Система управління регульованого насоса

Реферат: Система управління регульованого насоса містить вузол зміни подачі робочої рідини, з'єднаний з підпружиненими сервопоршнями, розподільний золотник управління, виходи якого з'єднані з робочими порожнинами сервопоршнів, клапан компенсації тиску, виконаний у вигляді підпружиненого золотника з торцевою порожниною управління і пружинною порожниною. При цьому клапан компенсації тиску з'єднаний з робочими порожнинами сервопоршнів з можливістю їх сполучення між собою, розподільник насоса з вікнами всмоктування і нагнітання, запобіжний блок. Для підвищення надійності і довговічності регульованого насоса клапан компенсації тиску з'єднаний з робочими порожнинами сервопоршнів з можливістю їх сполучення з пружинною порожниною цього клапана компенсації при їх сполученні між собою. UA 114852 C2 (12) UA 114852 C2 UA 114852 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується гідромашин, зокрема систем управління регульованих насосів. Відома система управління регульованого насоса, що містить похилу шайбу, шарнірно з'єднану з підпружиненими сервопоршнями, розподільний золотник управління, виходи якого з'єднані з робочими порожнинами сервопоршнів, клапан компенсації тиску, виконаний у вигляді підпружиненого золотника з торцевою порожниною управління і пружинною порожниною, при цьому клапан компенсації тиску з'єднаний з робочими порожнинами сервопоршнів з можливістю їх сполучення між собою, розподільник насоса з вікнами всмоктування і нагнітання, запобіжний блок (1). Наявність допусків на точність виготовлення деталей насоса обумовлюють різні обсяги робочих порожнин сервопоршнів і тому при їх сполученні між собою через клапан компенсації тиску і переміщенні похилої шайби у бік зменшення подачі одна частина рідини буде надходити в порожнину сервопоршня більшого обсягу з порожнини сервопоршня меншого обсягу і незначна частина рідини буде надходити з пружинної порожнини клапана компенсації тиску (або буде витікати з порожнини сервопоршня більшого обсягу в порожнину сервопоршня меншого обсягу і незначна частина рідини буде витікати в пружинну порожнину клапана компенсації тику). У відомій системі управління регульованого насоса незначна частина рідини буде надходити з пружинної порожнини клапана компенсації тиску (або буде витікати у пружинну порожнину клапана компенсації тиску) через зазор між зовнішнім діаметром золотника клапана компенсації тиску і внутрішнім діаметром корпусу цього клапана компенсації тиску, в якому встановлений цей золотник. У зв'язку з тим, що цей зазор має дуже малу величину, то для проходження через нього незначної частини рідини потрібен значний час, а це знижує швидкість переміщення похилої шайби у бік зменшення подачі. Це може призвести до закиду тиску рідини у вікні нагнітання. З метою зниження закиду тиску рідини у вікні нагнітання в відомій системі управління регульованого насоса вона забезпечена підпружиненим двопозиційним золотником. Проте тривала робота запобіжного клапана в режимі спрацьовування обумовлює перевантаження насоса. Це знижує надійність і довговічність роботи відомого регульованого насоса. Також відома система управління регульованого насоса, що містить похилу шайбу, шарнірно з'єднану з підпружиненими сервопоршнями, розподільний золотник управління, виходи якого з'єднані з робочими порожнинами сервопоршнів, клапан компенсації тиску, виконаний у вигляді підпружиненого золотника з торцевою порожниною управління і пружинною порожниною, при цьому клапан компенсації тиску з'єднаний з робочими порожнинами сервопоршнів з можливістю їх сполучення між собою, розподільник насоса з вікнами всмоктування і нагнітання, запобіжний блок (2). Наявність допусків на точність виготовлення деталей насоса обумовлюють різні обсяги робочих порожнин сервопоршнів і тому при їх сполученні між собою через клапан компенсації тиску і переміщенні похилої шайби у бік зменшення подачі одна частина рідини буде надходити в порожнину сервопоршня більшого обсягу з порожнини сервопоршня меншого обсягу і незначна частина рідини буде надходити з пружинної порожнини клапана компенсації тиску (або буде витікати з порожнини сервопоршня більшого обсягу в порожнину сервопоршня меншого обсягу і незначна частина рідини буде витікати в пружинну порожнину клапана компенсації тиску). У відомій системі управління регульованого насоса незначна частина рідини буде надходити з пружинної порожнини клапана компенсації тиску (або буде витікати у пружинну порожнину клапана компенсації тиску) через зазор між зовнішнім діаметром золотника клапана компенсації тиску і внутрішнім діаметром корпусу цього клапана компенсації тиску, в якому встановлений цей золотник. У зв'язку з тим, що цей зазор має дуже малу величину, то для проходження через нього незначної частини рідини потрібен значний час, а це знижує швидкість переміщення похилої шайби у бік зменшення подачі. Це може призвести до закидання тиску рідини у вікні нагнітання, в результаті чого буде мати місце перевантаження відомого регульованого насоса. Це знижує надійність і довговічність роботи відомого регульованого насоса. В основу винаходу поставлена задача створення системи управління регульованого насоса, в якій при сполученні робочих порожнин сервопоршнів між собою і з пружинною порожниною клапана компенсації тиску збільшується швидкість переміщення похилої шайби у бік зменшення подачі, в результаті чого зменшуються перевантаження, що дозволяє підвищити надійність і довговічність регульованого насоса. Поставлена задача вирішується тим, що система управління регульованого насоса, що містить вузол зміни подачі робочої рідини, з'єднаний з підпружиненими сервопоршнями, розподільний золотник управління, виходи якого з'єднані з робочими порожнинами сервопоршнів, клапан компенсації тиску, виконаний у вигляді підпружиненого золотника з 1 UA 114852 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 торцевою порожниною управління і пружинною порожниною, при цьому клапан компенсації тиску з'єднаний з робочими порожнинами сервопоршнів з можливістю їх сполучення між собою, розподільник насоса з вікнами всмоктування і нагнітання, запобіжний блок, відповідно до винаходу, клапан компенсації тиску з'єднаний з робочими порожнинами сервопоршнів з можливістю їх сполучення з пружинною порожниною цього клапана компенсації при їх сполученні між собою. Завдяки з'єднанню клапана компенсації тиску з робочими порожнинами сервопоршнів з можливістю їх сполучення з пружинною порожниною цього клапана компенсації при їх сполученні між собою здійснюється підживлення незначної частини рідини з осьового каналу золотника в порожнину сервопоршня більшого обсягу (або витікати незначної частини рідини з порожнини сервопоршня більшого обсягу в пружинну порожнину клапана компенсації тиску і далі - в зливну магістраль) через радіальний підживлювальний канал, що дозволяє збільшити швидкість переміщення похилої шайби у бік зменшення подачі, в результаті чого зменшуються перевантаження запропонованої системи управління регульованого насоса. Це дозволяє збільшити довговічність і надійність запропонованої системи управління регульованого насоса. На фіг. 1 зображена система управління регульованого насоса; на фіг. 2 - варіант виконання золотника клапана компенсації тиску; на фіг. 3 - варіант виконання клапана АБО; на фіг. 4 варіант розташування запобіжного клапана. Система управління регульованого насоса включає вузол зміни подачі робочої рідини, виконаний у вигляді похилої шайби 1, шарнірно з'єднаної з сервопоршнями 2 і 3, підпружиненими пружинами 4 і 5. Торцеві робочі порожнини 6 і 7 сервопоршнів 2 і 3 сполучені за допомогою гідроліній 8 і 9 з розподільним золотником 10 управління. Клапан 11 компенсації тиску містить пружину 12 і золотник 13. Золотник 13 утворює з корпусом (не позначений) клапана 11 компенсації тиску торцеву порожнину 14 управління і пружинну порожнину 15. У золотнику 13 виконані дросельний 16 і осьовий 17 канали, що сполучають торцеву порожнину 14 управління з пружинною порожниною 15. Клапан 11 компенсації тиску з'єднаний з робочими порожнинами 6 і 7 відповідно сервопоршнів 2 і 3 з можливістю їх сполучення між собою через кільцеву канавку 18 корпусу (не позначений) клапана 11 компенсації тиску і кільцеву канавку 19 золотника 13. У золотнику 13 виконаний ряд, що складається щонайменше з одного радіального підживлювального каналу 20 з можливістю його сполучення робочих порожнин 6 і 7 сервопоршнів 2 і 3 через осьовий 17 канал з пружинною порожниною 15 клапана 11 компенсації тиску при їх сполученні між собою через кільцеву канавку 18 корпусу (не позначений) клапана 11 компенсації тиску і кільцеву канавку 19 золотника 13. У золотнику 13 також можуть бути виконані два ряди радіальних підживлювальних каналів 21 і 22 (кожен ряд може складатися щонайменше з одного радіального підживлювального каналу) з можливістю їх сполучення робочих порожнин 6 і 7 відповідно сервопоршнів 2 і 3 через осьовий канал 17 з пружинною порожниною 15 клапана 11 компенсації тиску при їх сполученні між собою через цей осьовий канал 17 (див. фіг. 2). Вікна 23 і 24 розподільника насоса з'єднані із запобіжним блоком, що включає клапан АБО 25 і запобіжний клапан 26. Вихід 27 клапана АБО 25 сполучений через запобіжний клапан 26 з торцевою порожниною 14 управління. Зливна магістраль 28 з'єднує пружинну порожнину 15 з дренажем 29. Розподільний золотник 10 управління з'єднаний з насосом підживлення 30. Розподільний золотник 10 управління шарнірно з'єднаний за допомогою зворотного зв'язку 31 з похилою шайбою 1. Запобіжний блок замість клапана АБО 25 може включати два запобіжних клапани 32 і 33 (див. фіг. 3). Запобіжний клапан 26 може бути встановлений у зливній магістралі 28 (див. фіг. 4). На фіг. 1 зображена система управління регульованого насоса з похилою шайбою. Запропонована система управління регульованого насоса також може бути використана в аксіально-поршневих регульованих насосах з похилим блоком, у яких вузол зміни подачі робочої рідини виконаний у вигляді похилого блока циліндрів (на кресленні не показаний). Система управління регульованого насоса працює таким чином. При зсуві розподільного золотника 10 в одне з його положень рідина від насоса підживлення 30 надходить, наприклад, через гідролінію 9 в торцеву робочу порожнину 7 сервопоршня 3, а рідина з торцевої робочої порожнини 6 сервопоршня 2 через гідролінію 8 і розподільний золотник 10 зливається в дренаж. При цьому похила шайба 1 повертається щодо нульового положення, а розподільний золотник 10 під дією зворотного зв'язку 31 зміщується в нейтральне положення. Залежно від того, в яку порожнину 6 або 7 подається рідина під тиском, вікна 23 або 24 стають вікнами всмоктування або нагнітання. При цьому вікно нагнітання через клапан АБО 25 з'єднується із запобіжним клапаном 26 (див. фіг. 1). При збільшенні тиску робочої рідини у вікні нагнітання понад допустимого спрацьовує запобіжний клапан 26 і тиск робочої рідини надходить у торцеву порожнину 14 управління. Дросельний 16 канал створює перепад тиску в 2 UA 114852 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 торцевій порожнині 14 управління і в пружинній порожнині 15, під дією якого переміщується золотник 13 клапана 11 компенсації тиску, стискаючи пружину 12. При цьому кільцеві канавки 18 і 19 сполучають між собою через гідролінії 8 і 9 торцеві робочі порожнини 6 і 7 відповідно сервопоршнів 2 і 3. Одночасно при сполученні робочих порожнин 6 і 7 між собою щонайменше один радіальний підживлювальний канал 20 золотника 13 суміщається з кільцевою канавкою 18 і сполучає ці робочі порожнини 6 і 7 через осьовий канал 17, пружинну порожнину 15 і зливну магістраль 28 з дренажем 29. Похила шайба 1 переміщується у бік зменшення подачі. Наявність неточностей при виготовленні деталей насоса обумовлюють різні обсяги робочих порожнин 6 і 7. Якщо обсяг робочої порожнини 6 буде більше обсягу робочої порожнини 7, то при сполученні цих робочих порожнин 6 і 7 між собою рідина буде надходити в робочу порожнину 6 з робочої порожнини 7, а також незначна частина рідини буде надходити в цю робочу порожнину 6 з осьового каналу 17 через радіальний підживлювальний канал 20, кільцеву канавку 18 і гідролінію 8. Якщо ж обсяг робочої порожнини 6 буде менше обсягу робочої порожнини 7, то при сполученні цих робочих порожнин 6 і 7 між собою рідина з робочої порожнини 7 буде надходити в робочу порожнину 6, а незначна частина рідини з цієї робочої порожнини 7 буде надходити в дренаж 29 через радіальний підживлювальний канал 20, осьовий канал 17, пружинну порожнину 15 і зливну магістраль 28. При переміщенні похилої шайби 1 у бік зменшення подачі тиск рідини у вікні нагнітання зменшуватиметься і запобіжний клапан 26 закриється. При цьому золотник 13 під дією стислої пружини 12 буде переміщатися у початкове положення. Клапан 11 компенсації тиску, зображений на фіг. 2, працює аналогічним чином з тією лише різницею, що сполучення робочих порожнин 6 і 7 буде здійснюватися через радіальні підживлювальні канали 21 і 22 і осьовий канал 17. У разі використання замість клапана АБО двох запобіжних клапанів 32 і 33 (див. фіг. 3) спрацьовує той із них, який сполучений з вікном нагнітання. У разі розташування запобіжного клапана 26 в зливній магістралі 28 (див. фіг. 4) система управління регульованого насоса працює аналогічним чином. Таким чином, в запропонованій системі управління регульованого насоса при сполученні робочих порожнин 6 і 7 відповідно сервопоршнів 2 і 3, що мають різні обсяги (це обумовлено неточністю їх виготовлення), здійснюватиметься їх підживлення за рахунок надходження незначної частини рідини з осьового каналу 17 через радіальний підживлювальний канал 20 золотника 13 (або буде витіснятися з цих робочих порожнин 6 і 7 незначна частина рідини в дренаж 29 через радіальний підживлювальний 20 і осьовий 17 канали золотника 13, пружинну порожнину 15 і зливну магістраль 28). Це дозволяє при сполученні робочих порожнин 6 і 7 відповідно сервопоршнів 2 і 3 збільшити швидкість переміщення похилої шайби 1 у бік зменшення подачі, в результаті чого виключаються закидання тиску робочої рідини понад допустимого значення. При цьому зменшуються перевантаження запропонованої системи управління регульованого насоса, що дозволяє збільшити його довговічність і надійність. Технічний результат запропонованої системи управління регульованого насоса полягає в тому, що завдяки сполученню осьового каналу 17 через радіальний підживлювальний канал 20 золотника 13 з робочими порожнинами 6 і 7, що мають різні обсяги, при їх сполученні між собою буде здійснюватися підживлення цих робочих порожнин за рахунок надходження в них частини рідини з осьового каналу 17 золотника 13 (або буде витіснятися з цих робочих порожнин 6 і 7 частина рідини через пружинну порожнину 15 клапана компенсації тиску в дренаж 29). Це дозволяє при сполученні робочих порожнин 6 і 7 відповідно сервопоршнів 2 і 3 збільшити швидкість переміщення похилої шайби 1 у бік зменшення подачі, в результаті чого виключаються закидання тиску робочої рідини понад допустимого значення. При цьому зменшуються перевантаження запропонованої системи управління регульованого насоса. Техніко-економічна ефективність запропонованої системи управління регульованого насоса досягається за рахунок підвищення надійності і довговічності роботи регульованого насоса. 50 Джерела інформації: 1. Авторське свідоцтво СРСР № 1710830, кл. F04B 1/26, 07.02.1992. 2. Авторське свідоцтво СРСР № 1710831, кл. F04B 1/26, 07.02.1992. 55 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 60 Система управління регульованого насоса, що містить вузол зміни подачі робочої рідини, з'єднаний з підпружиненими сервопоршнями, розподільний золотник управління, виходи якого з'єднані з робочими порожнинами сервопоршнів, клапан компенсації тиску, виконаний у вигляді підпружиненого золотника з торцевою порожниною управління і пружинною порожниною, при 3 UA 114852 C2 5 цьому клапан компенсації тиску з'єднаний з робочими порожнинами сервопоршнів з можливістю їх сполучення між собою, розподільник насоса з вікнами всмоктування і нагнітання, запобіжний блок, яка відрізняється тим, що клапан компенсації тиску з'єднаний з робочими порожнинами сервопоршнів з можливістю їх сполучення з пружинною порожниною цього клапана компенсації при їх сполученні між собою. 4 UA 114852 C2 Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5