RU2031259C1

RU2031259C1 - Hydraulic system

Info

Publication number: RU2031259C1
Authority: RU
Inventors: В.А. Иванов; А.Г. Бугаев
Original assignee: Машиностроительный завод им.М.И.Калинина
Priority date: 1992-06-05
Filing date: 1992-06-05
Publication date: 1995-03-20

Abstract

FIELD: oil industry. SUBSTANCE: working spaces of a reverse hydraulic motor are in communication with power source and drain through a distributor. A control unit is positioned in hydraulic lines between the hydraulic motor and distributor. The control unit is constructed as two parallel cylinders with plungers. One space of the first cylinder and opposite space of the second cylinder is connected with hydraulic lines immediately. The second space of the first cylinder and the first space of the second cylinder are connected with the check valve through a throttle which is connected in parallel to the valve. Each cylinder is provided with the drain passage made in the housing from the side of the space immediately connected to the hydraulic lines. The distance between the drain passage and the face of the cylinder is less than the length of the plunger. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к гидросистемам машин с гидродвигателями, особенно в нефтяной промышленности. The invention relates to mechanical engineering, in particular to the hydraulic systems of machines with hydraulic motors, especially in the oil industry.

Известно аварийное устройство для нереверсивного гидропровода [1]. Это устройство содержит размещенный в корпусе распределителя подпружиненный золотник, управляющая полость которого сообщена с напорной магистралью, а входные и выходные каналы распределителя сообщены соответственно со сливной и напорной магистралями источника питания и гидродвигателя. В корпусе распределителя выполнен дополнительный входной канал, а золотник выполнен трехпоясковым для сообщения упомянутого дополнительного канала со сливной или напорной магистралью источника питания. A known emergency device for a non-reversible hydraulic pipe [1]. This device comprises a spring-loaded spool located in the distributor housing, the control cavity of which is connected to the pressure line, and the input and output channels of the distributor are respectively connected to the drain and pressure lines of the power source and hydraulic motor. An additional input channel is made in the distributor housing, and the spool is made of a three-gang for communication of the mentioned additional channel with a drain or pressure line of the power source.

Известна гидравлическая система с аварийной защитой [2], содержащая насос, линию нагнетания с установленным в ней предохранительным клапаном и линию слива, сообщенные с исполнительным механизмом через распределитель и аварийное устройство, состоящее из источника электропитания, и сообщенные с ним электроуправляемое запорное устройство и сигнализатор давления рабочей жидкости в системе. A hydraulic system with emergency protection [2] is known, comprising a pump, a discharge line with a safety valve installed in it, and a drain line communicated with the actuator via a distributor and an emergency device consisting of a power source, and an electrically operated shut-off device and pressure signaling device connected to it working fluid in the system.

Известна также гидравлическая система с аварийной защитой [3], содержащая источник давления с напорной гидролинией, гидродвигатель с двумя рабочими полостями, распределитель, устройство контроля герметичности системы, выполненные в виде клапанных устройств, имеющих подвижные разделительные элементы, снабженные уравновешивающими пружинами, причем рабочие полости гидродвигателя сообщены через устройство контроля герметичности с распределителем, подключенным к напорной гидролинии и сливу. Разделительные элементы клапанных устройств выполнены в виде поршней со штоками, размещенных в общем корпусе, направленных штоками навстречу друг другу и взаимодействующих с проточками, выполненными в корпусе. Also known is a hydraulic system with emergency protection [3], comprising a pressure source with a pressure hydraulic line, a hydraulic motor with two working cavities, a distributor, a system tightness control device, made in the form of valve devices having movable dividing elements equipped with balancing springs, and the working cavities of the hydraulic motor communicated through a tightness control device with a distributor connected to a pressure hydraulic line and a drain. The dividing elements of the valve devices are made in the form of pistons with rods placed in a common housing, directed by the rods towards each other and interacting with grooves made in the housing.

Указанные выше известные устройства аварийной защиты предназначены главным образом для случаев возникновения возможных в гидросистеме утечек рабочей жидкости или повреждений гидролинии. The above-mentioned known emergency protection devices are intended mainly for cases of occurrence of possible leaks of the working fluid in the hydraulic system or damage to the hydraulic line.

Однако в практике (в частности, например, в нефтяной промышленности), возникают ситуации, когда при нормальной работе гидросистемы (без постоянного обслуживающего персонала) происходит поломка гидродвигателя. В этом аварийном случае гидросистема работает с большой перегрузкой, что приводит к выходу ее из строя. Известные же устройства аварийной защиты не обеспечивают защиту гидросистемы в случае неисправности гидродвигателя. Предложенное устройство предназначено для аварийной защиты гидросистемы в случаях выхода из строя гидродвигателя. However, in practice (in particular, for example, in the oil industry), situations arise when, during normal operation of the hydraulic system (without constant maintenance personnel), the hydraulic motor breaks down. In this emergency case, the hydraulic system operates with a large overload, which leads to its failure. Well-known emergency protection devices do not provide hydraulic system protection in the event of a hydraulic motor malfunction. The proposed device is intended for emergency protection of the hydraulic system in cases of failure of the hydraulic motor.

Цель изобретения достигается тем, что в гидросистеме, содержащей источник давления с напорной гидролинией, реверсивный гидродвигатель, распределитель и узел контроля, подключенный к распределителю и полостями гидродвигателя, узел контроля выполнен в виде расположенных в блоке параллельно друг другу цилиндров с бесштоковыми поршнями, а односторонние полости цилиндров соединены с соответствующей ветвью напорной гидролинии, причем полость одного цилиндра и противоположная ей полость другого цилиндра соединены с напорной гидролинией через дроссели и включенные параллельно им обратные клапаны, а в каждом цилиндре выполнены сливные каналы, расположенные на расстоянии меньше длины от торца цилиндра при исходном положении поршня. The purpose of the invention is achieved in that in a hydraulic system containing a pressure source with a pressure hydraulic line, a reversible hydraulic motor, a distributor and a control unit connected to the distributor and the hydraulic motor cavities, the control unit is made in the form of cylinders parallel to each other with rodless pistons, and one-sided cavities cylinders are connected to the corresponding branch of the pressure hydraulic line, and the cavity of one cylinder and the opposite cavity of the other cylinder are connected to the pressure hydraulic line Through throttles and check valves connected in parallel to them, and in each cylinder there are drain channels located at a distance less than the length from the end of the cylinder at the initial position of the piston.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом показывает, что отличительные признаки предложенного устройства являются новыми и обеспечивают решение поставленной задачи. A comparative analysis of the claimed device with the prototype shows that the distinguishing features of the proposed device are new and provide a solution to the problem.

На чертеже представлена схема предлагаемой гидросистемы с аварийной защитой. The drawing shows a diagram of the proposed hydraulic system with emergency protection.

Гидравлическая система с аварийной защитой включает источник 1 питания с напорной гидролинией 2 и 3, соединенной с распределителем 4, узел 5 контроля, включенный в гидролинию 2, 3, и реверсивный двигатель 6, управляемый распределителем 4. Узел 5 контроля выполнен в виде расположенных в блоке 7 параллельно друг другу цилиндров 8 и 9, внутри которых установлены плунжеры 10 и 11. Односторонние полости 12-15 цилиндров 8, 9 соединены с соответствующей ветвью 2, 3 напорной гидролинии. При этом полость 13 цилиндра 9 и полость 14 цилиндра 8 подключены непосредственно к напорной гидролинии 2, 3, а полости 12 цилиндра 8 и 15 цилиндра 9 соединены соответственно с напорной гидролинией 2, 3 через дроссели 16, 17 и включенные параллельно им обратные клапаны 18, 19. В цилиндрах 8 и 9 выполнены сливные каналы а, расположенные на расстоянии меньше длины поршней 10 и 11, считая от торца цилиндров 8, 9 при исходном положении поршней 10 и 11. The hydraulic system with emergency protection includes a power source 1 with a pressure hydraulic line 2 and 3 connected to the distributor 4, a control unit 5 included in the hydraulic line 2, 3, and a reversible motor 6 controlled by the distributor 4. The control unit 5 is designed as located in the block 7 parallel to each other of cylinders 8 and 9, inside of which plungers 10 and 11 are installed. One-sided cavities 12-15 of cylinders 8, 9 are connected to the corresponding branch 2, 3 of the pressure hydraulic line. In this case, the cavity 13 of the cylinder 9 and the cavity 14 of the cylinder 8 are connected directly to the pressure hydraulic line 2, 3, and the cavities 12 of the cylinder 8 and 15 of the cylinder 9 are connected respectively to the pressure hydraulic line 2, 3 through throttles 16, 17 and check valves 18 connected in parallel to them, 19. In the cylinders 8 and 9, drain channels a are made, located at a distance less than the length of the pistons 10 and 11, counting from the end of the cylinders 8, 9 with the initial position of the pistons 10 and 11.

Работа устройства заключается в следующем. The operation of the device is as follows.

При нормальной работе гидравлической системы рабочая жидкость от источника 1 питания через распределитель 4, напорную гидролинию 2, 3 поступает в соответствующие полости 20, 21 гидродвигателя 6. Реверсирование гидродвигателя 6 осуществляется переключением потоков в гидролиниях 2, 3 распределителем 4. При подаче рабочей жидкости, например, в полость 20 гидропривода 6 рабочая жидкость по гидролинии 2 также поступает в полость обоих цилиндров 8 и 9 непосредственно и через открытый обратный клапан 18. Поршень 10 (если он не находится в исходном положении) быстро перемещается в правое (по чертежу) крайнее положение, перекрывая отверстие а, при этом поршень 11 движется медленно в том же направлении, так как его скорость перемещения ограничена дросселем 17. За полный ход поршня 22 гидропривода 6 поршень 11 проходит путь в цилиндре 9 меньше своей длины так, что сливное отверстие а остается закрытым. После переключения распределителем 4 гидропривода 6 на реверс рабочая жидкость поступает в полость 21 гидроцилиндра 6 и в правые (по чертежу) полости цилиндров 8 и 9. При этом поршень 11 быстро перемещается в крайнее левое (по чертежу) положение, а поршень 10 медленно движется в том же направлении, его скорость движения ограничена дросселем 16. За полный ход поршня 22 гидропривода 6 поршень 10 не успевает открыть сливное отверстие а, происходит переключение гидропривода 6 на реверс и процесс повторяется. Регулировку согласования хода поршней 10 и 11 в соответствии с ходом поршня 22 осуществляют дросселями 16 и 17. During normal operation of the hydraulic system, the working fluid from the power supply 1 through the distributor 4, the pressure hydraulic line 2, 3 enters the corresponding cavities 20, 21 of the hydraulic motor 6. The hydraulic motor 6 is reversed by switching the flows in the hydraulic lines 2, 3 by the distributor 4. When supplying the working fluid, for example , in the cavity 20 of the hydraulic actuator 6, the working fluid along the hydraulic line 2 also enters the cavity of both cylinders 8 and 9 directly and through the open check valve 18. The piston 10 (if it is not in the initial position i) quickly moves to the right (according to the drawing) extreme position, blocking the hole a, while the piston 11 moves slowly in the same direction, since its speed of movement is limited by the throttle 17. During the full stroke of the piston 22 of the hydraulic actuator 6, the piston 11 passes the path in the cylinder 9 is less than its length so that the drain hole a remains closed. After switching the distributor 4 of the hydraulic actuator 6 to reverse, the working fluid enters the cavity 21 of the hydraulic cylinder 6 and into the right (according to the drawing) cavities of the cylinders 8 and 9. In this case, the piston 11 quickly moves to the extreme left (according to the drawing) position, and the piston 10 slowly moves to in the same direction, its speed is limited by the throttle 16. During the full stroke of the piston 22 of the hydraulic actuator 6, the piston 10 does not have time to open the drain hole a, the hydraulic actuator 6 switches to reverse and the process is repeated. The adjustment of the coordination of the stroke of the pistons 10 and 11 in accordance with the stroke of the piston 22 is carried out by the throttles 16 and 17.

В аварийном случае, т. е. когда по тем или иным причинам произошла непредвиденная остановка гидродвигателя 6, а гидросистема работает в обычном режиме. Допустим, остановка гидродвигателя произошла в момент, когда рабочая жидкость поступала в гидролинию 2, поршни 10 и 11 будут перемещаться в цилиндрах 8 и 9 так, как описано выше (при нормальной работе). При этом поршень 10 займет крайнее правое (по чертежу) положение, а поршень 11 будет продолжать свое движение под давлением рабочей жидкости (так как поршень 22 остается неподвижным и переключения распределителя 4 не происходит). Поршень 11 будет перемещаться до тех пор, пока не откроется сливное отверстие а цилиндра 9. С этого момента гидросистема будет работать на слив рабочей жидкости по гидролинии 2 через полость цилиндра 9 и сливное отверстие а, чем исключается перегрузка гидросистемы. Аналогично гидросистема будет работать на слив и в момент остановки гидродвигателя 6, когда подача рабочей жидкости происходит в гидролинию 3. В этом случае поршень 11 быстро переместится влево, а поршень 10 будет медленно перемещаться влево, пока не откроет сливное отверстие а цилиндра 8. In an emergency, that is, when, for one reason or another, an unexpected stop of the hydraulic motor 6 occurred, and the hydraulic system operates in normal mode. Suppose that the hydraulic motor stopped at the moment when the working fluid entered the hydraulic line 2, the pistons 10 and 11 will move in the cylinders 8 and 9 as described above (during normal operation). In this case, the piston 10 will occupy the far right (according to the drawing) position, and the piston 11 will continue its movement under the pressure of the working fluid (since the piston 22 remains stationary and the distributor 4 does not switch). The piston 11 will move until the drain hole a of the cylinder 9 is opened. From this moment, the hydraulic system will work to drain the working fluid through the hydraulic line 2 through the cavity of the cylinder 9 and the drain hole a, thereby overloading the hydraulic system. Similarly, the hydraulic system will work to drain at the moment of stopping the hydraulic motor 6, when the working fluid is supplied to the hydraulic line 3. In this case, the piston 11 will quickly move to the left, and the piston 10 will slowly move to the left until it opens the drain hole of cylinder 8.

В гидросистеме предусмотрена (на чертеже не показано) схема отключения работы гидросистемы через определенное время, если распределитель 4 не срабатывает в заданном цикле. The hydraulic system provides (not shown in the drawing) a circuit for shutting down the hydraulic system after a certain time, if the distributor 4 does not work in a given cycle.

Предложенное устройство обеспечивает защиту от перегрузки гидросистемы в случаях непредвиденной остановки гидропривода 6. The proposed device provides protection against overload of the hydraulic system in cases of unexpected shutdown of the hydraulic actuator 6.

Устройство может найти широкое применение в промышленности, особенно с большой эффективностью может быть использовано в нефтедобывающей промышленности, т.е. там, где гидросистема продолжительное время работает без постоянного обслуживающего персонала. The device can be widely used in industry, especially with great efficiency it can be used in the oil industry, i.e. where the hydraulic system works for a long time without a permanent attendant.

Claims

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, содержащая реверсивный гидродвигатель, рабочие полости которого сообщены гидролиниями через распределитель с источником питания и сливом, и узел контроля, установленный в гидролиниях между гидродвигателем и распределителем, отличающаяся тем, что узел контроля выполнен в виде блока, состоящего из двух установленных параллельно цилиндров с плунжерами, одна из полостей первого цилиндра и противоположная ей полость второго цилиндра подключены к гидролиниям непосредственно, а вторая полость первого цилиндра и первая полость второго цилиндра - через дроссель с параллельно ему подключенным обратным клапаном, при этом каждый цилиндр снабжен выполненным в корпусе со стороны полости, непосредственно подключенной к гидролинии, сливным каналом, расположенным от торца цилиндра на расстоянии меньше длины плунжера. A HYDRAULIC SYSTEM, comprising a reversible hydraulic motor, the working cavities of which are communicated by hydraulic lines through a distributor with a power source and a drain, and a control unit installed in hydraulic lines between the hydraulic motor and the distributor, characterized in that the control unit is made in the form of a unit consisting of two cylinders mounted in parallel with plungers, one of the cavities of the first cylinder and the opposite cavity of the second cylinder are directly connected to the hydraulic lines, and the second cavity of the first cylinder and the second cylinder cavity through a throttle with a non-return valve connected in parallel with each, and each cylinder is equipped with a drain channel located in the housing from the cavity directly connected to the hydraulic line, located less than the length of the plunger from the cylinder end.