Генератор імпульсів тиску релейної диференціальної дії

Реферат: UA 92720 U UA 92720 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі машинобудування, а саме до апаратури керування та регулювання гідроприводів, і може бути використана у приводах вібропресів, випробувальних стендів, будівельних та комунальних вібромашин тощо. Відомий пульсатор, що містить корпус з навантажувальним клапаном, виконаним у вигляді поршня, який має шток із закріпленим на ньому запірним елементом і встановлений в корпусі з утворенням порожнини, зв'язаної з системою управління, підпружинений штовхач, що встановлений в корпусі з можливістю взаємодії з запірним елементом навантажувального клапана і з утворенням проточної порожнини, безпосередньо зв'язаної з виконавчим органом та напірною магістраллю, а через навантажувальний клапан з атмосферою, порожнину управління, при цьому напірна магістраль зв'язана з управляючою порожниною штовхача через регулюючий дросель і зворотний клапан, а також має додатковий зворотний клапан, встановлений перед регулювальним дроселем, встановленим послідовно основному зворотному клапану, окрім того, вхід додаткового зворотного клапана підключений до управляючої порожнини штовхача (А. св. СРСР № 1191626, м.кл. F15B21/12, опубл. 15.11.1985). Недоліком пульсатора є складність конструкції. Відомий пульсатор, що містить порожнистий корпус, підпружинений клапан, сідло з гумовим кільцем на торці, з'єднувальні патрубки, причому сідло клапана оснащене підпружиненим порожнистим штовхачем з кільцевим виступом і насадкою в осьовому каналі, причому підпружинений клапан виконаний у вигляді порожнистого штока з торцевим клапаном, що охоплює на кінці кільцевий виступ штовхача, а в порожнистому корпусі виконана кільцева проточка, гідравлічно зв'язана повздовжніми пазами в тілі сідла, з осьовим каналом корпусу. (Патент РФ № 2002121105, м.кл. Е21В43/00, опубл. 08.02.2002). Недоліком пульсатора є складність конструкції. Відомий клапан-пульсатор, який включає в себе кульку-клапан, що направляється в розточці корпусу і підпружинена відносно нього, з'єднувальні патрубки. Клапан виконаний двоступінчастим, причому перший ступінь меншого діаметра притиснуто до установлювального сідла, а другий ступінь, більшого діаметра, виконано з можливістю позитивного перекриття кільцевої розточки у корпусі, зв'язаної зі зливом. Тиск спрацьовування клапана обумовлюється зусиллям пружини, яке регулюється гвинтом. (Матвеев И.Б., Якубович В.П. Дистанционный виброударный возбудитель с клапаном-пульсатором прямого действия // Гидропривод и гидропневмоавтоматика. - 1979. - № 15. - С. 90-94). Недоліком клапана-пульсатора є складність конструкції. Найбільш близьким є генератор імпульсів тиску релейної диференціальної дії, що містить корпус, підпружинений клапан, з'єднувальні патрубки, клапан виконаний двоступінчастим, причому перший ступінь меншого діаметра притиснуто до установлювального сідла, а другий ступінь, більшого діаметра, виконано з можливістю позитивного перекриття кільцевої розточки у корпусі, зв'язаної зі зливом, верхня частина другого ступеня клапана більшого діаметра входить у проміжну порожнину, утворену в тілі корпусу, окрім того, надклапанна порожнина сполучена з підклапанною порожниною, в яку виходить перший ступінь клапана, і яка постійно зв'язана із напірною магістраллю, перший та другий ступені клапана спільно з корпусом утворюють замкнуту порожнину, що через дросель постійно зв'язана з кільцевою розточкою, діаметр першого та другого ступенів клапана виконані у наступному співвідношенні: d2  d3 , де d2 , d3 відповідно, діаметри першого та другого ступенів клапана, надклапанна порожнина виконана в тілі клапана, в якій розміщено пружину та стакан кришки корпусу, в якому розміщено поршень, ущільнений ущільнюючим кільцем, а в нижній частині клапана виконано отвір діаметром d 4 , який з'єднує підклапанну порожнину з надклапанною порожниною, діаметр першого ступеня клапана та надклапанної порожнини виконані у наступному співвідношенні: d1  d2 , де d1 діаметр надклапанної порожнини, окрім того, діаметр стержня співпадає з діаметром отвору d 4 , причому в тілі клапана виконано внутрішню кільцеву розточку, яку з'єднано через дроселюючий отвір з кільцевою розточкою, окрім того, в стакані кришки корпусу виконано внутрішній отвір з можливістю періодичного сполучення надклапанної порожнини з внутрішньою кільцевою розточкою, причому всередині верхньої частини корпусу виконані поздовжні пази, які сполучають проміжну порожнину з кільцевою розточкою, окрім того, в кришці корпусу за допомогою різьбового з'єднання розміщено втулку, нижній торець якої знаходиться у стиканні з верхнім торцем поршня, окрім того, на верхньому торці втулки виконано лиски, причому стержень виконано як одне ціле із гвинтом, розміщеним всередині втулки за допомогою різьбового з'єднання, окрім того, стержень ущільнений відносно внутрішньої поверхні поршня внутрішнім ущільнюючим кільцем, причому стержень розташовано постійно в отворі, а в тілі 1 UA 92720 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 стержня виконано сполучені між собою повздовжній та поперечний отвори, окрім того, повздовжній отвір сполучений з отвором в нижній частині клапана, а поперечний отвір виконано з можливістю перекриття отвору в нижній частині клапана таким чином, що hв  hнж  hп , де hв - внутрішнє перекриття, що являє собою відстань від нижньої точки внутрішнього отвору до верхнього торця внутрішньої кільцевої розточки, hнж - перекриття, що являє собою відстань від верхньої точки поперечного отвору до верхнього кола отвору в нижній частині клапана, hп позитивне перекриття. (Патент України № 81611, м.кл. F15B21/00, опубл. 10.07.2013, бюл. №13). Недоліком генератора імпульсів релейної диференціальної дії є складність конструкції, яка полягає в наявності стакана як елемента кришки корпусу, що знижує технологічність виготовлення кришки корпусу. В основу корисної моделі поставлено задачу створення генератора імпульсів тиску релейної диференціальної дії, в якому за рахунок нового виконання та розміщення конструктивних елементів досягається спрощення його конструкції. Технічним результатом є підвищення технологічності виготовлення кришки корпусу генератора імпульсів релейної диференціальної дії, яка полягає у відсутності такого елемента, як стакан, за рахунок того, що поршень розташовано в порожнині кришки корпусу та надклапанній порожнині, а внутрішній отвір з можливістю періодичного сполучення надклапанної порожнини з внутрішньою кільцевою розточкою виконано в бічній стінці поршня. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що в генераторі імпульсів тиску релейної диференціальної дії, що містить корпус, підпружинений клапан, з'єднувальні патрубки, клапан виконаний двоступінчастим, причому перший ступінь меншого діаметра притиснуто до установлювального сідла, а другий ступінь, більшого діаметра, виконано з можливістю позитивного перекриття кільцевої розточки у корпусі, зв'язаної зі зливом, верхня частина другого ступеня клапана більшого діаметра входить у проміжну порожнину, утворену в тілі корпусу, окрім того, надклапанна порожнина сполучена з підклапанною порожниною, в яку виходить перший ступінь клапана і яка постійно зв'язана із напірною магістраллю, перший та другий ступінь клапана спільно з корпусом утворюють замкнуту порожнину, що через дросель постійно зв'язана з кільцевою розточкою, діаметр першого та другого ступенів клапана виконані у наступному співвідношенні: ( d2  d3 , де d2 , d3 - відповідно, діаметри першого та другого ступенів клапана, надклапанна порожнина виконана в тілі клапана, в якій розміщено пружину, що підпружинює поршень, ущільнений ущільнюючим кільцем, а в нижній частині клапана виконано отвір діаметром d 4 , який з'єднує підклапанну порожнину з надклапанною порожниною, діаметр першого ступеня клапана та надклапанної порожнини виконані у наступному співвідношенні: d1  d2 , де d1 - діаметр надклапанної порожнини, окрім того, діаметр стержня співпадає з діаметром отвору d 4 , причому в тілі клапана виконано внутрішню кільцеву розточку, яку з'єднано через дроселюючий отвір з кільцевою розточкою, причому всередині верхньої частини корпусу виконані поздовжні пази, які сполучають проміжну порожнину з кільцевою розточкою, окрім того, в кришці корпусу за допомогою різьбового з'єднання розміщено втулку, нижній торець якої знаходиться у стиканні з верхнім торцем поршня, окрім того, на верхньому торці втулки виконано лиски, причому стержень виконано як одне ціле із гвинтом, розміщеним всередині втулки за допомогою різьбового з'єднання, окрім того, стержень розташований постійно в отворі та ущільнений відносно внутрішньої поверхні поршня внутрішнім ущільнюючим кільцем, в тілі стержня виконано сполучені між собою повздовжній та поперечний отвори, окрім того, повздовжній отвір сполучений з отвором в нижній частині клапана, а поперечний отвір виконано з можливістю перекриття отвору в нижній частині клапана таким чином, що hв  hнж  hп , і, де hв - внутрішнє перекриття, що являє собою відстань від нижньої точки внутрішнього отвору до верхнього торця внутрішньої кільцевої розточки, hнж - перекриття, що являє собою відстань від верхньої точки поперечного отвору до верхнього кола отвору в нижній частині клапана, hп - позитивне перекриття, поршень розташовано в порожнині кришки корпусу та надклапанній порожнині, а внутрішній отвір з можливістю періодичного сполучення надклапанної порожнини з внутрішньою кільцевою розточкою виконано в бічній стінці поршня. На кресленні зображена схема генератора імпульсів тиску релейної диференціальної дії. Генератор імпульсів тиску релейної диференціальної дії містить клапан 2, який через підклапанну порожнину 13 з'єднаний з напірною магістраллю 1. Замкнута порожнина 14 з'єднана з кільцевою розточкою 15 магістраллю 3 через регульований дросель 4. Кільцева 2 UA 92720 U 5 10 15 20 розточка 15 корпусу 10 з'єднана з проміжною порожниною 16 через поздовжні пази 22 у тілі корпусу 10 і зі зливним баком 12 через зливну магістраль 11. В тілі клапана 2 виконано надклапанну порожнину 9, в якій розміщено пружину 7 для підпружинювання поршня 17, розміщеного в порожнині 28 кришки корпусу 10 і ущільненого ущільнюючим кільцем 6. В нижній частині клапана виконано отвір 5, який з'єднує підклапанну порожнину 13 з надклапанною порожниною 9. В кришці корпусу 10 за допомогою різьбового з'єднання розміщено втулку 24, призначену для попередньої деформації пружини 7 через поршень 17. На верхньому торці втулки 24 виконано лиски 25. В тілі стержня 18, який розташований постійно в отворі 5 та ущільнений відносно внутрішньої поверхні поршня 17 внутрішнім ущільнюючим кільцем 23, виконано сполучені між собою повздовжній отвір 26 та поперечний отвір 27. Всередині втулки 24 за допомогою різьбового з'єднання розміщено гвинт 8, який виконано як одне ціле зі стержнем 18, і призначений для регулювання величини перекриття, що являє собою відстань від верхньої точки поперечного отвору 27 до верхньої кола отвору 5 в нижній частині клапана 2. В тілі клапана 2 виконано внутрішню кільцеву розточку 21, з'єднану через дроселюючий отвір 19 з кільцевою розточкою 15. В бічній стінці поршня 17 виконано внутрішній отвір 20 з можливістю періодичного сполучення надклапанної порожнини 9 з внутрішньою кільцевою розточкою 21. Генератор імпульсів тиску релейної диференціальної дії працює наступним чином. У вихідному положенні на клапан 2 діє результуюча сила, яка обумовлена різницею сил, що прикладаються зі сторони першого ступеня меншого діаметра клапана 2 та зі сторони   2 2 надклапанної порожнини 9, тобто R1  P P2 , де P1  p  d1  d4  cx0 - сила тиску зі сторони 1 4  2 2  надклапанної порожнини 9, P2  p  d2  d4 - сила тиску зі сторони першого ступеня 4 клапана 2 (p - поточний тиск в напірній магістралі 1; c - жорсткість пружини 7, x 0 попередня деформація пружини 7, d 4 - діаметр отвору 5). Зі зростанням тиску у напірній 25 магістралі 1 сила P2 зростає і коли вона стає більшою, ніж P1 , то відбувається відрив першого ступеня клапана 2 від установлювального сідла. Рідина під високим тиском попадає в замкнуту порожнину 14 і дія тиску при цьому вже сприймається всім поперечним перерізом клапана 2. Внаслідок цього на поперечний переріз клапана 2, тобто на його другий ступінь діаметром d3 діятиме робочий тиск, який виникне в напірній магістралі 1 на даний час. В даному випадку на   2 2 тіло клапана 2 діятиме результуюча складова R2  P3 P1 , де P1  p  d1  d4  c x0  x  - сила 4 30 35   40 45  2 2 тиску зі сторони надклапанної порожнини 9, P3  p  d3  d4 - сила тиску зі сторони другого 4 ступеня клапана 2. Так як P3 більше ніж P2 , то клапан 2 різко переміститься вверх (згідно з розташуванням на кресленні) відносно корпусу 10, при цьому внутрішня кільцева розточка 21, виконана в тілі клапана 2, пройде верхнє перекриття hв , сполучивши через внутрішній отвір 20 та дроселюючий отвір 19 надклапанну порожнину 9 з кільцевою розточкою 15. Потім клапан 2 пройде нижнє перекриття hнж і верхня точка поперечного отвору 27 в стержні 18 здійснить перекриття отвору 5, від'єднавши надклапанну порожнину 9 від повздовжнього отвору 26, що сполучений з підклапанною порожниною 13, з'єднаною із напірною магістраллю 1. Далі під дією рівнодійної сили R3  P3 P1 , де P  cx0  x  - сила тиску зі сторони надклапанної порожнини 1  2 2 9, P3  p  d3  d4 - сила тиску зі сторони другого ступеня клапана 2, клапан 2 продовжить 4 швидкий рух вгору, пройде позитивне перекриття hп кільцевої розточки 15, що сполучена через зливну магістраль 11 зі зливним баком 12, при цьому з метою ліквідації протидії руху клапана 2, при його переміщенні вверх, частина рідини, що знаходиться в надклапанній порожнині 9, перетискається через внутрішній отвір 20, внутрішню кільцеву розточку 21 та дроселюючий отвір 19 у кільцеву розточку 15. В напірній магістралі 1 тиск впаде до зливного рзл . Потім під дією рівнодійної сили R4  P P3 клапан 2 опускається на сідло першого ступеня і здійснює 1   2 2 позитивне перекриття кільцевої розточки 15 ( P  pзл  d1  d4  cxmax  x0  x  - сила тиску зі 1 4 3 UA 92720 U  5  2 2 сторони надклапанної порожнини 9, P3  pзл  d3  d4 - сила тиску зі сторони другого ступеня 4 клапана 2, рзл - зливний тиск, який буде однаковий в підклапанній 13, замкнутій 14 та надклапанній 9 порожнинах внаслідок їх сполучення через зливну магістраль 11 зі зливним баком 12). Далі клапан 2 опускається нижче, звільняючи отвір 5 від перекриття і з'єднуючи надклапанну порожнину 9 через повздовжній отвір 26 із підклапанною порожниною 13, з'єднаною із напірною магістраллю 1. Подальший рух клапана відбувається під дією рівнодійної   2 2 сили R5  P P3 ( P1  pзл  d1  d4  c х0  х  - сила тиску зі сторони надклапанної порожнини 1 4  10 15 20 25 30  2 2 9, P3  pзл  d3  d4 - сила тиску зі сторони другого ступеня клапана 2, рзл - зливний тиск, який 4 буде однаковий в підклапанній 13, замкнутій 14 та надклапанній 9 порожнинах внаслідок їх сполучення через зливну магістраль 11 зі зливним баком 12). Потім клапан 2 опускається ще нижче перекриваючи внутрішній отвір 20 і від'єднуючи надклапанну порожнину 9 від внутрішньої кільцевої розточки 21, з'єднаної через дроселюючий отвір 19 із кільцевою розточкою 15. Залишки рідини, що залишаються в замкнутій порожнині 14 перетискаються через магістраль 3 та регульований дросель 4 до кільцевої розточки 15. З метою ліквідації протидії руху клапана 2 при його переміщенні вверх проміжна порожнина 16 має постійний зв'язок повздовжніми проточками 22 з кільцевою розточкою 15. Після досягнення клапаном 2 крайнього нижнього (згідно з розташуванням на кресленні) положення напірна порожнина 13 розділяється з замкнутою порожниною 14, що призводить до подальшого підвищення тиску робочої рідини, необхідного для здійснення наступного робочого циклу, який періодично повторюється. Регулювання амплітуди коливань тиску робочої рідини здійснюється за допомогою зміни попередньої деформації пружини 7 в результаті переміщення поршня 17, що здійснюється за допомогою повороту втулки 24, використовуючи лиски 25. Регулювання величини перекриття, що являє собою відстань від верхньої точки поперечного отвору 27 до верхньої кола отвору 5 в нижній частині клапана 2 здійснюється за допомогою гвинта 8, виконаного як одне ціле зі стержнем 18. З метою ліквідації перетікання робочої рідини з надклапанної порожнини 9 в проміжну порожнину 16 поршень 17, який розташовано в порожнині 28 кришки корпусу 10, ущільнений за допомогою ущільнюючого кільця 6 відносно внутрішньої поверхні клапана 2. З метою ліквідації перетікання робочої рідини з надклапанної порожнини 9 в проміжну порожнину 16 стержень 18 ущільнений за допомогою внутрішнього ущільнюючого кільця 23 відносно внутрішньої поверхні поршня 17. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 55 Генератор імпульсів тиску релейної диференціальної дії, що містить корпус, підпружинений клапан, з'єднувальні патрубки, клапан виконаний двоступінчастим, причому перший ступінь меншого діаметра притиснуто до установлювального сідла, а другий ступінь більшого діаметра виконано з можливістю позитивного перекриття кільцевої розточки у корпусі, зв'язаної зі зливом, верхня частина другого ступеня клапана більшого діаметра входить у проміжну порожнину, утворену в тілі корпусу, окрім того, надклапанна порожнина сполучена з підклапанною порожниною, в яку виходить перший ступінь клапана, і яка постійно зв'язана із напірною магістраллю, перший та другий ступені клапана спільно з корпусом утворюють замкнуту порожнину, що через дросель постійно зв'язана з кільцевою розточкою, діаметр першого та другого ступенів клапана, виконані у наступному співвідношенні: d 2