Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано в гидравлических агрегатах и системах изделий авиационной и ракетной техники, а также в других областях техники.The invention relates to mechanical engineering hydraulics and can be used in hydraulic units and product systems of aviation and rocket technology, as well as in other fields of technology.
Известно устройство для перекрытия канала, содержащее корпус с цилиндрической полостью диаметром и перпендикулярно пересекающим ее осесимметричным каналом, запорный орган в виде контактирующего с ней по своей наружной поверхности цилиндрического ползуна, установленный в полости с возможностью возвратно-поступательного движения в перпендикулярном оси осесимметричного канала направлении, перекрытия осесимметричного канала в одном из своих крайних положений и сообщения разделенных полостью частей осесимметричного канала в другом крайнем положении посредством перепускного отверстия в запорном органе, а также приводной шток, связанный с запорным органом, установленный с возможностью перемещения параллельно запорному органу, при этом ось цилиндрического ползуна пересечена с осью перепускного отверстия, которая, в свою очередь, параллельна оси осесимметричного канала, а также радиальное уплотнение, размещенное в канавке на цилиндрической поверхности одной из частей осесимметричного канала (Заявка WO 85/01999 A1, 1985 г.). Недостатком этого устройства является сложность конструкции (из-за необходимости обработки пространственных уплотнительных поверхностей плавающих втулок), а также низкая надежность, вызванная неравномерным трением уплотнительных колец о запорный орган, имеющий острые кромки в местах выхода на его поверхность перепускного отверстия, что может привести к выходу колец из канавок, их скручиванию и заклиниванию в перепускном отверстии.A device for blocking a channel is known, comprising a body with a cylindrical cavity with a diameter and an axisymmetric channel intersecting it, a locking member in the form of a cylindrical slide in contact with it along its outer surface, installed in the cavity with the possibility of reciprocating movement in the direction of overlapping in the direction perpendicular to the axisymmetric channel axisymmetric channel in one of its extreme positions and communication separated by a cavity parts of the axisymmetric channel in another to the position by means of the bypass hole in the locking body, as well as the drive rod associated with the locking body, mounted to move parallel to the locking body, while the axis of the cylindrical slider is crossed with the axis of the bypass hole, which, in turn, is parallel to the axis of the axisymmetric channel, and also a radial seal located in the groove on the cylindrical surface of one of the parts of the axisymmetric channel (Application WO 85/01999 A1, 1985). The disadvantage of this device is the design complexity (due to the need to process the spatial sealing surfaces of the floating sleeves), as well as low reliability caused by uneven friction of the sealing rings against the locking member having sharp edges at the exit points of the bypass hole on its surface, which can lead to exit rings from grooves, twisting and jamming in the bypass hole.
Указанного недостатка лишено выбранное в качестве прототипа устройство для перекрытия канала, содержащее корпус, размещенную в корпусе глухую цилиндрическую полость и перпендикулярно пересекающий ее цилиндрический канал, установленный в полости с возможностью возвратно-поступательного движения контактирующий со стенкой полости по своей наружной поверхности ползун с двумя параллельными отверстиями с диаметром, равным диаметру цилиндрического канала, оси которых пересекают ось ползуна, ось одного из отверстий совпадает с осью цилиндрического канала, при этом расстояние между осями отверстий равно ходу ползуна (патент РФ №2182995 по кл. F16K 3/26, 2002 г.). В ближайшем к входному отверстию цилиндрической полости отверстии установлен с возможностью возвратно-поступательного движения контактирующий со стенкой отверстия по своей наружной поверхности цилиндрический плунжер, снабженный с одного торца заходной фаской, и приводной шток, при этом на внутренней поверхности цилиндрического канала со стороны заходной фаски плунжера выполнена первая канавка, в которой размещено первое радиальное уплотнение для запирания канала в крайнем положении плунжера.The indicated drawback is deprived of a device for blocking the channel selected as a prototype, comprising a housing, a blind cylindrical cavity placed in the housing and a cylindrical channel perpendicular to it, mounted in the cavity with the possibility of reciprocating movement of a slider with two parallel holes in contact with the cavity wall on its outer surface with a diameter equal to the diameter of the cylindrical channel, the axes of which intersect the axis of the slider, the axis of one of the holes coincides with the axis of qilin dical channel, while the distance between the axes of the holes is equal to the stroke of the slider (RF patent No. 2182995 according to CL F16K 3/26, 2002). In the closest to the inlet of the cylindrical cavity hole is mounted with the possibility of reciprocating motion in contact with the wall of the hole on its outer surface, a cylindrical plunger provided with an inlet chamfer from one end and a drive rod, while on the inner surface of the cylindrical channel from the inlet chamfer of the plunger the first groove in which the first radial seal is located for locking the channel in the extreme position of the plunger.
Недостатком этого устройства являются значительные усилия сопротивления при перемещении приводного штока, что вызвано конструкцией устройства - наличием наклонных прорезей в плунжере. Поэтому перемещение вниз ползуна осуществляется только после упора торца плунжера в стенку цилиндрической полости и сопровождается значительной силой трения как плунжера о стенку полости, так и силой трения такой же величины со стороны ползуна - о стенку полости с противоположной стороны (поскольку приложенная к штоку осевая сила воздействует на плунжер по нормали к стенке налонной прорези, что уравновешивается в горизонтальном направлении силой воздействия штока на отверстие в ползуне, и далее - стенкой полости). Также горизонтальное перемещение плунжера сопровождается силой трения его о ползун, вызванной вертикальной силой, приложенной к штоку. Эти значительные силы сопротивления обусловливают быстрый износ и, как следствие, низкий ресурс устройства.The disadvantage of this device is the significant resistance forces when moving the drive rod, which is caused by the design of the device - the presence of inclined slots in the plunger. Therefore, the slide moves downward only after the end of the plunger stops against the wall of the cylindrical cavity and is accompanied by a significant friction force of both the plunger against the cavity wall and the friction force of the same magnitude from the side of the slider - against the cavity wall from the opposite side (since the axial force applied to the rod acts to the plunger normal to the wall of the slots, which is balanced in the horizontal direction by the force of the rod acting on the hole in the slider, and then by the cavity wall). Also, the horizontal movement of the plunger is accompanied by the friction force of it against the slider caused by the vertical force applied to the rod. These significant resistance forces cause rapid wear and, as a result, low resource of the device.
Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленного изобретения, является снижение усилий срабатывания, уменьшение износа и повышение ресурса.The technical result achieved using the claimed invention is to reduce the response forces, reduce wear and increase resource.
Технический результат достигается за счет того, что в известном устройстве для перекрытия канала, содержащем корпус, размещенную в корпусе глухую цилиндрическую полость и перпендикулярно пересекающий ее цилиндрический канал, установленный в полости с возможностью возвратно-поступательного движения контактирующий со стенкой полости по своей наружной поверхности ползун с двумя параллельными отверстиями, оси которых пересекают ось ползуна и с диаметрами, равными диаметру цилиндрического канала, при этом ось одного из отверстий совпадает с осью цилиндрического канала, а расстояние между осями отверстий равно ходу ползуна, в ближайшем к входному отверстию цилиндрической полости отверстии установлен с возможностью возвратно-поступательного движения контактирующий со стенкой отверстия по своей наружной поверхности цилиндрический плунжер, снабженный с одного торца заходной фаской, и приводной шток, при этом на внутренней поверхности цилиндрического канала со стороны заходной фаски плунжера выполнена первая канавка, в которой размещено первое радиальное уплотнение для запирания канала в крайнем положении плунжера, согласно изобретению приводной шток жестко установлен в плунжере перпендикулярно его оси, а в ползуне между ближайшими к входному отверстию цилиндрической полости отверстием и торцом ползуна выполнен сквозной паз, приводной шток проходит через паз, на ползуне между ближайшими к входному отверстию цилиндрической полости отверстием и торцом выполнена вторая канавка, в которой размещено второе радиальное уплотнение, на внутренней поверхности ближайшего к входному отверстию цилиндрической полости отверстия на участке между пазом и ближайшей к канавке цилиндрического канала кромке этого отверстия выполнена третья канавка, в которой размещено третье радиальное уплотнение, на наружной поверхности плунжера между приводным штоком и противоположным фаске торцом выполнена четвертая канавка, в которой размещено четвертое радиальное уплотнение.The technical result is achieved due to the fact that in the known device for blocking the channel, comprising a housing, a blind cylindrical cavity located in the housing and a cylindrical channel perpendicularly intersecting it, installed in the cavity with the possibility of reciprocating movement, the slider in contact with the cavity wall along its outer surface two parallel holes, the axes of which intersect the axis of the slider and with diameters equal to the diameter of the cylindrical channel, while the axis of one of the holes coincides with the axis of the cylindrical channel, and the distance between the axes of the holes is equal to the stroke of the slide, in the hole closest to the inlet of the cylindrical cavity of the hole, a cylindrical plunger contacting the hole wall on its outer surface provided with a chamfer at one end and a drive the rod, while on the inner surface of the cylindrical channel from the side of the inlet chamfer of the plunger, a first groove is made in which the first radial seal for To lock the channel in the extreme position of the plunger, according to the invention, the drive rod is rigidly mounted in the plunger perpendicular to its axis, and a through groove is made in the slider between the hole closest to the inlet of the cylindrical cavity and the end face of the slider, the drive rod passes through the groove, on the slider between the closest to the inlet a second groove is made in the hole of the cylindrical cavity with the hole and end, in which the second radial seal is placed, on the inner surface of the cylindrical closest to the inlet the third hole in the section between the groove and the edge of the hole closest to the groove of the cylindrical channel, a third radial seal is placed in it, a fourth groove is made on the outer surface of the plunger between the drive rod and the opposite end face, in which the fourth radial seal is placed.
На фиг. 1 приведен пример конкретного выполнения устройства для перекрытия канала, продольный разрез, в открытом положении, на фиг. 2 - то же, вид сверху, крышка условно не показана, на фиг. 3 - то же, в промежуточном положении, на фиг. 4 - то же, в перекрытом положении.In FIG. 1 shows an example of a specific embodiment of a device for blocking a channel, a longitudinal section, in the open position, in FIG. 2 - the same top view, the cover is not shown conditionally, in FIG. 3 - the same, in an intermediate position, in FIG. 4 - the same in the closed position.
Устройство для перекрытия канала содержит корпус 1 с глухой крышкой 2. В корпусе 1 выполнены глухая цилиндрическая полость 3 и перпендикулярно пересекающий ее цилиндрический канал 4. В полости 3 установлен ползун 5. Ползун 5 контактирует со стенкой 6 полости 3 по своей наружной поверхности 7 с возможностью возвратно-поступательного движения. В ползуне 5 выполнены два параллельных отверстия 8 и 9 с диаметром, равным диаметру цилиндрического канала 4. Оси отверстий 8 и 9 пересекают ось ползуна. Ось одного из отверстий (отверстия 8 на фиг. 1, отверстия 9 на фиг. 3 и 4) совпадает с осью цилиндрического канала 4. Расстояние L между осями отверстий 8 и 9 равно ходу h ползуна. В ближайшем к входному отверстию 10 цилиндрической полости 3 отверстии 9 установлен с возможностью возвратно-поступательного движения цилиндрический плунжер 11, контактирующий со стенкой отверстия 9 по своей наружной поверхности 12. Плунжер 11 снабжен с одного торца заходной фаской 13. В плунжере 11 жестко установлен перпендикулярно его оси приводной шток 14, выполненный в виде винта. Фиксатор 15 удерживает ползун 5 в крайнем верхнем положении. Фиксатор 15 присоединен к ползуну 5 винтом 16. На внутренней поверхности 17 цилиндрического канала 4 со стороны заходной фаски 13 плунжера 11 выполнена первая канавка 18, в которой размещено первое радиальное уплотнение 19 для запирания канала 4 в крайнем положении плунжера 11. В ползуне 5 между ближайшими к входному отверстию 10 цилиндрической полости 3 отверстием 9 и торцом 20 ползуна 5 выполнен сквозной паз 21. Приводной шток 14 проходит через сквозной паз 21. На ползуне между ближайшими к входному отверстию 10 цилиндрической полости 3 отверстием 9 и торцом 20 выполнена вторая канавка 22, в которой размещено второе радиальное уплотнение 23. На внутренней поверхности ближайшего к входному отверстию 10 цилиндрической полости 3 отверстия 9 на участке между сквозным пазом 21 и ближайшей к первой канавке 18 кромке этого отверстия выполнена третья канавка 24, в которой размещено третье радиальное уплотнение 25. На наружной поверхности 12 плунжера 11 между приводным штоком 14 и противоположным фаске 13 торцом 26 выполнена четвертая канавка 27, в которой размещено четвертое радиальное уплотнение 28. Крышка 2 уплотняет корпус 1 радиальным уплотнением 29. В ползуне 5 выполнено перепускное отверстие 30. Ползун 5 снабжен фиксатором 31 углового положения по отношению к цилиндрической полости 3, выполненном в виде штифта, входящего в паз ползуна 5. Для фиксации плунжера 11 в крайнем положении используется ограничитель 32, устанавливаемый вместо фиксатора 15 и крепящийся винтом 16.The channel closing device comprises a housing 1 with a blind cover 2. A blind cylindrical cavity 3 and a cylindrical channel 4 perpendicularly intersecting it are made in the housing 1. A slider 5 is installed in the cavity 3. The slider 5 contacts the wall 6 of the cavity 3 with the possibility of reciprocating motion. In the slider 5, two parallel holes 8 and 9 are made with a diameter equal to the diameter of the cylindrical channel 4. The axis of the holes 8 and 9 intersect the axis of the slider. The axis of one of the holes (holes 8 in Fig. 1, holes 9 in Figs. 3 and 4) coincides with the axis of the cylindrical channel 4. The distance L between the axes of the holes 8 and 9 is equal to the stroke h of the slider. In the closest to the inlet 10 of the cylindrical cavity 3 of the hole 9 is installed with the possibility of reciprocating movement of the cylindrical plunger 11, in contact with the wall of the hole 9 on its outer surface 12. The plunger 11 is provided from one end of the entry chamfer 13. In the plunger 11 is rigidly mounted perpendicular to it axis drive rod 14, made in the form of a screw. The latch 15 holds the slider 5 in its highest position. The latch 15 is attached to the slider 5 by a screw 16. On the inner surface 17 of the cylindrical channel 4 from the side of the entry chamfer 13 of the plunger 11, a first groove 18 is made in which the first radial seal 19 is placed to lock the channel 4 in the extreme position of the plunger 11. In the slider 5 between the nearest a through groove 21 is made to the inlet 10 of the cylindrical cavity 3 by the hole 9 and the end face 20 of the slider 5. The drive rod 14 passes through the through groove 21. On the slider between the hole 9 and the end face closest to the inlet 10 of the cylindrical cavity 3 20, a second groove 22 is made, in which a second radial seal 23 is placed 23. On the inner surface of the cylindrical cavity 3 closest to the inlet 10 of the hole 9, a third groove 24 is made in the region between the through groove 21 and the edge of the hole closest to the first groove 18 of the hole. a third radial seal 25 is placed. On the outer surface 12 of the plunger 11, a fourth groove 27 is made between the drive rod 14 and the opposite facet 13 of the end face 26, in which the fourth radial seal 28 is located. Cover 2 the housing 1 is pulled by a radial seal 29. In the slider 5, a bypass hole 30 is made. The slider 5 is provided with an angular position lock 31 with respect to the cylindrical cavity 3 made in the form of a pin entering the groove of the slider 5. A limiter 32 is used to fix the plunger 11 in the extreme position. installed instead of the latch 15 and fastened with a screw 16.
Устройство работает следующим образом: в исходном положении (см. фиг. 1) части цилиндрического канала 4 сообщены отверстием 8, ползун 5 находится в крайнем верхнем (по фиг. 1) положении. При этом плунжер 11 размещен внутри отверстия 9 ползуна 5 и не выходит за пределы цилиндрической полости 3. Ползун 5 зафиксирован в крайнем положении при помощи фиксатора 15 и крышки 2. Жидкость свободно проходит через цилиндрический канал 4. При необходимости перекрыть канал 4 фиксатор 15 снимают, вывернув винт 16, затем, нажимая на приводной шток 14, ползун 5 вместе с плунжером 11 опускают до упора вниз, и части цилиндрического канала 4 сообщаются отверстием 9 (см. фиг. 3, 4). При движении ползуна жидкость, находящаяся под ползуном 5, перетекает в отверстие 8 через перепускное отверстие 30, не препятствуя движению ползуна вниз. Совмещение оси цилиндрического канала 4 с осью плунжера 11 в угловом направлении обеспечивается фиксатором углового положения 31 (см. фиг. 2). Совмещение оси плунжера 11 и оси цилиндрического канала 4 в вертикальном направлении обеспечивается благодаря тому, что межосевое расстояние L между отверстиями 8 и 9 равно величине хода ползуна h. Теперь плунжер 11 имеет возможность смещения вправо. Его смещают вправо приложением горизонтального усилия к приводному штоку 14 (см. фиг. 4). При этом заходная фаска 13 обеспечивает равномерное сжатие первого радиального уплотнения 19 и вход в него наружной поверхности плунжера 11. Конечное положение устройства (цилиндрический канал 4 перекрыт плунжером 11) показано на фиг. 4. Плунжер 11 фиксируют с помощью закрепления винтом 16 ограничителя 32, который упирается в приводной шток 14 и не дает ему смещаться влево, поэтому закрытое положение устройства обеспечивается. Сам же ползун 5 зафиксирован от поступательных перемещений нахождением плунжера 11 как в цилиндрическом канале 4, так и в отверстии 9. При перемещениях ползуна 5 входное отверстие 10 уплотнено относительно канала 4 вторым радиальным уплотнением 23, а также третьим и четвертым радиальными уплотнениями 25 и 28 соответственно, отделяющими сквозной паз 21 от обеих частей цилиндрического канала 4. Это дает возможность оператору перемещать приводной шток 14, при снятой крышке 2, при этом обеспечивается внешняя герметичность устройства. Конкретные размеры мест расположения третьей и четвертой канавок 24 и 27 соответственно, а также геометрические размеры ползуна и плунжера определяются методами обычного проектирования, поэтому не отражены в формуле изобретения. Расположение третьего радиального уплотнения 25 в канавке 24, выполненной на ползуне, объясняется тем, что при первоначальной установке плунжера 11 в отверстие 9 через уплотнение 25 проходят только фаска 13 и гладкая поверхность плунжера 11. В случае же, если бы канавка 24 выполнялась на плунжере 11, при его монтаже уплотнение 25 пересекало бы сквозной паз 21, что создавало бы возможность повреждения уплотнения 25 острыми кромками паза 21. Аналогично, расположение четвертого радиального уплотнения 28 в канавке 27, выполненной на плунжере 11, объясняется тем, что при первоначальной установке плунжера 11 в отверстие 9, уплотнение 28 контактирует только гладкая поверхность отверстия 9. В случае же, если бы канавка 27 выполнялась на ползуне 5, при монтаже плунжера 11 уплотнение 28 пересекалось бы отверстием под приводной шток 14, что создавало бы возможность повреждения уплотнения 28 острыми кромками этого отверстия. При необходимости открыть канал описанные выше операции производят в обратном порядке.The device operates as follows: in the initial position (see Fig. 1), the parts of the cylindrical channel 4 are communicated by the hole 8, the slider 5 is in the highest position (in Fig. 1). In this case, the plunger 11 is placed inside the opening 9 of the slider 5 and does not extend beyond the cylindrical cavity 3. The slider 5 is fixed in the extreme position with the latch 15 and the cover 2. The fluid freely passes through the cylindrical channel 4. If necessary, close the channel 4, the latch 15 is removed, having unscrewed the screw 16, then, pressing the drive rod 14, the slider 5 together with the plunger 11 is lowered all the way down, and parts of the cylindrical channel 4 are communicated by the hole 9 (see Figs. 3, 4). When the slider moves, the liquid under the slider 5 flows into the hole 8 through the bypass hole 30, without interfering with the slide moving downward. The combination of the axis of the cylindrical channel 4 with the axis of the plunger 11 in the angular direction is provided by the angular position lock 31 (see Fig. 2). The combination of the axis of the plunger 11 and the axis of the cylindrical channel 4 in the vertical direction is ensured due to the fact that the center distance L between the holes 8 and 9 is equal to the stroke value of the slider h. Now the plunger 11 has the ability to shift to the right. It is shifted to the right by the application of horizontal force to the drive rod 14 (see Fig. 4). In this case, the entry chamfer 13 provides uniform compression of the first radial seal 19 and the outer surface of the plunger 11 enters into it. The final position of the device (cylindrical channel 4 is blocked by the plunger 11) is shown in FIG. 4. The plunger 11 is fixed by fastening with a screw 16 of the limiter 32, which abuts against the drive rod 14 and prevents it from moving to the left, so the closed position of the device is ensured. The slider 5 itself is fixed from translational movements by the location of the plunger 11 both in the cylindrical channel 4 and in the hole 9. When the slider 5 is moved, the inlet 10 is sealed relative to the channel 4 by the second radial seal 23, as well as the third and fourth radial seals 25 and 28, respectively separating the through groove 21 from both parts of the cylindrical channel 4. This allows the operator to move the drive rod 14, with the cover 2 removed, while ensuring the external tightness of the device. The specific dimensions of the locations of the third and fourth grooves 24 and 27, respectively, as well as the geometric dimensions of the slide and plunger are determined by conventional design methods, therefore, are not reflected in the claims. The location of the third radial seal 25 in the groove 24 made on the slider is explained by the fact that during the initial installation of the plunger 11 in the hole 9, only the chamfer 13 and the smooth surface of the plunger 11 pass through the seal 25. In the case, if the groove 24 were made on the plunger 11 , when mounted, the seal 25 would intersect the through groove 21, which would make it possible to damage the seal 25 by the sharp edges of the groove 21. Similarly, the location of the fourth radial seal 28 in the groove 27 made on the plunger 11 is explained by We note that upon initial installation of the plunger 11 in the hole 9, the seal 28 contacts only the smooth surface of the hole 9. In the case, if the groove 27 was made on the slider 5, when installing the plunger 11, the seal 28 would intersect the hole under the drive rod 14, which created there would be a possibility of damage to the seal with 28 sharp edges of this hole. If necessary, open the channel, the above operations are performed in the reverse order.
В результате использования заявленного изобретения достигается снижение усилий срабатывания, поскольку существенно снижаются усилия трения как при перемещении ползуна, так и при перемещении плунжера. Вследствие этого снижается износ и повышается ресурс устройства. Получение данного технического результата позволяет рекомендовать заявленное изобретение к внедрению в изделиях авиационной и космической техники.As a result of using the claimed invention, a reduction in the actuating forces is achieved, since the friction forces are significantly reduced both when moving the slide and when moving the plunger. As a result, wear is reduced and the life of the device is increased. The receipt of this technical result allows us to recommend the claimed invention for implementation in the products of aviation and space technology.
