Гідравлічний механізм підйому кабіни з енергоакумулятором

Реферат: Гідравлічний механізм підйому кабіни з енергоакумулятором належить до машинобудівної галузі, а саме до транспортних засобів, зокрема до вантажних автомобілів з підресореною кабіною, розташованою над двигуном, і стосується гідравлічного механізму підйому кабіни. Суть винаходу полягає у вдосконаленні гідравлічного механізму підйому кабіни шляхом введення в конструкцію пневмогідравлічного енергоакумулятора та гідравлічного замка, що дозволяє акумулювати потенційну енергію кабіни при її опусканні та зменшити витрати енергії людини (оператора) при підйомі кабіни без застосування джерел енергії, які потребують періодичного поповнення ззовні. UA 113227 C2 (12) UA 113227 C2 UA 113227 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до машинобудування, а саме до транспортних засобів, зокрема до вантажних автомобілів з підресореною кабіною, розташованою над двигуном, і стосується гідравлічного механізму підйому кабіни. Відома конструкція гідравлічного механізму підйому кабіни (Патент ЕР 0736443А1, МПК B62D 33/067 Hydraulic tilting device for a cab / заявник Applied power inc. Bulter Wisconsin 53007; патентовласник Brookhuis, Hendrik Jan Arnold et al van Exter Polak & Charlouis B.V. - № 96200818.1; заявл. 25.03.96; надр. 09.10.96. Bulletin 1996/41), яка складається з насосного агрегату з ручним приводом та двох гідроциліндрів. Насосний агрегат складається з корпусу, в якому розташований поршень, гідророзподільник та запобіжний і зворотний клапани. Кожен гідроциліндр оснащений гідрозамком та поршневою і штоковою порожнинами, за допомогою рукавів високого тиску, з'єднаний з насосним агрегатом. До вказаної конструкції гідравлічного механізму підйому кабіни може бути підключений електрогідравлічний насосний агрегат. Однак, відомий гідравлічний механізм підйому кабіни має недолік, який полягає в тому, що при відсутності електричної енергії, підйом кабіни здійснює людина (оператор), яка витрачає енергію при створенні тиску робочої рідини гідравлічним насосом з ручним приводом. Відома конструкція гідравлічного механізму підйому кабіни (Патент 15673 Республіка Білорусь, МПК B62D 33/067 Устройство для подъема кабины транспортного средства / заявник Открытое акционерное общество "Минский автомобильный завод"; патентовласник Открытое акционерное общество "Минский автомобильный завод" - № а20090850; заявл. 06.10.2009; надр. 30.04.2012), яка складається з насосного агрегату з ручним приводом, та гідроциліндра. Насосний агрегат складається з корпусу, в якому розташований поршень, гідророзподільник та запобіжний і зворотний клапани. Гідроциліндр оснащений гідрозамком, поршневою і штоковою порожнинами, за допомогою рукавів високого тиску, з'єднаний через дроселі з насосним агрегатом. Однак, відомий гідравлічний механізм підйому кабіни має недолік, який полягає в тому, що при підйомі кабіни людина (оператор) витрачає енергію при створенні тиску робочої рідини гідравлічним насосом з ручним приводом. Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, є конструкція гідравлічного механізму підйому кабіни (Патент 104969 Україна, МПК F15B 15/00 Об'ємний гідропривід механізму підйому кабіни / заявники Богомолов В.О., Клименко В.І., Аврунін Г.А., Шуклінов С.М., Залогін М.Ю; патентовласник Клименко B.I. - № а201305517; заявл. 29.04.2013; надр. 25.03.2014. Бюл. № 6), що включає насос з гідробаком, реверсивний гідророзподільник, одноштоковий гідроциліндр двосторонньої дії, в якому штокова порожнина має два отвори, один з яких знаходиться в районі штокового ущільнення, а інший виконаний в донній частині штокової порожнини, запобіжні клапани тиску захисту від перевантаження гідроциліндра і від підвищення тиску в гідробаці, гідрозамок, встановлений на вході в поршневу порожнину гідроциліндра, фільтр для очищення робочої рідини (РР), рукава високого тиску для з'єднання насоса з гідроциліндром і пристрій гідроавтоматики для забезпечення вільного ходу штока гідроциліндра при коливаннях підресореної кабіни при русі автомобіля Недоліком даної конструкції є те, що при підйомі кабіни людина (оператор) витрачає енергію при створенні тиску робочої рідини гідравлічним насосом з ручним приводом. Задача винаходу: створення конструкції гідравлічного механізму підйому кабіни, що дозволить зменшити витрати енергії людини при підйомі кабіни. Технічний результат полягає в зменшенні витрат енергії людини (оператора) при підйомі кабіни. Поставлена задача вирішується шляхом введення в конструкцію пневмогідравлічного енергоакумулятора та гідравлічного замка, що дозволяє здійснити рекуперацію енергії стисненої робочої рідини. Для усунення перерахованих недоліків у відомій конструкції гідравлічного механізму підйому кабіни (Патент 104969 Україна, МПК F15B 15/00 Об'ємний гідропривід механізму підйому кабіни / заявники Богомолов В.О., Клименко В.І., Аврунін Г.А., Шуклінов С.М., Залогін М.Ю; патентовласник Клименко B.I. - № а201305517; заявл. 29.04.2013; надр. 25.03.2014. Бюл. № 6), згідно з винаходом, використовується пневмогідравлічний енергоакумулятор з можливістю керування ним через послідовно з'єднаний гідравлічний замок, з'єднаний з камерами керування пристрою гідроавтоматики та поршневою порожниною гідравлічного циліндра, а лінія керування гідравлічним замком з'єднана з нагнітальною лінією насоса в режимі підйому кабіни, що дозволяє акумулювати потенційну енергію кабіни при її опусканні, та зменшує витрати енергії людини (оператора) при підйомі кабіни. Суть винаходу пояснюється кресленнями (Фіг. 1-3), на яких представлена принципова схема гідравлічного механізму підйому кабіни згідно з винаходом. 1 UA 113227 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 До складу гідравлічного механізму підйому кабіни входять: блок А насоса, блок Б гідроциліндра і блок В пневмогідравлічного енергоакумулятора, та рукави високого тиску РВД1 і РВД2 для з'єднання блоків А і Б. Блок А включає насос Н, наприклад, з ручним приводом, реверсивний гідророзподільник Р1, всмоктувальний КО1 і нагнітальний КО2 клапани, запобіжний клапан КП1 високого тиску для захисту від перевантаження гідроциліндра, гідробак Б, запобіжний клапан КП2 у гідробаці Б, всмоктувальний фільтр Ф1, зворотний клапан КО7 з фільтром Ф4 і сапун С. Блок Б містить гідроциліндр Ц, гідрозамок ЗМ1 однобічної дії, дроселі ДР1 і ДР2, дволінійний, двопозиційний гідророзподільник Р2 системи гідроавтоматики, зворотні клапани КО3…КО6 і фільтри Ф2 і Ф3. Блок В містить пневмогідравлічний енергоакумулятор АК і гідрозамок ЗМ2 однобічної дії. Порядок функціонування гідравлічного механізму підйому кабіни на різних режимах. 1) Підйом кабіни (положення гідророзподільника Р1 згідно Фіг. 1). При нагнітанні РР насосом Η по магістралі р→А→РВД1→Ф2→(КО5 і ДР1)→ЗМ1→A1 (поршнева порожнина гідроциліндра Ц) під дією тиску керування ру (рівного тиску нагнітання насоса Н) гідророзподільник Р2 займає положення, відповідне відокремлення порожнин А1(А2) і В3(В2). Зворотний клапан КО4 перешкоджає з'єднанню лінії нагнітання насоса з нижнім отвором штокової порожнини гідроциліндра Ц. Зворотний клапан КО5, розташований паралельно дроселю ДР1, забезпечує мінімальний гідравлічний опір лінії нагнітання PP. Створений насосом Η тиск pу відкриває гідрозамок ЗМ2 для з'єднання гідравлічної порожнини енергоакумулятора АК та поршневої порожнини А1 гідроциліндру Ц. Підйом кабіни спочатку відбувається під дією тиску РР, створеного насосом Н, так як тиску РР в гідравлічній порожнині енергоакумулятора може бути недостатньо. При переміщенні поршня гідроциліндра Ц на деяку величину, підйом кабіни відбувається виключно за рахунок стисненої рідини в енергоакумуляторі. Витиснення РР відбувається по магістралі АК→ЗМ2→А1. Витіснення РР зі штокової порожнини В1 в гідробак Б відбувається по магістралі В1→ДР2→Ф3→РВД2→В→Τ. 2) Режим опускання кабіни із запрокинутого положення до зони нестійкої рівноваги. Реверсивний гідророзподільник Р1 зміщують вліво щодо положення, представленого на Фіг. 2 а. При нагнітанні РР насосом Η в штокову порожнину гідроциліндра Ц (через фільтр Ф3 і дросель ДР2) під дією тиску рзм автоматично відкривається гідрозамок ЗМ1, що забезпечує з'єднання поршневої порожнини А1 з гідробаком Б. 3) Режим зарядки енергоакумулятора (згідно з Фіг. 2б). Процес зарядки енергоакумулятора відбувається при русі кабіни після переходу зони нестійкої рівноваги під дією сили тяжіння. В цьому випадку гідророзподільник Р2 системи гідроавтоматики за рахунок різниці зусиль на його регулюючий орган утримується в положенні, роз'єднуючим порожнини А1(А2) і В3(В2). Рух РР відбувається по магістралі А1→ЗМ2→АК. Процес зарядки енергоакумулятора відбувається до моменту, коли поршень гідроциліндра досягне порожнини В2. Потім тиск в порожнині В2 зменшується за рахунок з'єднання керуючої магістралі зі штоковою порожниною, об'єм якої збільшується. За рахунок різниці тисків гідророзподільник Р2 займає положення, при якому його порожнини А1(А2) і В3 з'єднані і РР з поршневої порожнини витісняється: у штокову порожнину по лінії А2→В3→КО6→В2→Ц; у гідробак Б по лінії А2→В3→КО4→РВД1→А→Т. 4) Режим коливання кабіни у транспортному положенні (згідно з Фіг. 3а, коли кабіна мимовільно опускається вниз). При русі поршня вниз тиск в порожнині А1(А2) зростає, а в порожнині В2 падає. За рахунок різниці тисків, гідророзподільник Р2 займає положення, при якому його порожнини А1(А2) і В3 з'єднані і РР з поршневої порожнини витісняється: у штокову порожнину по лінії А1→А2→В3→КО6→В2→Ц; у гідробак Б по лінії А1→А2→ВЗ→КО4→Ф2→РВД1→А→Т. 5) Режим коливання кабіни у транспортному положенні (згідно з Фіг. 3б, коли кабіна мимовільно піднімається вгору). При русі поршня гідроциліндра Ц вгору РР витісняється зі штокової порожнини в поршневу через зворотний клапан КО3. Компенсація РР в поршневій порожнині (із-за різниці площ поршневої і штокової порожнин) здійснюється за рахунок підсмоктування РР з гідробака Б завдяки наявності сапуна С і зворотного клапана КО7 по лінії Б→Т→А→РВД1→Ф2→(ДР1 і КО5)→ЗМ1→А1. Гідророзподільник Р2 знаходиться у закритому положенні за рахунок більш високого тиску в порожнині В2 порівняно з А2(А1). Зворотний клапан КО5 забезпечує мінімально гідравлічний опір при всмоктуванні РР з гідробака Б. Таким чином, пропонований гідравлічний механізм підйому кабіни дозволяє акумулювати потенційну енергію кабіни при її опусканні та зменшувати витрати енергії людини (оператора) при підйомі кабіни без застосування джерел енергії, які потребують періодичного поповнення ззовні. 2 UA 113227 C2 5 Конструкція гідравлічного механізму підйому кабіни з енергоакумулятором, що заявляється, відрізняється відносною простотою та може забезпечити ефективність роботи, близьку до оптимальної. Інші рішення, котрі мали б такі ж показники, авторам з патентної та технічної літератури не відомі, тому запропонований винахід відповідає критерію "новизна". Таке рішення є актуальним в області машинобудування, технічно завершеним і промислово придатним. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 Гідравлічний механізм підйому кабіни з енергоакумулятором, що включає насос з гідробаком, реверсивний гідророзподільник, одноштоковий гідроциліндр двосторонньої дії, в якому штокова порожнина має два отвори, один з яких знаходиться в районі штокового ущільнення, а інший виконаний в донній частині штокової порожнини, запобіжні клапани тиску захисту від перевантаження гідроциліндра і від підвищення тиску в гідробаці, гідрозамок, встановлений на вході в поршневу порожнину гідроциліндра, фільтр для очищення робочої рідини, рукави високого тиску для з'єднання насоса з гідроциліндром і пристрій гідроавтоматики для забезпечення вільного ходу штока гідроциліндра при коливаннях підресореної кабіни, який відрізняється тим, що для рекуперації енергії використовується пневмогідравлічний енергоакумулятор з можливістю керування ним через послідовно з'єднаний гідравлічний замок, який з'єднаний з камерами керування пристрою гідроавтоматики та поршневою порожниною гідравлічного циліндра, а лінія керування гідравлічним замком з'єднана з нагнітальною лінією насоса в режимі підйому кабіни. 3 UA 113227 C2 Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4