Основы гидродинамики

Гибкие трубопроводы (рукава) бывают двух видов: резиновые и металлические. Для изготовления  резиновых рукавов применяют натуральную и синтетическую резину. Рукав состоит из эластичной внутренней резиновой трубки, упрочненной наружной оплеткой или внутренним текстильным каркасом (рис.2.1). Их применяют тогда, когда соединяемые трубопроводом гидроагрегаты должны перемещаться относительно друг друга. При этом благодаря своей упругости резиновый рукава уменьшают пульсацию давления в гидросистеме. Они имеют следующие недостатки: подвижность при изменении давления; снижение общей жесткости гидросистемы; малая долговечность (1,5…3 года). Поэтому при проектировании гидросистем машин резиновых рукавов следует по возможности избегать.

 

Рисунок 2.1. Схемы конструкции рукавов с оплеткой:

1 - внутренний резиновый  слой; 2 - металлическая оплетка;

3 - промежуточный резиновый слой; 4 - наружный резиновый слой.

 

Металлические рукава имеют  гофрированную внутреннюю трубу, выполненную из бронзовой или стальной ленты, и наружную проволочную оплетку. Между витками ленты находится уплотнитель. Рукава с хлопчатобумажным уплотнением предназначены для работы с температурой рабочей жидкости до 110 С, а с асбестовым уплотнением - до 300 С. Металлические рукава применяют в специфических условиях эксплуатации гидросистем, в контакте с агрессивными рабочими жидкостями.

 

Рисунок 2.2. Металлические рукава:

1 - профилированная лента; 2 - уплотнитель;

3 - проволочная оплетка.

 

 

Соединения

Соединениями отдельные  трубы и гидроагрегаты монтируются  в единую гидросистему. Кроме того, соединения применяют и тогда, когда в гидросистеме необходимо предусмотреть технологические разъемы. Соединения могут быть неразборными и разборными.

Неразборные соединения применяют в недемонтируемых  гидросистемах. Для соединения труб применяют сварку и пайку встык или используют муфты (переходные втулки) с прямыми с скошенными под углом 30 концами. При применении неразборных соединений масса гидролиний может быть уменьшена на 25…30% по сравнению с применением разборных соединений.

Разборные соединения (неподвижные  и подвижные) - это соединения при  помощи фланцев, штуцеров, ниппелей и  других соединительных элементов.

Неподвижное разборное  соединение может быть выполнено по наружному и внутреннему конусу, с врезающимся кольцом и фланцевое.

Соединение по наружному  конусу (рис.2.3) состоит из трубопровода 1 с развальцованным на конус концом, ниппеля 2, штуцера 3 и накидной гайки 4. Герметичность соединения обеспечивается плотным прилеганием развальцованного конца трубы к наружной поверхности штуцера и соответствующей затяжкой накидной гайки. Недостатками такого соединения являются: уменьшение прочности трубы в месте раструба; возможность образования незаметных для глаза кольцевых трещин; сравнительно большой момент затяжки накидной гайки; небольшое количество переборок; применение специализированного инструмента для развальцовки.

 

Рис.2.3. Соединение по наружному  конусу

 

Неподвижное разборное  соединение по внутреннему конусу (рис.2.4) состоит из ниппеля 4, приваренного или припаянного к трубе 5, штуцера 2 и накидной гайки 1. Герметичность соединения обеспечивается плотным прилеганием наружной поверхности ниппеля к внутренней поверхности штуцера и затяжной накидной гайки. Соединение по внутреннему конусу допускает большое количество переборок, а при его монтаже не происходит нежелательных деформаций в трубах и в соединительной арматуре. Благодаря сферической поверхности ниппеля допускается небольшой перекос труб.

Рисунок 2.4. Соединение по внутреннему конусу

 

Соединение с врезающимся кольцом (рис.2.5) состоит из штуцера 1 с внутренней конической поверхностью 2, накидной гайки 5 и врезающегося кольца 3. Кольцо изготовлено из стали с цементированной поверхностью, а его конец, обращенный к штуцеру, имеет режущую кромку. При затяжке соединения гайкой режущая кромка врезается в трубу 4, происходит деформация кольца, которое получает форму, соответствующую конической поверхности штуцера. В результате обеспечиваются требуемые прочность и герметичность соединения.

Рисунок 2.5. Соединение с  врезающимся кольцом

 

К неподвижным разборным  соединениям относится и фланцевое  соединение (рис.2.6), которое применяют при монтаже гидросистем с трубами, имеющими диаметр условного прохода более 32 мм при рабочих давлениях до 32 МПа. Герметичность обеспечивается установкой между фланцами уплотнительных колец.

 

Рисунок 2.6. Фланцевое соединение

 

Подвижное разборное  соединение применяется в гидросистемах  землеройных, строительных, лесных и других машин. Здесь нередко применяют гидроцилиндры, которые должны поворачиваться на небольшой угол относительно оси, проходящей через точку крепления гидроцилиндра. При монтаже таких гидросистем применяют подвижные соединения, имеющие одну, две и более степеней свободы. На рис.2.7, а приведено поворотное соединение с одной степенью свободы, которое состоит из штуцера 1 и закрепленного на нем поворотного угольника 2. От осевого перемещения угольник стопорится шайбой 3 и кольцом 4. Герметичность соединения обеспечивается резиновыми кольцами 5 с защитными шайбами 6.

Другим примером подвижного соединения является свернутый в  спираль трубопровод (рис.2.7, б). В этом случае спираль необходимо закрепить в двух точках (точки 1 и 2). Во время поворота гидроцилиндра спираль может растягиваться. Такой способ соединения может обеспечивать несколько степеней свободы.

Рисунок 2.7. Подвижное разборное соединение:

а - шарнирное; б - в виде трубы, свернутой в спираль

 

Способ заделки в  концах гибких трубопроводов соединительной арматуры определяется давлением и конструкцией гибкого трубопровода. При давлении до 0,5 МПа (рис.2.8, а) конец рукава навинчивают на наконечник или на ниппель 1 с гребенчатой поверхностью и закрепляют хомутом 2. При давлениях до 10 МПа соединение конца рукава происходит в результате зажатия его между ниппелем и зажимной муфтой (обоймой). При таком способе (рис.2.8, б) рукав 1 ввинчивают в зажимную муфту 2, имеющую резьбу с большим шагом. Далее в муфту ввинчивают ниппель 3, который своей конусной поверхностью вдавливает конец рукава в резьбу муфты и зажимает его. Для давлений более 10 МПа муфту 2 обжимают в специальном цанговом приспособлении. Накидной гайкой 4 производят соединение рукава с гидрооборудованием.

 

Рисунок 2.8. Заделка концов рукавов:

 а - при давлении  до 0,5 МПа; б - при давлении свыше  10 МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Область применения, достоинства и недостатки элементов  пневмоавтоматики: реверсивных распределителей, тормозных золотников

 

Современные пневматические автоматические регуляторы различаются назначения собираются из унифицированных устройств – простейших элементов, серийно выпускаемых промышленностью и входящих в Универсальную систему элементов промышленной пневмоавтоматики (УСЭПП). В ее состав входят усилители, повторители, пневмореле, пневморезисторы, пневмоемкости, органы управления и другие элементы, выполняющие простейшие функции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики и управления производственными процессами, в частности для учета перемещения грузов на подвесной дороге.

Известен реверсивный релейный распределитель, содержащий общие четную и нечетную тактовые шины питания, а  в каждом разряде - однообмоточное электромагнитное реле, между выводом обмотки которого и соответствующей тактовой шиной питания включен тиристор, управляющий электрод которого через нормально разомкнутые контакты однообмоточных электромагнитных реле предыдущих и последующих по направлению распределения разрядов, а также через нормально разомкнутые управляющие контакты прямого и обратного счета и через ограничительные резисторы подключен к соответствующей четной и нечетной тактовой шине питания, в каждый разряд его введен также транзистор, эмиттер которого соединен с катодом тиристора, коллектор - с выводом обмотки реле, а база подключена к соответствующей тактовой шине.

Недостатком такого устройства является большое количество элементов (номенклатуры).

Известен также релейный распределитель, содержащий входное реле с замыкающим и переключающим контактами, группу нечетных и четных реле, каждое из которых, кроме последнего, имеет по меньшей мере два замыкающих контакта, а последнее реле имеет по меньшей мере один замыкающий контакт, причем первый вывод замыкающего и вывод подвижной контакт-детали переключающего контакта входного реле и вывод подвижной контакт-детали выходного переключающего контакта делителя частоты на два соединены с первым выводом питания, выводы неподвижных контакт-деталей переключающего контакта входного реле соединены с управляющими выводами делителя частоты на два, общий вывод которого соединен с вторым выводом питания, первые выводы всех реле соединены с вторым выводом питания, второй вывод обмотки первого реле соединен с первым выводом первого замыкающего контакта этого реле, второй вывод обмотки каждого последующего реле соединен с первыми выводами первого замыкающего контакта этого реле и второго замыкающего контакта предыдущего реле, при этом вторые выводы вторых замыкающих контактов четных реле соединены с выводом неподвижной контакт-детали контактной группы выходного переключающего контакта, замкнутой при исходном обесточенном состоянии делителя частоты импульсов на два, вторые выводы вторых замыкающих контактов нечетных реле соединены с выводом неподвижной контакт-детали контактной группы выходного переключающего контакта делителя частоты импульсов на два, разомкнутой при исходном обесточенном состоянии этого делителя, вторые выводы первых замыкающих контактов нечетных реле объединены и через первый диод соединены с вторыми выводами вторых замыкающих контактов четных реле, а через второй диод - с вторым выводом замыкающего контакта входного реле, вторые выводы первых замыкающих контактов четных реле объединены и через третий диод соединены с вторыми выводами вторых замыкающих контактов нечетных реле, а через четвертый диод с вторым выводом замыкающего контакта входного реле, причем все диоды включены в прямом направлении.

Недостатком такого устройства является отсутствие реверса, что снижает область его применения.

Задача изобретения - на базе известного релейного распределителя разработать  схему реверсивного релейного распределителя, не увеличивая количество элементов (номенклатуры). Технический результат достигается тем, что в релейный распределитель, содержащий входное реле с замыкающим и переключающим контактами, делитель частоты импульсов на два с выходным переключающим контактом, кнопку управления установки в исходное состояние, группы нечетных реле, каждое из которых, за исключением последнего, имеет по крайней мере два замыкающих контакта, а последнее имеет, по меньшей мере, - один замыкающий контакт, причем вывод подвижной контакт-детали переключающего контакта входного реле и первый вывод кнопки управления установки в исходное состояние соединен с первым выводом питания, первые выводы всех реле, а также общий вывод делителя частоты на два соединен с вторым выводом питания, второй вывод обмотки первого счетного реле соединен с первым выводом первого замыкающего контакта этого реле и вторым выводом кнопки управления установки в исходное состояние, второй вывод каждого последующего реле соединен с первыми выводами первого замыкающего контакта этих реле и второго замыкающего контакта предыдущего реле, при этом вторые выводы вторых замыкающих контактов четных реле соединены с выводом неподвижной контакт-детали контактной группы выходного переключающего контакта, замкнутой при исходном обесточенном состоянии делителя частоты импульсов на два, вторые выводы вторых замыкающих контактов нечетных реле соединены с выводом неподвижной контакт-детали контактной группы выходного переключающего контакта делителя частоты импульсов на два, разомкнутой при исходном обесточенном состоянии этого делителя, вторые выводы первых замыкающих контактов нечетных реле объединены и через первый диод соединены с вторыми выводами вторых замыкающих контактов четных реле, вторые выводы первых замыкающих контактов четных реле объединены и через третий диод соединены с вторыми выводами вторых замыкающих контактов нечетных реле, введены реле реверса с выходным переключающим контактом, второй переключающий контакт делителя частоты импульсов на два, третья пара замыкающих контактов счетных реле, за исключением первого, причем первый вывод обмотки реле реверса соединен с второй шиной питания, второй вывод - через замыкающий контакт входного реле - с выводом для подключения сигнала "реверс", вывод подвижной контакт-детали реле реверса соединен с первой шиной питания, вывод неподвижной контакт-детали, замкнутой в исходном невключенном состоянии реле реверса, соединен с подвижной контакт-деталью первого переключающего контакта выходного реле делителя частоты импульсов на два, вывод неподвижной контакт-детали, разомкнутой в исходном невключенном состоянии реле реверса, соединен с подвижной контакт-деталью второго переключающего контакта делителя частоты импульсов на два, первые выводы третьих замыкающих контактов счетных реле соединены с вторыми выводами обмоток предыдущих реле, вторые выводы третьих контактов нечетных реле соединены с выводом неподвижной контакт-детали второй контактной группы, разомкнутой при исходном обесточенном состоянии делителя частоты импульсов на два и через четвертый диод - с объединенными вторыми выводами первых замыкающих контактов четных реле, вторые выводы третьих замыкающих контактов четных реле соединены с выводом неподвижной контакт-детали второй контактной группы переключающего контакта, замкнутой при исходном обесточенном состоянии делителя частоты импульсов на два и через второй диод - с объединенными вторыми выводами первых замыкающих контактов четных реле, причем обмотки всех без исключения реле зашунтированы диодами в обратном направлении.

Сравнивая заявляемое техническое  решение не только с прототипом, но и с другими техническими решениями, можно сделать вывод, что реле и диоды широко известны в электротехнике, однако при введении дополнительных связей между ними устройство приобретает новые свойства, что расширяет область его применения без ввода дополнительных элементов, это позволяет сделать вывод, что устройство обладает существенными отличиями.

Принципиальная схема реверсивного релейного распределителя представлена на чертеже.

Он содержит входное реле 1 с  замыкающим 2 и переключающим 3 контактами, реле 4 реверса с переключающим контактом 5, делитель 6 частоты импульсов на два с двумя выходными переключающими контактами 7 и 8, кнопка 9 управления установки в исходное состояние, группу 10 четных и группу 11 нечетных реле, обмотки всех без исключения реле зашунтированы диодами 12 в непроводящем направлении, диоды 13-1...13-4, первый 14 и второй 15 выводы питания, выводы для подключения сигнала "вход" 16 и сигнала "реверс" 17, причем каждое из реле, кроме первого и последнего, имеют по крайней мере три замыкающих контакта 10-1,10-2,10-3,11-1,11-2,11-3, первое 10 и последнее 11 реле имеют по меньшей мере два замыкающих контакта соответственно 10-1,10-3 и 11-1,11-2, при этом первые выводы обмоток всех реле подключены к второй шине 15 питания, второй вывод обмотки входного реле 1 - к выводу для подключения сигнала "вход" 16, а обмотки реле реверса - к выводу для подключения сигнала "реверс" 17 через последовательно соединенный замыкающий контакт 2 входного реле, выводы подвижной контакт-детали переключающих контактов 3 и 5 входного реле и реле реверса, первый вывод кнопки 9 управления установки в исходное состояние соединены с первым выводом 14 питания, выводы неподвижной контакт-детали переключающего контакта 3 реле 1 соединены с входом делителя 6 частоты импульсов на два, вывод неподвижного контакта 5 реле реверса, замкнутого в исходном обесточенном состоянии, соединен с подвижной контакт-деталью первого переключающего контакта 7 выходного реле делителя частоты импульсов на два, аналогично - разомкнутой в исходном обесточенном состоянии - с подвижной контакт-деталью второго переключающего контакта выходного реле делителя частоты импульсов на два, второй вывод обмотки первого счетного реле 10 соединен с первым выводом своего замыкающего контакта 10-1 и с первым выводом замыкающего контакта 11-3 последующего реле 11, второй вывод обмотки последнего счетного реле 11 соединен с первым выводом своего замыкающего контакта 11-1 и с первым выводом замыкающего контакта 10-2 предыдущего реле 10, вторые выводы обмоток остальных счетных реле соединены с первыми выводами своих замыкающих контактов 10-1 и 11-1, с первыми выводами замыкающих контактов как предыдущих реле 11-2, так и последующих 11-3, при этом вторые выводы вторых замыкающих контактов 11-2 нечетных реле подключены к неподвижной контакт-детали контакта 7 группы, разомкнутого при исходном обесточенном состоянии делителя 6 частоты импульсов на два, вторые выводы замыкающих контактов 11-2 четных реле соединены с выводом неподвижного контакта 7, замкнутого в исходном обесточенном состоянии этого делителя, вторые выводы третьих замыкающих контактов 10-3 нечетных реле соединены с выводом неподвижной контакт-детали контакта 8, разомкнутого при исходном обесточенном состоянии делителя частоты импульсов на два, вторые выводы этих контактов четных реле 11-3 соединены с выводом неподвижного контакта 8, замкнутого при исходном обесточенном состоянии делителя 6 частоты импульсов на два, вторые выводы первых замыкающих контактов 10-1 нечетных реле подключены диодами 13-1,13-2 к неподвижным контактам 7 и 8, замкнутым при исходном обесточенном состоянии делителя частоты импульсов на два, вторые выводы этих контактов для четных реле подключены диодами 13-3 и 13-4 к подвижным контактам 7 и 8, разомкнутым при исходном обесточенном состоянии делителя частоты импульсов на два, все диоды 13 включены в прямом направлении.