий гасник гідравлічних ударів в трубопроводах, що містить привідний циліндр, вхідний та вихідний отвори, в якому застосований порожнистий поршень, що зовні рухомо з'єднаний з важільною системою, а знизу шарнірно з коромислами, які, опираючись на шарнірно підвішену до корпусу проміжну опору, рухомо з'єднані з клапанами, що незалежно розміщені на стаканах з розвантажувальними вікнами. Відомий гаситель гідравлічного удару оснащує ефективне гасіння гідравлічного удару будь-якої потужності в трубопроводах будь-якого перерізу [див. наприклад, Патент України № 1877, МПК F16K 47/10, бюл. № 6, 2003 p.]. Відомий гасник гідравлічного удару має велику вагу, високу металоємкість і досить великі габаритні розміри, що унеможливлює використання його в гідравлічних системах машин. Відомий гасник гідравлічного удару, що містить вмонтований в трубопровід корпус із зливним каналом і підпружиненим клапаном з дросельним каналом, що сполучають підклапанну і надклапанну порожнини, оснащений додатковими клапаном і дросельним каналом, що сполучає надклапанну порожнину першого клапана з підклапанною порожниною другого клапана. Гасник гідроудару оснащує гасіння гідравлічних ударів в гідросистемі, наприклад в приводі робочого органу гідравлічного екскаватора [см наприклад, патент України № 17046, МПК F15B 13/00, бюл. № 9, 2006 р.]. Головним недоліком відомого гасника гідравлічного удару є складність його конструкції і висока трудомісткість виготовлення. Відомий також гасник гідравлічного удару, який містить вмонтований в трубопровід корпус, що містить підпружинений клапан з дросельним отвором, що сполучає підклапанну та надклапанну порожнини і поршень, який розміщений в надклапанній порожнині та утворює поршневу камеру, що заповнена стисненим газом. Цей пристрій дозволяє ефективно гасити гідравлічні удари, що виникають в гідросистемі під час роботи машини [див. наприклад, патент України, № 62 981, МПК F15B 13/00, бюл. № 18, 2011 р.]. По сукупності істотних ознак, а саме наявності корпусу, що вмонтований в трубопровід та рухомого елемента (поршня), розташованого усередині корпусу, відомий гасник є найбільш близьким до заявленої корисної моделі і може бути прийнятий за найближчий аналог. Недоліком найближчого аналога є те, що для гасіння гідравлічного удару використано газофазне середовище у вигляді стисненого газу, що знаходиться у поршневій камері, та його можливе перетікання в процесі роботи з поршневої камери до надклапанної порожнини, або перетікання до поршневої камери гідравлічної рідини з надклапанної порожнини, що значно зменшує ефективність та надійність роботи гасника гідравлічного удару та гідросистеми в цілому. В основу корисної моделі поставлена задача - створити компенсатор (гасник) гідравлічних ударів підвищеній надійності і ефективності, шляхом оснащення вільного переміщення рухомого елемента відносно корпусу компенсатора, і за рахунок технічного результату, що полягає у поглинанні енергії гідравлічного удару за рахунок пружної деформації елементів компенсатора та збільшення його внутрішнього об'єму. Поставлена задача вирішується тим, що в компенсаторі гідравлічного удару, що містить вмонтований в трубопровід корпус компенсатора з торцевими вузлами ущільнювання і рухливий елемент, розміщений усередині корпусу, згідно з корисною моделлю корпус додатково оснащений приєднувальним патрубком, розміщеним на зовнішній поверхні корпусу, перпендикулярно до його подовжній осі і зв'язаний з його внутрішньою поверхнею за допомогою наскрізного отвору, а рухомий елемент виконаний у вигляді стакана, оснащеного приєднувальним фланцем, причому, на циліндричній поверхні стакана виконані наскрізні отвори, що розташовані перпендикулярно до осі стакана, симетрично відносно осі приєднувального патрубка та взаємодіють з кільцевою виточкою, що виконана на внутрішній поверхні корпусу компенсатора. Між поставленою задачею та отриманим технічним результатом існує причинно-наслідковий зв'язок. Тільки завдяки тому, що у компенсаторі гідравлічного удару корпус додатково оснащений приєднувальним патрубком, що розташований на зовнішній поверхні корпусу, перпендикулярно до його подовжньої осі та зв'язаний з внутрішньою поверхнею корпусу за допомогою наскрізного отвору, а рухомий елемент виконаний у вигляді стакана, оснащеного приєднувальним фланцем, причому, на циліндричній поверхні стакана, перпендикулярно до його осі виконані наскрізні отвори, що розміщені симетрично відносно осі приєднувального патрубка та взаємодіють з кільцевою виточкою, що виконана на внутрішній поверхні корпусу компенсатора, оснащено вільне переміщення рухливого елемента компенсатора (стакана) та поглинання 1 UA 108246 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 енергії гідравлічного удару за рахунок пружної деформації елементів компенсатора та збільшення його внутрішнього об'єму компенсатора і відповідно, падіння тиску робочої рідини – гасіння "гідравлічного удару", підвищено надійність і ефективність роботи гідросистемі машини. Заявлене технічне рішення забезпечило також отримання додаткового корисного результату, що полягає у компенсації температурних деформацій трубопроводів гідросистеми, що виникають за рахунок нагріву робочої рідини в процесі роботи. Заявлена корисна модель є промислово застосовною, оскільки на ПАТ "НКМЗ" розроблено і виготовлено гідросистему приводу гідравлічного кувального пресу із використанням заявленої конструкції компенсатора гідравлічного удару. Корисна модель пояснюється кресленнями, де: - на фіг. 1 приведено загальний вигляд компенсатора гідравлічного удару; - на фіг. 2 показаний компенсатор гідравлічного удару у момент гасіння гідравлічного удару. Компенсатор гідравлічного удару (див. фіг. 1) містить корпус 1. В середині корпусу 1 розташований рухливий елемент 2. Герметичність внутрішнього об'єму компенсатора оснащено торцевими ущільнювальними елементами 3, розташованими на торцях корпусу 1 та виконаних, наприклад, у вигляді грундбукс. Відмінними ознаками корисної моделі є: - патрубок 4, що оснащений приєднувальним фланцем та приварений до зовнішньої циліндричної поверхні корпусу 1. Приєднувальний фланець служить для приєднання патрубка 4 з корпусом 1 до трубопроводу гідросистеми; - наскрізний циліндричний отвір 5, що виконаний в корпусі 1, співвісно до отвору патрубка 4 та забезпечує і вільне перетікання робочої рідини під тиском з корпусу 1 у патрубок 4 і далі до робочого органу машини, наприклад до головного циліндра кувального пресу; - рухомий елемент 2 виконаний у вигляді циліндричного стакана і оснащений приєднувальним фланцем 6. Циліндричний стакан (рухомий елемент) 2 встановлений всередині корпусу 1 з можливістю осьового переміщення, а за допомогою фланця 6 жорстко закріплений до трубопроводу гідросистеми машини. Під дією зусиль, що виникають під час гідравлічного удару, циліндричний стакан 2 переміщується відносно корпусу 1; - наскрізні отвори 7, що виконані на циліндричній поверхні стакана 2. Наскрізні отвори 7, наприклад чотири, розташовані водній площині, перпендикулярно до осі стакана 2 і симетрично відносно осі патрубка 4. Наскрізні отвори 7 забезпечують перетікання робочої рідини із внутрішньої порожнини циліндричного стакана 2 до отвору патрубка 4. - кільцеве проточування 8, що виконане на внутрішній поверхні корпусу 1, симетрично відносно осі патрубка 4, зв'язане з внутрішнім отвором патрубка 4 за допомогою отвору 5, і взаємодіє з отворами 7 циліндричного стакана 2. Ширина кільцевого проточування 8 дорівнює L=(2,5…3)×d+2Δ, де d, мм - діаметр отвору 7, Δ - величина переміщення циліндричного стакана 2 відносно корпусу 1. Компенсатор гідравлічного удару за допомогою фланця патрубка 4 жорстко приєднаний до трубопроводу, який подає робочу рідину до виконавчого органу машини, наприклад до головного циліндра кувального пресу. Циліндричний стакан 2 компенсатора гідравлічного удару за допомогою фланця 6 підключений до трубопроводу 9 гідросистеми машини, яка заповнена робочою рідиною 10. Компенсатор гідравлічного удару працює таким чином. Під час роботи машини робоча рідина 10 під високим тиском подається з трубопроводу 9 гідросистеми до циліндричного стакана 2, і далі, через отвори 7, кільцеве проточування 8 та отвір 5-у патрубок 4. З патрубка 4 робоча рідина надходить трубопроводом гідросистеми до виконавчого органу машини - головного циліндра кувального пресу. В процесі роботи машини, у випадку різкого перекриття трубопроводу 9 з робочою рідиною 10, що знаходиться під високим тиском, та має велику швидкість руху, в трубопроводі 9 відбувається різке "ударне" підвищення тиску (виникає так званий "гідравлічний удар"). Під дією різко збільшеного тиску робочої рідини 10, трубопровід 9 разом з циліндричним стаканом 2, що рухомо встановлений у корпусі 1 компенсатора, починає переміщуватися в крайнє положення на величину Δ (див фіг. 2). Це призводить до збільшення об'єму порожнини 9 і поглинанню енергії ударної хвилі. Це призводить до падіння надмірного тиску робочої рідини в трубопроводі 8 і гасінню гідравлічного удару. Таке конструктивне виконання компенсатора гідравлічного удару дозволяє ефективно гасити надмірний тиск робочої рідини (гідравлічний удар) в трубопроводі без використання газофазного середовища і пружин. Крім того, за рахунок вільного переміщення циліндричного стакана 2 у корпусі 1 забезпечено компенсацію теплових розширень, що виникають в трубопроводі гідросистеми в процесі роботи. 2 UA 108246 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Компенсатор гідравлічного удару, що містить встановлені в гідросистемі машини корпус з торцевими ущільнюючими вузлами і рухливий елемент, розміщений усередині корпусу, який відрізняється тим, що корпус додатково оснащений приєднувальним патрубком, розташованим на зовнішній поверхні корпусу, перпендикулярно до його подовжньої осі, і зв'язаний з внутрішньою поверхнею корпусу за допомогою наскрізного отвору, а рухливий елемент виконаний у вигляді циліндричного стакана, оснащеного приєднувальним фланцем, причому на циліндричній поверхні стакана виконані наскрізні отвори, що розташовані в площині, перпендикулярній осі стакана і симетрично відносно осі приєднувального патрубка, та взаємодіє з кільцевим проточуванням, що виконане на внутрішній поверхні корпусу, а довжина вищезгаданого проточування дорівнює L=(2,5-3)×d+2Δ, де d - діаметр наскрізних отворів циліндричного стакана, Δ - величина переміщення циліндричного стакана відносно корпусу. 3 UA 108246 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4