RU222397U1 - Hydropneumatic motor - Google Patents
Hydropneumatic motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU222397U1 RU222397U1 RU2023127065U RU2023127065U RU222397U1 RU 222397 U1 RU222397 U1 RU 222397U1 RU 2023127065 U RU2023127065 U RU 2023127065U RU 2023127065 U RU2023127065 U RU 2023127065U RU 222397 U1 RU222397 U1 RU 222397U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pneumatic
- piston
- ejector
- hydraulic
- water
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 abstract description 9
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 abstract description 9
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 description 3
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Abstract
Предлагаемая полезная модель относится к устройствам гидроавтоматики, работающим за счет энергии потока воды, и может применяться в гидросистемах в виде образователя возвратно-поступательного движения штока и, в частности, в сельском хозяйстве для механизации орошения с/х культур с помощью поливных агрегатов, осуществляющих полив, рабочий орган которых перемещается по полю посредством привода намоточного устройства. Целью предлагаемой полезной модели является повышение надежности и эффективности гидропневмодвигателя путем обеспечения его работы в нейтральной безопасной среде (на воздухе) и уменьшения размеров его составных частей. Указанная цель достигается тем, что в гидропневмодвигателе, включающем пневмоцилиндр 1 двухстороннего действия с подпоршневой 2 и надпоршневой 3 полостями и штоком 4, задвижку 11 с обводным гидравлическим каналом 13 с эжектором 14, установленным на напорном трубопроводе 12, пневматические каналы связи 39, 41, 44, 47 и пневмораспределитель 10, кинематический связанный со штоком 14 пневмоцилиндра 1 через переключатель 8 и пневматически - с подпоршневой 2 и надпоршневой 3 полостями и эжектором 14, обводной гидравлический канал 13 выполнен с водовоздушным баком 33 с поплавковым механизмом 34 наверху и разделителем воздуха от воды 35 внизу, установленным на выходе эжектора 14, входной 16, выходные 17, 18 и сбросные 19, 20 каналы пневмораспределителя 10 пневматическими каналами связи соединены соответственно с выходным каналом 38 поплавкового механизма 34, с надпоршневой 2 и подпоршневой 2 полостями через параллельно установленные обратный клапан и регулируемый дроссель и с эжектором 14 через подпружиненный обратный клапан 42, эжектор так же соединен с атмосферой через обратный клапан 43, при этом посредством пневмораспределителя 10 подпоршневая 2 и надпоршневая 3 полости пневмоцилиндра 1 имеют возможность поочередного соединения с эжектором 14 и водовоздушным баком 33. Применение предлагаемой полезной модели в сельском хозяйстве повысит надежность и эффективность систем орошения сельскохозяйственных культур и производства сельскохозяйственной продукции. 7 ил. The proposed utility model relates to hydraulic automation devices that operate using the energy of water flow, and can be used in hydraulic systems in the form of a reciprocating rod motion generator and, in particular, in agriculture for the mechanization of irrigation of agricultural crops using irrigation units that carry out irrigation , the working element of which moves across the field by means of a winding device drive. The purpose of the proposed utility model is to increase the reliability and efficiency of a hydraulic pneumatic motor by ensuring its operation in a neutral safe environment (in air) and reducing the size of its components. This goal is achieved by the fact that in a hydraulic pneumatic motor, including a double-acting pneumatic cylinder 1 with a sub-piston 2 and supra-piston 3 cavities and a rod 4, a valve 11 with a bypass hydraulic channel 13 with an ejector 14 installed on the pressure pipeline 12, pneumatic communication channels 39, 41, 44 . at the bottom, installed at the output of the ejector 14, the input 16, the output 17, 18 and the discharge 19, 20 channels of the pneumatic distributor are connected by 10 pneumatic communication channels, respectively, to the output channel 38 of the float mechanism 34, with the supra-piston 2 and sub-piston 2 cavities through a parallel installed check valve and an adjustable throttle and with the ejector 14 through a spring-loaded check valve 42, the ejector is also connected to the atmosphere through a check valve 43, while by means of a pneumatic distributor 10, the sub-piston 2 and supra-piston 3 cavities of the pneumatic cylinder 1 have the ability to alternately connect with the ejector 14 and the water-air tank 33. Application of the proposed utility models in agriculture will increase the reliability and efficiency of crop irrigation systems and agricultural production. 7 ill.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к устройствам гидроавтоматики, работающим за счет энергии потока воды, и может применяться в гидросистемах в виде образователя возвратно-поступательного движения штока и, в частности, в сельском хозяйстве для механизации орошения с/х культур с помощью поливных агрегатов, осуществляющих полив, рабочий орган которых перемещается по полю посредством привода намоточного устройства.The proposed utility model relates to hydraulic automation devices that operate using the energy of water flow, and can be used in hydraulic systems in the form of a reciprocating rod motion generator and, in particular, in agriculture for the mechanization of irrigation of agricultural crops using irrigation units that carry out irrigation , the working element of which moves across the field by means of a winding device drive.
Известен гидродвигатель, включающий гидроцилиндр двухстороннего действия со штоком, задвижку с гидроприводом, установленную на напорном трубопроводе, и распределитель, кинематический связанный со штоком гидроцилиндра и гидравлически - с напорным трубопроводом, подпоршневой полостью гидроцилиндра и рабочей полостью гидропривода задвижки, при этом задвижка выполнена регулируемой и снабжена обводным гидравлическим каналом с эжектором, посредством распределителя подпоршневая полость имеет возможность поочередного соединения с напорным трубопроводом до задвижки и эжектором, а рабочая полость гидропривода соединена с напорным трубопроводом до задвижки через регулируемый дроссель и имеет возможность сообщения с эжектором, канал связи, сообщающий распределитель с подпоршневой полостью гидроцилиндра, снабжен параллельно установленными обратном клапаном и регулируемым дросселем [ПАТЕНТ РФ №2330177, кл. F03C 1/00, A01G 25/00 от 27.07.2008 Бюл. №2].A known hydraulic motor includes a double-acting hydraulic cylinder with a rod, a hydraulically actuated valve installed on a pressure pipeline, and a distributor kinematically connected to the hydraulic cylinder rod and hydraulically connected to the pressure pipeline, the sub-piston cavity of the hydraulic cylinder and the working cavity of the hydraulic actuator of the valve, wherein the valve is made adjustable and equipped with a bypass hydraulic channel with an ejector, through a distributor, the sub-piston cavity has the possibility of alternately connecting with the pressure pipeline to the valve and the ejector, and the working cavity of the hydraulic drive is connected to the pressure pipeline to the valve through an adjustable throttle and has the ability to communicate with the ejector, a communication channel communicating the distributor with the sub-piston cavity hydraulic cylinder, equipped with a parallel installed check valve and an adjustable throttle [RF PATENT No. 2330177, cl. F03C 1/00, A01G 25/00 from 07/27/2008 Bulletin. No. 2].
Недостатком этого гидродвигателя является невысокая надежность из-за работы его элементов в агрессивной среде (поливная вода может быть обогащена удобрениями и микроэлементами). Надпоршневая полость 3 гидроцилиндра 1 находится под постоянным высоким давлением воды в напорном трубопроводе до задвижки 11, что снижает эффективность работы гидродвигателя. Распределитель 10 имеет невысокую надежность из-за большого хода штока 22 и прямого взаимодействия поршней-клапанов 23 и 24 с радиальными гидравлическими каналами в корпусе 16. Способ обеспечения поочередного открытия и закрытия радиальных гидравлических каналов в корпусе 16 путем скольжения поршней-клапанов 23 и 24 в поливной воде с вероятными твердыми частицами приводит к быстрому износу частей распределителя и снижению его работоспособности.The disadvantage of this hydraulic motor is its low reliability due to the operation of its elements in an aggressive environment (irrigation water can be enriched with fertilizers and microelements). The above-piston cavity 3 of the hydraulic cylinder 1 is under constant high water pressure in the pressure pipeline up to the valve 11, which reduces the efficiency of the hydraulic motor. The distributor 10 has low reliability due to the large stroke of the rod 22 and the direct interaction of the pistons-valves 23 and 24 with the radial hydraulic channels in the housing 16. A method for ensuring alternate opening and closing of the radial hydraulic channels in the housing 16 by sliding the pistons-valves 23 and 24 in Irrigation water with possible solid particles leads to rapid wear of distributor parts and a decrease in its performance.
Наиболее близким техническим решением является гидродвигатель, включающий гидроцилиндр двухстороннего действия со штоком, задвижку с гидроприводом и обводным гидравлическим каналом с эжектором, установленную на напорном трубопроводе, и распределитель, кинематический связанный со штоком гидроцилиндра через переключатель и гидравлически - с напорным трубопроводом, подпоршневой полостью гидроцилиндра и рабочей полостью гидропривода задвижки, задвижка снабжена регулирующим болтом, а ее рабочая полость соединена с распределителем и надпоршневой полостью гидроцилиндра, при этом посредством распределителя подпоршневая и надпоршневая полости гидроцилиндра имеют возможность поочередного соединения с эжектором и напорным трубопроводом до задвижки, распределитель выполнен в виде полого корпуса с радиальными каналами и осевым отверстием в центре, полого штока с двумя одинаковыми клапанами и отверстиями, установленным в корпусе и ограниченным в ходе посредством торцевых крышек с осевыми отверстиями малого и большого диаметра, при этом отверстия на штоке выполнены с наружных сторон клапанов, а диаметр осевого отверстия корпуса выполнен меньше диаметра клапанов и больше диаметра большого отверстия торцевых крышек [ПАТЕНТ РФ №2674110, кл. F03C 1/00, A01G 25/00 от 04.12.2018 Бюл. №34 (Прототип)].The closest technical solution is a hydraulic motor, including a double-acting hydraulic cylinder with a rod, a valve with a hydraulic drive and a hydraulic bypass channel with an ejector installed on a pressure pipeline, and a distributor kinematically connected to the hydraulic cylinder rod through a switch and hydraulically connected to the pressure pipeline, the sub-piston cavity of the hydraulic cylinder and working cavity of the hydraulic drive of the valve, the valve is equipped with a control bolt, and its working cavity is connected to the distributor and the supra-piston cavity of the hydraulic cylinder, while through the distributor the sub-piston and supra-piston cavities of the hydraulic cylinder have the ability to alternately connect with the ejector and the pressure pipeline to the valve, the distributor is made in the form of a hollow body with radial channels and an axial hole in the center, a hollow rod with two identical valves and holes, installed in the body and limited in the course by means of end caps with axial holes of small and large diameters, while the holes on the rod are made on the outer sides of the valves, and the diameter of the axial hole the housing is made smaller than the diameter of the valves and larger than the diameter of the large hole in the end caps [RF PATENT No. 2674110, cl. F03C 1/00, A01G 25/00 dated 12/04/2018 Bulletin. No. 34 (Prototype)].
Недостатком этого гидродвигателя является невысокая надежность из-за его работы в агрессивной среде поливной воды, большие размеры гидрораспределителя и гидравлических каналов связи и их узлов соединения.The disadvantage of this hydraulic motor is its low reliability due to its operation in the aggressive environment of irrigation water, the large size of the hydraulic distributor and hydraulic communication channels and their connection units.
Целью предлагаемой полезной модели является повышение надежности и эффективности гидропневмодвигателя путем обеспечения его работы в нейтральной безопасной среде (на воздухе) и уменьшения размеров его составных частей.The purpose of the proposed utility model is to increase the reliability and efficiency of a hydraulic pneumatic motor by ensuring its operation in a neutral safe environment (in air) and reducing the size of its components.
Поставленная цель достигается тем, что в гидропневмодвигателе, включающем пневмоцилиндр двухстороннего действия с подпоршневой и надпоршневой полостями и штоком, задвижку с обводным гидравлическим каналом с эжектором, установленным на напорном трубопроводе, каналы связи и пневмораспределитель, кинематический связанный со штоком пневмоцилиндра через переключатель и пневматически - с подпоршневой и надпоршневой полостями и эжектором, обводной гидравлический канал выполнен с водовоздушным баком с поплавковым механизмом наверху и разделителем воздуха от воды внизу, установленным на выходе эжектора, входной, выходные и сбросные каналы пневмораспределителя пневматическими каналами связи соединены соответственно с выходным каналом поплавкового механизма, с надпоршневой и подпоршневой полостями через параллельно установленные обратный клапан и регулируемый дроссель и с эжектором через подпружиненный обратный клапан, эжектор так же соединен с атмосферой через обратный клапан, при этом посредством пневмораспределителя подпоршневая и надпоршневая полости пневмоцилиндра имеют возможность поочередного соединения с эжектором и водовоздушным баком.This goal is achieved by the fact that in a hydraulic pneumatic motor, including a double-acting pneumatic cylinder with sub-piston and supra-piston cavities and a rod, a valve with a bypass hydraulic channel with an ejector installed on the pressure pipeline, communication channels and a pneumatic distributor, kinematically connected to the pneumatic cylinder rod through a switch and pneumatically - with sub-piston and supra-piston cavities and an ejector, the bypass hydraulic channel is made with a water-air tank with a float mechanism at the top and an air separator from water at the bottom, installed at the ejector outlet, the input, output and discharge channels of the pneumatic distributor are connected by pneumatic communication channels, respectively, to the output channel of the float mechanism, to the supra-piston and sub-piston cavities through a parallel installed check valve and an adjustable throttle and with an ejector through a spring-loaded check valve, the ejector is also connected to the atmosphere through a check valve, and by means of a pneumatic distributor, the sub-piston and supra-piston cavities of the pneumatic cylinder have the ability to alternately connect with the ejector and the water-air tank.
Сущность предлагаемой полезной модели приведена на рисунках, где на Фиг. 1 - общий вид гидропневмодвигателя, на Фиг. 2 - общий вид гидропневмодвигателя с частичным разрезом его составных частей, на Фиг. 3 - конструктивная схема водовоздушного бака с поплавковым механизмом и разделителем воздуха из воды в разрезе, на Фиг. 4 - общий вид пневмораспределителя, на Фиг. 5 - конструктивная схема пневмораспределителя в правом положении его штока, на Фиг. 6 - конструктивная схема пневмораспределителя в левом положении его штока и на Фиг. 7 - общий вид гидропневмодвигателя в работе.The essence of the proposed utility model is shown in the figures, where in FIG. 1 - general view of the hydraulic pneumatic motor, Fig. 2 is a general view of a hydraulic pneumatic motor with a partial section of its components; FIG. 3 is a cross-sectional design diagram of a water-air tank with a float mechanism and an air separator from water, FIG. 4 - general view of the pneumatic distributor, Fig. 5 - structural diagram of the pneumatic distributor in the right position of its rod, in Fig. 6 - structural diagram of the pneumatic distributor in the left position of its rod and in FIG. 7 - general view of the hydraulic pneumatic motor in operation.
Гидропневмодвигатель состоит из пневмоцилиндра 1 с подпоршневой 2 и надпоршневой 3 полостями, штока 4 с упорами 5, 6, 7, переключателя 8 с пружиной 9, пневмораспределителя 10 и задвижки 11, установленной на напорном трубопроводе 12 и снабженной обводящим гидравлическим каналом 13 с эжектором 14 (Фиг. 1 и 2).The hydraulic pneumatic motor consists of a pneumatic cylinder 1 with a sub-piston 2 and a supra-piston 3 cavities, a rod 4 with stops 5, 6, 7, a switch 8 with a spring 9, a pneumatic distributor 10 and a valve 11 installed on the pressure pipeline 12 and equipped with a bypass hydraulic channel 13 with an ejector 14 ( Fig. 1 and 2).
Пневмораспределитель 10 включает полый корпус 15 с радиальными входным 16, выходными 17, 18, сбросным 19, 20 каналами и осевым отверстием 21 в центре, шток 22 с участками малого диаметра 23, 24 и участками основного диаметра 25 и 26, установлен в корпусе 15 и ограничен в ходе посредством ограничителя хода 27 и пяты 28 (Фиг. 4, 5 и 6). Пневмоцилиндр 1 шарнирно закреплен к неподвижной опоре 29 и имеет неподвижный кронштейн 30, на котором посредством крепежных болтов 31, 32 жестко закреплены переключатель 8 и пневмораспределитель 10. Пневмораспределитель 10 посредством пяты 28 и переключателя 8 кинематически связан со штоком 4 пневмоцилиндра 1. Обводящий гидравлический канал 13 выполнен с водовоздушным баком 33 с поплавковым механизмом 34 наверху и разделителем воздуха от воды 35 с отражателем 36 внизу, установленном на выходе эжектора 14 (Фиг. 3). Поплавковый механизм 34 содержит поплавок 37 и выходной канал 38, соединенный с входным каналом 16 пневмораспределителя 10 через пневматический канал связи 39 с краном 40. Эжектор 14 одновременно соединен со сбросными каналами 19 и 20 через пневматический канал связи 41 с подпружиненным обратным клапаном 42 и с атмосферой через обратный клапан 43. Подпоршневая полость 2 пневмоцилиндра 1 соединена с выходным каналом 17 пневмораспределителя 10 через пневматический канал связи 44 с параллельно установленными регулируемым дросселем 45 и обратным клапаном 46. Надпоршневая полость 3 пневмоцилиндра 1 соединена с выходным каналом 18 пневмораспределителя 10 через пневматический канал связи 47 с параллельно установленными регулируемым дросселем 48 и обратным клапаном 49. Обводной гидравлический канал 13 имеет входной 50 и выходной 51 краны. Выходные каналы 17 и 18 имеют возможность поочередного соединения с водовоздушным баком 33 и с эжектором 14 (Фиг. 2). Стрелки на чертеже (Фиг. 7) показывают направление движения воды в гидропневмодвигателе.The pneumatic distributor 10 includes a hollow body 15 with radial inlet 16, outlet 17, 18, discharge 19, 20 channels and an axial hole 21 in the center, a rod 22 with small diameter sections 23, 24 and main diameter sections 25 and 26, installed in the housing 15 and limited in travel by means of travel limiter 27 and heel 28 (Fig. 4, 5 and 6). The pneumatic cylinder 1 is hinged to a fixed support 29 and has a fixed bracket 30, on which a switch 8 and a pneumatic distributor 10 are rigidly fixed by means of mounting bolts 31, 32. The pneumatic distributor 10 is kinematically connected to the rod 4 of the pneumatic cylinder 1 by means of a heel 28 and a switch 8. Bypass hydraulic channel 13 made with a water-air tank 33 with a float mechanism 34 at the top and an air-water separator 35 with a reflector 36 at the bottom, installed at the outlet of the ejector 14 (Fig. 3). The float mechanism 34 contains a float 37 and an output channel 38 connected to the input channel 16 of the pneumatic distributor 10 through a pneumatic communication channel 39 with a valve 40. The ejector 14 is simultaneously connected to the discharge channels 19 and 20 through a pneumatic communication channel 41 with a spring-loaded check valve 42 and with the atmosphere through a check valve 43. The sub-piston cavity 2 of the pneumatic cylinder 1 is connected to the output channel 17 of the pneumatic distributor 10 through a pneumatic communication channel 44 with an adjustable throttle 45 and check valve 46 installed in parallel. The supra-piston cavity 3 of the pneumatic cylinder 1 is connected to the output channel 18 of the pneumatic distributor 10 through a pneumatic communication channel 47 with parallel installed adjustable throttle 48 and check valve 49. Bypass hydraulic channel 13 has inlet 50 and outlet 51 valves. Output channels 17 and 18 have the possibility of alternate connection with the water-air tank 33 and with the ejector 14 (Fig. 2). The arrows in the drawing (Fig. 7) show the direction of water movement in the hydraulic pneumatic motor.
Шток 22 установлен в отверстии 21 корпуса 15 по скользящей посадке посредством участков основного диаметров 25 и 26, что исключает дисбаланс действия внутренних сил на шток 22 и обеспечивает ему два устойчивых положения (крайне левое и крайне правое).The rod 22 is installed in the hole 21 of the housing 15 in a sliding fit through sections of the main diameters 25 and 26, which eliminates the imbalance of the action of internal forces on the rod 22 and provides it with two stable positions (extreme left and extreme right).
Для работы гидропневмодвигателя необходимо полностью открыть входной 50 и выходной 51 краны, и прикрыть задвижку 11 таким образом, чтобы эжектор 14 начал отсасывать воздух из атмосферы через обратный клапан 43 и подавать в водовоздушный бак 33 через разделитель воздуха 35 с отражателем 36.To operate the hydropneumatic motor, it is necessary to fully open the inlet 50 and outlet 51 valves, and close the valve 11 so that the ejector 14 begins to suck air from the atmosphere through the check valve 43 and feed it into the water-air tank 33 through the air separator 35 with a reflector 36.
Гидропневмодвигатель работает следующим образом.The hydropneumatic motor operates as follows.
Вода из напорного трубопровода 12 до задвижки 11, проходя в основном через нее и частично через обводной гидравлический канал 13 с эжектором 14 и водовоздушным баком 33, поступает в напорный трубопровод после задвижки 11 и далее к потребителю. При прохождении незначительной части воды через обводной гидравлический канал 13, эжектор 14 отсасывает воздух из атмосферы через обратный клапан 43 и вместе с водой подает в водовоздушный бак 33 через разделитель воздуха 35 с отражателем 36. Отражатель 36 направляет воду с воздухом вниз, благодаря чему воздух разделяется от воды и поднимается вверх, накапливаясь и сжимаясь в верхней части водовоздушного бака 33, а вода через обводной гидравлический канал 13 и выходной кран 51 поступает в напорный трубопровод 12 после задвижки 11. В начальный период запуска гидропневмодвигателя в работу, уровень воды в водовоздушном баке 33 стремительно поднимается вверх, вытесняя воздух из него взаимодействует с поплавком 37 и закрывает выходной канал 38. Начинается накопление и сжатие воздуха в верхней части водовоздушного бака 33 и медленное снижение уровня воды в нем. При определенном снижении уровня воды в водовоздушном баке 33 поплавок 37 под действием своего веса падает вниз и открывает проходное сечение выходного канала 38. Сжатый воздух из водовоздушного бака 33 через выходной канал 38, кран 40 и пневматический канал связи 39 поступает к пневмораспределителю 10, далее через пневматические каналы связи 44, 47 поступает к пневмоцилиндру 1, и через пневматический канал связи 41 с подпружиненным обратным клапаном 42 и эжектор 14 с разделителем воздуха 35 поступает обратно в водовоздушный бак 33, приводя шток 4 к возвратно-поступательному движению с определенной частотой цикла (Фиг. 7).Water from the pressure pipeline 12 to the valve 11, passing mainly through it and partially through the bypass hydraulic channel 13 with the ejector 14 and the water-air tank 33, enters the pressure pipeline after the valve 11 and further to the consumer. When a small part of the water passes through the bypass hydraulic channel 13, the ejector 14 sucks air from the atmosphere through the check valve 43 and, together with water, supplies it to the water-air tank 33 through the air separator 35 with a reflector 36. The reflector 36 directs the water and air downwards, due to which the air is separated from the water and rises upward, accumulating and compressing in the upper part of the water-air tank 33, and water through the bypass hydraulic channel 13 and the outlet valve 51 enters the pressure pipeline 12 after the valve 11. During the initial period of starting the hydraulic pneumatic motor into operation, the water level in the water-air tank 33 rapidly rises upward, displacing the air from it, interacts with the float 37 and closes the outlet channel 38. The accumulation and compression of air begins in the upper part of the water-air tank 33 and the water level in it slowly decreases. With a certain decrease in the water level in the water-air tank 33, the float 37, under the influence of its weight, falls down and opens the flow area of the output channel 38. Compressed air from the water-air tank 33 through the output channel 38, valve 40 and pneumatic communication channel 39 flows to the pneumatic distributor 10, then through pneumatic communication channels 44, 47 are supplied to the pneumatic cylinder 1, and through the pneumatic communication channel 41 with a spring-loaded check valve 42 and the ejector 14 with an air separator 35 flows back into the water-air tank 33, causing the rod 4 to reciprocate with a certain cycle frequency (Fig. 7).
Происходит это следующим образом.This happens as follows.
В положении, когда шток 4 занимает крайне левое положение (начало цикла возвратно-поступательного движения штока 4) (Фиг. 2 и 7), пружина 9 переключателя 8 посредством пяты 28 приводит шток 22 пневмораспределителя 10 в крайне правое устойчивое положение, до прикосновения ограничителя хода 27 к корпусу 15 (Фиг. 4 и 5). При этом, так как поплавок 37 под собственным весом находится в нижнем положении, сжатый воздух из водовоздушного бака 33 через выходной канал 38, кран 40, пневматический канал связи 39, входной 16 и выходной 17 каналы, и пневматический канал связи 44 с регулируемым дросселем 45 и обратным клапаном 46 поступает в подпоршневую полость 2, а эжектор 14 отсасывает воздух из надпоршневой полости 3 через пневматический канал связи 47 с регулируемым дросселем 48 и обратным клапаном 49, выходной 18 и сбросной 19 каналы, пневматический канал связи 41 с подпружиненным обратным клапаном 42 и через разделитель воздуха 35 подает обратно в водовоздушный бак 33, создавая сниженное давление воздуха в надпоршневой полости 3. Благодаря разнице давления воздуха на поршень со стороны надпоршневой 2 и подпоршневой 3 полостей, шток 4 начинает движение с крайне левого положения в крайне правое положение со скоростью, определяемой посредством регулируемого дросселя 45. В конце хода штока 4 упор 7 взаимодействуя с переключателем 8, жестко закрепленного посредством крепежных болтов 31, 32 на неподвижном кронштейне 30, переводит шток 22 пневмораспределителя 10 с участками малого диаметра 23, 24 и участками основного диаметра 25, 26 в крайне левое положение (Фиг. 6), до прикосновения пяты 28 к корпусу 15. Подпоршневая полость 2 сообщается с эжектором 14 через пневматический канал связи 44 с регулируемым дросселем 45 и обратным клапаном 46, выходной 17 и сбросной 20 каналы, пневматический канал связи 41 с подпружиненным обратным клапаном 42. Надпоршневая полость 3 сообщается с водовоздушным баком 33 через пневматический канал связи 47 с регулируемым дросселем 48 и обратным клапаном 49, входной 18 и сбросной 19 каналы, пневматический канал связи 39 с краном 40 и выходной канал 38 поплавкового механизма 34, так как поплавок 36 под действием своего веса находится в нижнем положении и не закрывает выходной канал 38. Происходит отсасывание воздуха из подпоршневой полости 2 эжектором 14 и подачу через разделитель воздуха 35 в водовоздушный бак 33 и поступление сжатого воздуха из водовоздушного бака 33 в надпоршневую полость 3, в результате чего в подпоршневой полости 2 давление воздуха снижается (может до вакуума), а в надпоршневой полости 3 нарастает до давления сжатого воздуха в водовоздушном баке 33. Благодаря разнице давления воздуха на поршень с обоих сторон, шток 4 начинает движение с крайне правого положения на крайне левое положение со скоростью, определяемой посредством регулируемого дросселя 48. В конце хода штока 4 упор 6 взаимодействуя с переключателем 8 переводит шток 22 пневмораспределителя 10 в крайне правое положение (Фиг. 5), до прикосновения ограничителя хода 27 к корпусу 15 (конец цикла возвратно-поступательного движения штока 4).In the position when the rod 4 occupies the extreme left position (the beginning of the cycle of reciprocating movement of the rod 4) (Fig. 2 and 7), the spring 9 of the switch 8, through the heel 28, brings the rod 22 of the pneumatic distributor 10 to the extreme right stable position, until the stroke limiter touches 27 to housing 15 (Fig. 4 and 5). In this case, since the float 37 is in the lower position under its own weight, compressed air from the water-air tank 33 through the output channel 38, valve 40, pneumatic communication channel 39, input 16 and output 17 channels, and pneumatic communication channel 44 with an adjustable throttle 45 and the check valve 46 enters the sub-piston cavity 2, and the ejector 14 sucks air from the supra-piston cavity 3 through a pneumatic communication channel 47 with an adjustable throttle 48 and a check valve 49, an output 18 and a discharge 19 channels, a pneumatic communication channel 41 with a spring-loaded check valve 42 and through the air separator 35 it flows back into the water-air tank 33, creating a reduced air pressure in the supra-piston cavity 3. Due to the difference in air pressure on the piston from the supra-piston 2 and sub-piston 3 cavities, the rod 4 begins to move from the extreme left position to the extreme right position at a speed determined by an adjustable throttle 45. At the end of the stroke of the rod 4, the stop 7, interacting with the switch 8, rigidly fixed by means of mounting bolts 31, 32 on a fixed bracket 30, moves the rod 22 of the pneumatic distributor 10 with sections of small diameter 23, 24 and sections of the main diameter 25, 26 to the extreme left position (Fig. 6), until the heel 28 touches the body 15. The sub-piston cavity 2 communicates with the ejector 14 through a pneumatic communication channel 44 with an adjustable throttle 45 and a check valve 46, an outlet channel 17 and a discharge channel 20, a pneumatic communication channel 41 with a spring-loaded check valve 42. Over-piston cavity 3 communicates with the water-air tank 33 through a pneumatic communication channel 47 with an adjustable throttle 48 and a check valve 49, inlet 18 and discharge 19 channels, a pneumatic communication channel 39 with a valve 40 and an output channel 38 of the float mechanism 34, since the float 36 is under the influence of its weight is in the lower position and does not close the outlet channel 38. Air is sucked out from the sub-piston cavity 2 by the ejector 14 and supplied through the air separator 35 into the water-air tank 33 and compressed air enters from the water-air tank 33 into the supra-piston cavity 3, resulting in the sub-piston cavity 2, the air pressure decreases (maybe to a vacuum), and in the above-piston cavity 3 increases to the pressure of compressed air in the water-air tank 33. Due to the difference in air pressure on the piston on both sides, the rod 4 begins to move from the extreme right position to the extreme left position at a speed determined by means of an adjustable throttle 48. At the end of the stroke of the rod 4, the stop 6, interacting with the switch 8, moves the rod 22 of the pneumatic distributor 10 to the extreme right position (Fig. 5), until the travel stop 27 touches the body 15 (end of the cycle of reciprocating movement of the rod 4).
Далее циклы повторяются, шток 4 совершает возвратно-поступательное движение и, взаимодействуя упором 5 на любые известные преобразующие механизмы может совершить полезную работу, в частности, для введения жидких удобрений или микроэлементов в напорный трубопровод под давлением, в поливных агрегатах может наматывать на барабан гибкий трубопровод с рабочим органом на конце и осуществить полив в движении.Then the cycles are repeated, the rod 4 makes a reciprocating movement and, interacting with the emphasis 5 on any known transforming mechanisms, it can perform useful work, in particular, for introducing liquid fertilizers or microelements into a pressure pipeline under pressure, in irrigation units it can wind a flexible pipeline onto a drum with a working body at the end and water in motion.
Поплавковый механизм 34 и подпружиненный обратный клапан 42 исключают возможность попадания воды (может быть агрессивной) из напорного трубопровода 12 в полости пневматических каналов связи, пневмораспределителя и пневмоцилиндра, обеспечивают их работу в нейтральной среде (на чистом воздухе) и тем самым увеличивают их срок службы и повышают надежность в работе. Обратный клапан 43 обеспечивает пополнение сжатого воздуха в водовоздушном баке 33 через эжектор 14 в случаи потер воздуха. Краны 50, 51 и 40 предназначены для проведения работ по техническому обслуживанию гидропневмодвигателя.The float mechanism 34 and the spring-loaded check valve 42 eliminate the possibility of water (can be aggressive) from the pressure pipeline 12 entering the cavities of the pneumatic communication channels, pneumatic distributor and pneumatic cylinder, ensuring their operation in a neutral environment (in clean air) and thereby increasing their service life and increase operational reliability. The check valve 43 ensures the replenishment of compressed air in the water-air tank 33 through the ejector 14 in cases of air loss. Cranes 50, 51 and 40 are designed to carry out maintenance work on the hydraulic pneumatic motor.
Таким образом, благодаря выполнению обводного гидравлического канала 13 с водовоздушным баком 33 с поплавковым механизмом 34 наверху и разделителем воздуха от воды 35 внизу, установленном на выходе эжектора 14, соединяя одновременно эжектор 14 со сбросными 19, 20 каналами через канал связи 41 с подпружиненным обратным клапаном 42 и с атмосферой обратным клапаном 43 достигнута возможность замены гидрораспределителя и гидроцилиндра на пневмораспределителя и пневмоцилиндра, а так же замены гидравлических каналов связи гидрораспределителя и гидроцилиндра на пневматические каналы связи пневмораспределителя и пневмоцилиндра по сравнению с аналогом и прототипом, что позволило повысить надежность и эффективность работы гидропневмодвигателя путем обеспечения его работы не на воде (вода в напорном трубопроводе 12 может быть агрессивной), а на нейтральной среде (на чистом воздухе). Переход от воды на воздух для работы двигателя позволил резко снизить размеры пневмораспределителя и проходных сечений пневматических каналов связи, размеры проходных сечении которых получились меньше на порядок, чем размеры гидравлических каналов связи у прототипа. Поплавковый механизм 34 и подпружиненный обратный клапан 42 исключают возможность попадания воды из напорного трубопровода 12 в полости части основных элементов гидропневмодвигателя.Thus, due to the implementation of a bypass hydraulic channel 13 with a water-air tank 33 with a float mechanism 34 at the top and an air-water separator 35 at the bottom, installed at the outlet of the ejector 14, simultaneously connecting the ejector 14 with the discharge channels 19, 20 through the communication channel 41 with a spring-loaded check valve 42 and with the atmosphere check valve 43, the possibility of replacing the hydraulic distributor and hydraulic cylinder with a pneumatic distributor and pneumatic cylinder, as well as replacing the hydraulic communication channels of the hydraulic distributor and hydraulic cylinder with pneumatic communication channels of the pneumatic distributor and pneumatic cylinder, was achieved in comparison with the analogue and prototype, which made it possible to increase the reliability and efficiency of the hydraulic pneumatic motor by ensuring its operation not on water (water in pressure pipe 12 can be aggressive), but on a neutral environment (clean air). The transition from water to air for engine operation made it possible to sharply reduce the dimensions of the pneumatic distributor and the flow sections of the pneumatic communication channels, the dimensions of the flow sections of which turned out to be an order of magnitude smaller than the dimensions of the hydraulic communication channels of the prototype. The float mechanism 34 and the spring-loaded check valve 42 eliminate the possibility of water from the pressure pipeline 12 entering the cavities of some of the main elements of the hydraulic pneumatic motor.
В 2023 г. в условиях мастерских ФГБНУ ВНИИ «Радуга» был изготовлен экспериментальный образец гидропневмодвигателя. Лабораторные испытания показали его работоспособность и высокую надежность. При диаметре поршня пневмоцилиндра 120 мм, штока 4-16 мм и штока 22 пневмораспределителя 10-7 мм гидропневмодвигатель работал устойчиво в диапазоне изменения давления в напорном трубопроводе 12 от 0,25…0,65 МПа. Для изготовления экспериментального образца были использованы: трубы напорного трубопровода 1.1/2'', водовоздушный бак объемом 19 л, эжектор 1'' и трубки пневматических каналов связи 39, 41, 44 и 47 лишь из ПВХ 3, не снижая быстродействие гидроцилиндра 1.In 2023, in the workshops of the Federal State Budgetary Institution All-Russian Research Institute "Raduga", an experimental model of a hydraulic pneumatic motor was manufactured. Laboratory tests have shown its performance and high reliability. With a diameter of the pneumatic cylinder piston of 120 mm, a rod of 4-16 mm and a rod 22 of the pneumatic distributor of 10-7 mm, the hydraulic pneumatic motor operated stably in the range of pressure changes in the pressure pipeline 12 from 0.25...0.65 MPa. To manufacture the experimental sample, the following were used: pressure pipes 1.1/2'', a water-air tank with a volume of 19 liters, an ejector 1'' and tubes of pneumatic communication channels 39, 41, 44 and 47 only from PVC 3, without reducing the speed of hydraulic cylinder 1.
Применение предлагаемой полезной модели в сельском хозяйстве повысит надежность и эффективность систем орошения сельскохозяйственных культур и производства сельскохозяйственной продукции.The application of the proposed utility model in agriculture will increase the reliability and efficiency of crop irrigation systems and agricultural production.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU222397U1 true RU222397U1 (en) | 2023-12-22 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4309874A (en) * | 1980-03-07 | 1982-01-12 | Jacobi Jr Edgar F | Fuel cell powered irrigation system |
| SU1537834A1 (en) * | 1987-11-17 | 1990-01-23 | Специальное конструкторско-технологическое бюро Института геотехнической механики АН УССР | Device for controlling and interlocking sprinkler system of mine machines |
| SU1806557A1 (en) * | 1991-02-06 | 1993-04-07 | Vsesoyuznoe N Proizv Ob Edinen | Fluid-operated motor for watering plant |
| RU2330177C1 (en) * | 2006-12-07 | 2008-07-27 | Федеральное государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт систем орошения и сельхозводоснабжения "Радуга" (ФГУП ВНИИ "Радуга") | Hydraulic motor |
| RU2674110C1 (en) * | 2017-11-29 | 2018-12-04 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт систем орошения и сельхозводоснабжения "Радуга"(ФГБНУ ВНИИ "Радуга") | Hydraulic motor |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4309874A (en) * | 1980-03-07 | 1982-01-12 | Jacobi Jr Edgar F | Fuel cell powered irrigation system |
| SU1537834A1 (en) * | 1987-11-17 | 1990-01-23 | Специальное конструкторско-технологическое бюро Института геотехнической механики АН УССР | Device for controlling and interlocking sprinkler system of mine machines |
| SU1806557A1 (en) * | 1991-02-06 | 1993-04-07 | Vsesoyuznoe N Proizv Ob Edinen | Fluid-operated motor for watering plant |
| RU2330177C1 (en) * | 2006-12-07 | 2008-07-27 | Федеральное государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт систем орошения и сельхозводоснабжения "Радуга" (ФГУП ВНИИ "Радуга") | Hydraulic motor |
| RU2674110C1 (en) * | 2017-11-29 | 2018-12-04 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт систем орошения и сельхозводоснабжения "Радуга"(ФГБНУ ВНИИ "Радуга") | Hydraulic motor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201241806Y (en) | Hydraulic gas compressor | |
| CN111894940B (en) | Mechanical oil cylinder structure capable of automatically reciprocating | |
| RU222397U1 (en) | Hydropneumatic motor | |
| CN102434127A (en) | Pulsating reciprocating hydraulic oil pumping unit | |
| CN109973370A (en) | A hydraulically driven diaphragm compressor | |
| CN209483568U (en) | A kind of gas-liquid booster pump | |
| CN103953410A (en) | Variable-driving-pressure pressure boosting type exhaust mechanism | |
| CN118462669B (en) | Hydraulic control two-stage piston type supercharging device | |
| RU2819483C1 (en) | Hydraulic motor | |
| CN110821816B (en) | Plunger pump convenient to discharge redundant air in pump chamber in real time | |
| RU2262602C1 (en) | Piston machine | |
| CN208535541U (en) | Reciprocating pneumatic valve and the cylinder and grease pump for using the valve | |
| CN213627874U (en) | Pneumatic piston pump | |
| CN2797671Y (en) | Hydraulic speed regulating device for water turbine | |
| RU2245460C1 (en) | Water pump with energy saving drive | |
| US4299545A (en) | Hydraulic oil well pumping apparatus | |
| RU223079U1 (en) | COMPRESSOR UNIT FOR GASES COMPRESSION | |
| RU2198324C2 (en) | Water pump with energy saving drive | |
| RU205654U1 (en) | Compressor unit | |
| CN2740824Y (en) | Hydraulic double action piston pump | |
| CN219911081U (en) | High-speed chassis of reciprocating compressor | |
| CN2172353Y (en) | Dual-cylinder plunger pump | |
| RU2382912C2 (en) | Mobile hydraulic ram | |
| CN2740802Y (en) | Reciprocating liquid-injecting pump device with spring energy-storing commutating pressure driven | |
| RU2782596C1 (en) | Device for introducing liquid fertilizers into irrigation water |