Манифольдное устройство для привода цилиндров и устройство привода цилиндров - RU2739850C9
Код документа: RU2739850C9
Чертежи
Описание
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к манифольдному устройству для привода цилиндров, предназначенному для привода множества гидро(пневмо)цилиндров, и к устройству привода цилиндров.
Предпосылки создания изобретения
Из предшествующего уровня техники известно широко используемое устройство привода цилиндров, которое приводит в действие гидро(пневмо)цилиндр за счет поочередной подачи текучей среды, такой как воздух или т.п., в первую камеру цилиндра и вторую камеру цилиндра, которые разделены поршнем гидро(пневмо)цилиндра (см., например, выложенную заявку на патент Японии, опубликованную под №2001-311404).
Сущность изобретения
В частности, на фабриках или т.п. используется множество таких гидро(пневмо)цилиндров. Устройство привода цилиндров для привода в действие этих гидро(пневмо)цилиндров может быть снабжено множеством переключающих клапанов, обратных клапанов и дроссельных клапанов. Как правило, клапаны этих типов соединяются друг другом трубопроводами. При этом ввиду большого числа трубопроводов возникает проблема, обусловленная увеличением числа комплектующих и усложнением операции сборки устройства привода цилиндров во множестве гидро(пневмо)цилиндров (операции присоединения трубопроводов и т.д.).
Настоящее изобретение было разработано с учетом вышеупомянутой проблемы, и задачей этого изобретения является создание манифольдного устройства для привода цилиндров и устройства привода цилиндров, позволяющих сократить число комплектующих и облегчить выполнение операции сборки.
Для решения вышеупомянутой задачи в соответствии с настоящим изобретением предлагается манифольдное устройство для привода цилиндров, предназначенное для привода множества гидро(пневмо)цилиндров, где это манифольдное устройство для привода цилиндров содержит блочный манифольд, в котором сформировано множество отверстий, через которые проходит текучая среда, используемая для привода множества гидро(пневмо)цилиндров, причем манифольд выполнен так, что на нем может быть смонтировано множество переключающих клапанов, предназначенных для поочередной подачи текучей среды в первую камеру цилиндра и вторую камеру цилиндра, разделенных поршнем каждого из гидро(пневмо)цилиндров, и во множестве отверстий манифольда встроено множество обратных клапанов и множество дроссельных клапанов.
При такой конструкции множество обратных клапанов встроено во множество отверстий манифольда, и поэтому трубопровод для соединения переключающих клапанов и обратных клапанов друг с другом оказывается ненужным. Кроме того, поскольку множество дроссельных клапанов встроено во множество отверстий манифольда, то трубопровод для соединения переключающих клапанов и дроссельных клапанов друг с другом также оказывается ненужным. Следовательно, можно сократить число комплектующих манифольдного устройства для привода цилиндров и облегчить выполнение операции сборки.
В описанном выше манифольдном устройстве для привода цилиндров множество отверстий манифольда может включать в себя множество впускных портов, предназначенных для впуска текучей среды в соответствующие переключающие клапаны, множество выпускных портов, через которые текучая среда направляется из соответствующих переключающих клапанов, множество первых соединительных портов, предназначенных для обеспечения взаимного сообщения между соответствующими переключающими клапанами и первыми камерами цилиндра соответствующих гидро(пневмо)цилиндров, множество вторых соединительных портов, предназначенных для обеспечения взаимного сообщения между соответствующими переключающими клапанами и вторыми камерами цилиндра соответствующих гидро(пневмо)цилиндров, и множество третьих соединительных портов, предназначенных для соединения первых соединительных портов и переключающих клапанов друг с другом, причем в каждом из третьих соединительных портов может быть установлен обратный клапан, который обеспечивает прохождение потока текучей среды в направлении из первого соединительного порта в сторону переключающего клапана и который блокирует поток текучей среды в направлении из переключающего клапана в сторону первого соединительного порта, в соответствующих выпускных портах могут быть установлены дроссельные клапаны, каждый из переключающих клапанов может быть выполнен с возможностью переключения между состоянием обеспечения сообщения и состоянием блокировки соответственно между впускным портом и первым соединительным портом, между первым соединительным портом и выпускным портом, между выпускным портом и вторым соединительным портом и между вторым соединительным портом и третьим соединительным портом. Кроме того, при первом положении переключающих клапанов впускной порт и первый соединительный порт могут сообщаться друг с другом и выпускной порт и второй соединительный порт могут сообщаться друг с другом, а сообщение между первым соединительным портом и выпускным портом может блокироваться и сообщение между вторым соединительным портом и третьим соединительным портом может блокироваться, а при втором положении переключающих клапанов первый соединительный порт и выпускной порт могут сообщаться друг с другом и второй соединительный порт и третий соединительный порт могут сообщаться друг с другом, а сообщение между впускным портом и первым соединительным портом может блокироваться и сообщение между выпускным портом и вторым соединительным портом может блокироваться.
В такой конструкции при втором положении переключающих клапанов текучая среда, находящаяся внутри первой камеры цилиндра гидро(пневмо)цилиндра, подается во вторую камеру цилиндра и одновременно выводится через первый соединительный порт, третий соединительный порт и второй соединительный порт в выпускной порт. Вследствие этого давление текучей среды во второй камере цилиндра повышается, а давление текучей среды в первой камере цилиндра быстро понижается, что позволяет уменьшить расход текучей среды для привода гидро(пневмо)цилиндра. Следовательно, может быть достигнута экономия энергии для привода множества гидро(пневмо)цилиндров.
В описанном выше манифольдном устройстве для привода цилиндров в каждом из первых соединительных портов и каждом из третьих соединительных портов может быть сформирован канал для потока текучей среды, проходящий по прямой линии от открытого участка первого соединительного порта, в который может быть вмонтирован соединитель, с которым может быть соединен трубопровод, сообщающийся с первой камерой цилиндра, до обратного клапана.
Такая конструкция позволяет уменьшить сопротивление трения между текучей средой и поверхностью стенки канала для потока по сравнению со случаем изогнутого канала для потока текучей среды от открытого участка первого соединительного порта до обратного клапана. В результате обеспечивается эффективное направление текучей среды, находящейся внутри первой камеры цилиндра, внутрь второй камеры цилиндра.
В описанном выше манифольдном устройстве для привода цилиндров каждый из дроссельных клапанов может представлять собой регулируемый дроссельный клапан, установленный на манифольде в положении, более близком к участку монтажа множества переключающих клапанов, чем каждый из обратных клапанов.
При такой конструкции длина каналов для потоков от переключающих клапанов до регулируемых дроссельных клапанов может быть сделана сравнительно короткой. В частности, объем текучей среды от переключающих клапанов до регулируемых дроссельных клапанов может быть сделан сравнительно небольшим. Поэтому расход (давление) текучей среды, которая направляется из первых соединительных портов в третьи соединительные порты, можно легко регулировать за счет изменения степени открытия дросселя регулируемых дроссельных клапанов.
В манифольде описанного выше манифольдного устройства для привода цилиндров может быть сформирован один подающий порт, который сообщается с каждым из впускных портов и в который подается текучая среда от источника подачи текучей среды.
Такая конструкция позволяет сократить число трубопроводов для соединения источника подачи текучей среды и манифольда друг с другом, даже в случае привода множества гидро(пневмо)цилиндров.
В манифольде описанного выше манифольдного устройства для привода цилиндров может быть сформирован один выводящий порт, который сообщается с каждым из выпускных портов и который предназначен для вывода текучей среды из манифольда наружу, и в выводящем порту установлен один глушитель шума, предназначенный для уменьшения шума вывода текучей среды.
Такая конструкция позволяет использовать только один глушитель шума, даже в случае привода множества гидро(пневмо)цилиндров.
Устройство привода цилиндров в соответствии с настоящим изобретением содержит манифольдное устройство для привода цилиндров, описанное выше, и множество переключающих клапанов.
В соответствии с настоящим изобретением множество обратных клапанов и множество дроссельных клапанов встроено во множество отверстий манифольда, что позволяет сократить число комплектующих и облегчить выполнение операции сборки.
Указанные выше и другие задачи, признаки и преимущества станут более очевидными из приводимого ниже подробного описания предпочтительного варианта осуществления изобретения, сопровождаемого ссылками на прилагаемые чертежи, с использованием иллюстрируемого примера.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - принципиальная схема устройства привода цилиндров, снабженного манифольдным устройством для привода цилиндров в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, в состоянии, при котором это устройство привода цилиндров встроено во множество гидро(пневмо)цилиндров;
Фиг. 2А - вид в перспективе устройства привода цилиндров, показанного на фиг. 1, а фиг. 2В - вид в перспективе устройства привода цилиндров, наблюдаемый под углом, отличным от угла наблюдения на фиг. фиг. 2А;
Фиг. 3 - вид в разрезе гидро(пневмо)цилиндра, показанного на фиг. 2А;
Фиг. 4 - первый вид устройства привода цилиндров в продольном разрезе по линии IV-IV на фиг. 3 при выполнении процесса возврата гидро(пневмо)цилиндра;
Фиг. 5 - второй вид устройства привода цилиндров в продольном разрезе по линии V-V на фиг. 3 при выполнении процесса возврата гидро(пневмо)цилиндра;
Фиг. 6 - третий вид устройства привода цилиндров в продольном разрезе по линии VI-VI на фиг. 3 при выполнении процесса возврата гидро(пневмо)цилиндра;
Фиг. 7 - частичная принципиальная схема устройства привода цилиндров, представленного на фиг. 1, в состоянии после переключения переключающего клапана из второго положения в первое положение;
Фиг. 8 - первый вид устройства привода цилиндров в продольном разрезе при выполнении процесса привода гидро(пневмо)цилиндра;
Фиг. 9 - второй вид устройства привода цилиндров в продольном разрезе при выполнении процесса привода гидро(пневмо)цилиндра; и
Фиг. 10 - третий вид устройства привода цилиндров в продольном разрезе при выполнении процесса привода гидро(пневмо)цилиндра.
Описание вариантов осуществления
Ниже со ссылками на прилагаемые чертежи приводится описание предпочтительных вариантов осуществления манифольдного устройства для привода цилиндров и устройства привода цилиндров в соответствии с настоящим изобретением.
Как показано на фиг. 1, устройство 12 привода цилиндров в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения используется в качестве устройства для привода множество гидро(пневмо)цилиндров 14. Каждый из гидро(пневмо)цилиндров 14 выполнен в виде, например, воздушного цилиндра и включает в себя поршень 22, который разделяет внутреннюю полость гильзы 16 цилиндра на первую камеру 18 цилиндра и вторую камеру 20 цилиндра и который может скользить вперед и назад внутри гильзы 16 цилиндра под действием давления текучей среды. Один конец поршневого штока 24 соединен с поршнем 22, а другой его конец проходит из гильзы 16 цилиндра наружу.
Гидро(пневмо)цилиндры 14 выполняют работу, такую как позиционирование обрабатываемой детали (непоказанной), при выталкивании (при выдвижении) поршневого штока 24 и не выполняют никакой работы при втягивании (при возврате) поршневого штока 24. Первые камеры 18 цилиндра представляют собой камеры давления для привода (камеры цилиндра со стороны головки), расположенные с противоположной стороны от поршневых штоков 24, а вторые камеры 20 цилиндра представляют собой камеры давления со стороны возврата (камеры цилиндра со стороны штока), расположенные со стороны поршневых штоков 24.
Как показано на фиг. 1-6, устройство 12 привода цилиндров содержит источник 26 подачи текучей среды, манифольдное устройство для привода цилиндров (именуемое ниже как "манифольдное устройство 10"), и множество переключающих клапанов 28. Источник 26 подачи текучей среды подает текучую среду высокого давления и выполнен, например, в виде воздушного компрессора (см. фиг. 1).
Манифольдное устройство 10 содержит один блочный манифольд 30, к которому может быть подключено множество переключающих клапанов 28, а также множество обратных клапанов 32 и множество дроссельных клапанов 34, встроенных в манифольд 30. Число переключающих клапанов 28, число обратных клапанов 32 и число дроссельных клапанов 34 совпадает с числом гидро(пневмо)цилиндров 14. В примере на фиг. 2А и 2В показано пять переключающих клапанов 28, пять обратных клапанов 32 и пять дроссельных клапанов 34, однако число этих клапанов и гидро(пневмо)цилиндров 14 может быть произвольным.
Как показано на фиг. 2А - фиг. 6, манифольд 30 выполнен как единое целое в виде блока, например, из металлического материала, такого как алюминий или т.п. Однако материал манифольда 30 не ограничивается металлическим материалом, и может быть использован любой материал, такой как твердый пластик или т.п.
Манифольд 30 имеет форму прямоугольного параллелепипеда. То есть манифольд 30 включает в себя первую внешнюю поверхность 30а, вторую внешнюю поверхность 30b, третью внешнюю поверхность 30с, четвертую внешнюю поверхность 30d, пятую внешнюю поверхность 30е и шестую внешнюю поверхность 30f. Первая внешняя поверхность 30а и вторая внешняя поверхность 30b разнесены друг от друга в направлении высоты манифольда 30 (в направлении стрелки А). Первая внешняя поверхность 30а является установочной поверхностью, которая входит в контакт с неподвижным основанием, когда манифольд 30 установлен на неподвижном основании.
Вторая внешняя поверхность 30b расположена с задней стороны первой внешней поверхности 30а и является монтажной поверхностью, на которой может быть смонтировано множество переключающих клапанов 28. Третья внешняя поверхность 30с и четвертая внешняя поверхность 30d являются боковыми поверхностями, разнесенными друг от друга в продольном направлении манифольда 30 (в направлении стрелки В). Пятая внешняя поверхность 30е и шестая внешняя поверхность 30f являются боковыми поверхностями, разнесенными друг от друга поперечном направлении манифольда 30 (в направлении стрелки С).
Как показано на фиг. 3-6, в манифольде 30 сформировано множество отверстий, через которые проходит текучая среда, используемая для привода множества гидро(пневмо)цилиндров 14. В частности, в манифольде 30 сформированы один подающий порт 36, один выводящий порт 38, множество впускных портов 40, множество первых соединительных портов 42, множество вторых соединительных портов 44, множество третьих соединительных портов 46 и множество выпускных портов 48. При этом число впускных порты 40, число первых соединительных портов 42, число вторых соединительных портов 44 и число третьих соединительных портов 46 совпадает с числом переключающих клапанов 28.
Как показано на фиг. 3, подающий порт 36 представляет собой отверстие (канал сообщения), которое сообщается с каждым из впускных портов 40 и через которое подается текучая среда от источника 26 подачи текучей среды (см. фиг. 4). Подающий порт 36 представляет собой сквозное отверстие, которое проходит по прямой линии вдоль направления стрелки В и открывается на третьей внешней поверхности 30 с и четвертой внешней поверхности 30d. На торцевом участке подающего порта 36 со стороны третьей внешней поверхности 30 с установлена заглушка 51. В открытый участок подающего порта 36 со стороны четвертой внешней поверхности 30d вмонтирован соединитель 52 для соединения с подающим трубопроводом 50, соединенным с источником 26 подачи текучей среды (см. фиг. 1). В этом случае подающий трубопровод 50 соединяется через соединитель 52 только с открытым участком подающего порта 36 с одной стороны, что позволяет сократить число комплектующих (участок подающего трубопровода 50 и соединитель 52) по сравнению со случаем соединения подающего трубопровода 50 через соединители 52 с открытыми участками подающего порта 36 с обеих сторон. Однако, в соответствии с техническими характеристиками гидро(пневмо)цилиндров 14 и устройства 12 привода цилиндров для увеличения количества текучей среды, подаваемой в подающий порт 36, подающий трубопровод 50 может соединяться через соединители 52 с открытыми участками подающего порта 36 с обеих сторон.
Выводящий порт 38 представляет собой отверстие (канал сообщения), который сообщается с каждым из выпускных портов 48 и выводит текучую среду из манифольда 30 наружу. Выводящий порт 38 представляет собой сквозное отверстие, которое проходит по прямой линии вдоль направления стрелки В и открывается на третьей внешней поверхности 30 с и четвертой внешней поверхности 30d. На торцевом участке выводящего порта 38 со стороны третьей внешней поверхности 30 с установлена заглушка 54. На торцевом участке выводящего порта 38 со стороны четвертой внешней поверхности 30d установлен один глушитель 56 шума, предназначенный для уменьшения шума вывода текучей среды. Открытый участок выводящего порта 38 со стороны четвертой внешней поверхности 30d служит выводящим отверстием 58 (см. фиг. 1). Подающий порт 36 и выводящий порт 38 расположены параллельно друг другу в направлении стрелки С. Однако в соответствии с техническими характеристиками гидро(пневмо)цилиндров 14 и устройства 12 привода цилиндров заглушка 54 может отсутствовать, а глушители 56 шума могут быть установлены в открытых участках выводящего порта 38 с обеих сторон. В этом случае текучая среда, находящаяся внутри выводящего порта 38 может выводиться из манифольда 30 наружу более плавно.
Как показано на фиг. 4, впускные порты 40 представляют собой отверстия (каналы сообщения) для направления текучей среды в переключающие клапаны 28. Впускные порты 40 проходит по прямой линии вдоль направления стрелки А от подающего порта 36 до второй внешней поверхности 30b.
Первые соединительные порты 42 представляют собой отверстия (каналы сообщения) для обеспечения взаимного сообщения между переключающими клапанами 28 и первыми камерами 18 цилиндра гидро(пневмо)цилиндров 14. Первые соединительные порты 42 открываются на второй внешней поверхности 30b и пятой внешней поверхности 30е. В частности, первые соединительные порты 42 включают в себя первые отверстия 42а и вторые отверстия 42b. Первые отверстия 42а проходят по прямой линии вдоль направления стрелки С от пятой внешней поверхности 30е в сторону шестой внешней поверхности 30f до положения, несколько смещенного в сторону пятой внешней поверхности 30e от центра манифольда 30 в направлении ширины. Первые отверстия 42а расположены со стороны первой внешней поверхности 30а от подающего порта 36 и выводящего порта 38. Вторые отверстия 42b проходит вдоль направления стрелки А от торцевых участков первых отверстий 42а со стороны шестой внешней поверхности 30f до второй внешней поверхности 30b. Вторые отверстия 42b расположены между подающим портом 36 и выводящим портом 38. В открытых на пятой внешней поверхности 30e участках первых соединительных портов 42 в первых отверстиях 42а установлены соединители 62, с которыми могут быть соединены трубопроводы 60, сообщающиеся с первыми камерами 18 цилиндра гидро(пневмо)цилиндров 14 (см. фиг. 1).
Как показано на фиг. 5, вторые соединительные порты 44 представляют собой отверстия (каналы сообщения) для обеспечения взаимного сообщения между переключающими клапанами 28 и вторыми камерами 20 цилиндра гидро(пневмо)цилиндров 14. Вторые соединительные порты 44 включают в себя третьи отверстия 44а и четвертые отверстия 44b. Третьи отверстия 44а проходит по прямой линии вдоль направления стрелки С от пятой внешней поверхности 30e в сторону шестой внешней поверхности 30f до положения, несколько смещенного в сторону шестой внешней поверхности 30f от центра манифольда 30 в направлении ширины.
Четвертые отверстия 44b проходят по прямой линии вдоль направления стрелки А от торцевых участков третьих отверстий 44а со стороны шестой внешней поверхности 30f до второй внешней поверхности 30b. Открытые на пятой внешней поверхности 30e участки вторых соединительных портов 44 расположены со стороны второй внешней поверхности 30b (со стороны переключающих клапанов 28) от открытых на пятой внешней поверхности 30e участков первых соединительных портов 42. В открытых на пятой внешней поверхности 30e участках вторых соединительных портов 44 в третьих отверстиях 44а установлены соединители 66, с которыми могут быть соединены трубопроводы 64, сообщающиеся со вторыми камерами 20 цилиндра гидро(пневмо)цилиндров 14 (см. фиг. 1).
Как показано на фиг. 1, на вторых соединительных трубопроводах 64 установлены резервуары 68 Резервуары 68 предназначены для накапливания текучей среды, подаваемой из первых камер 18 цилиндра в сторону вторых камер 20 цилиндра, и выполнены в воздушных резервуаров. Резервуары 68 позволяют значительно увеличить объем вторых камер 20 цилиндра.
Как показано на фиг. 4, третьи соединительные порты 46 представляют собой отверстия (каналы сообщения) для взаимного соединения переключающих клапанов 28 и первых соединительных портов 42. Третьи соединительные порты 46 включают в себя пятые отверстия 46а и шестые отверстия 46b. Пятые отверстия 46а проходят по прямой линии вдоль направления стрелки С от торцевых участков первых отверстий 42а со стороны шестой внешней поверхности 30f до второй внешней поверхности 30b. Шестые отверстия 46b проходят по прямой линии вдоль направления стрелки А от пятых отверстий 46а до второй внешней поверхности 30b.
В пятых отверстиях 46а третьих соединительных портов 46 установлены обратные клапаны 32, которые обеспечивают прохождение потока текучей среды в направлении из первых отверстий 42а первых соединительных портов 42 в сторону переключающих клапанов 28 и которые блокируют поток текучей среды в направлении из переключающих клапанов 28 в сторону первых соединительных портов 42. В первых отверстиях 42а первых соединительных портов 42 и пятых отверстиях 46а третьих соединительных портов 46 сформированы каналы для потока текучей среды, проходящие по прямой линии вдоль направления стрелки С от открытых на пятой внешней поверхности 30e участков в первых отверстиях 42а до обратных клапанов 32.
Как показано на фиг. 6, выпускные порты 48 представляют собой отверстия (каналы сообщения), направляющие текучую среду из каждого из переключающих клапанов 28. Выпускные порты 48 проходят от второй внешней поверхности 30b до выводящего порта 38. В частности, выпускные порты 48, включают в себя первые выпускные отверстия 48а, вторые выпускные отверстия 48b, третьи выпускные отверстия 48 с и четвертые выпускные отверстия 48d. Первые выпускные отверстия 48а проходят по прямой линии вдоль направления стрелки А от второй внешней поверхности 30b в сторону первой внешней поверхности 30а. Вторые выпускные отверстия 48b проходят по прямой линии вдоль направления стрелки С от первых выпускных отверстий 48а до шестой внешней поверхности 30f. Вторые выпускные отверстия 48b расположены со стороны второй внешней поверхности 30b от пятых отверстий 46а третьих соединительных портов 46.
Третьи выпускные отверстия 48 с проходят по прямой линии вдоль направления стрелки А от второй внешней поверхности 30b в сторону первой внешней поверхности 30а через вторые выпускные отверстия 48b. Со стороны второй внешней поверхности 30b от вторых выпускных отверстий 48b в третьих выпускных отверстиях установлены заглушки 67, выполненные, например, в виде стальных шариков или т.п., обеспечивающие воздухонепроницаемость. Четвертые выпускные отверстия 48d проходят по прямой линии вдоль направления стрелки С от торцевых участков третьих выпускных отверстий 48с со стороны первой внешней поверхности 30а. Четвертые выпускные отверстия 48d открываются на шестой внешней поверхности 30f и на поверхности стенки, образующей выводящий порт 38. Со стороны шестой внешней поверхности 30f от третьих выпускных отверстий 48с в четвертых выпускных отверстиях 48d установлены заглушки 69, выполненные, например, в виде стальных шариков или т.п., обеспечивающие воздухонепроницаемость.
Во вторых выпускных отверстиях 48b выпускных портов 48 установлены дроссельные клапаны 34. Дроссельные клапаны 34 являются регулируемыми дроссельными клапанами, которые установлены на манифольде 30 в положении, более близком к участку монтажа множества переключающих клапанов 28 (со стороны второй внешней поверхности 30b), чем обратные клапаны 32. В частности, дроссельные клапаны 34 выполнены с возможностью изменения площади поперечного сечения каналов для потока выпускных портов 48. Пользователь может изменять площадь поперечного сечения каналов для потока выпускных портов 48 за счет поворота дроссельных клапанов 34 с помощью инструмента, такого как шлицевая отвертка, для перемещения дроссельных клапанов 34 вперед или назад.
Как показано на фиг. 4-6, на второй внешней поверхности 30b манифольда 30, на которой может быть смонтировано множество переключающих клапанов 28, в указанном порядке вдоль направления стрелки С расположены открытые участки впускных портов 40, первых соединительных портов 42, выпускных портов 48, вторых соединительных портов 44 и третьих соединительных портов 46 помещаются,
Как показано на фиг. 1, 4 и 5, множество переключающих клапанов 28 предназначено для поочередной подачи текучей среды в первые камеры 18 цилиндра и вторые камеры 20 цилиндра, которые разделены поршнями 22 соответствующих гидро(пневмо)цилиндров 14. Каждый из переключающих клапанов 28 представляет собой электромагнитный клапан так называемого пилотного типа с пятью портами и включает в себя корпус 70 клапана и механизм 72 пилотного клапана, установленный на корпусе 70 клапана. Корпус 70 клапана включает в себя корпус 76, в котором сформированы порты 74а-74е с первого по пятый, и золотник 80, размещенный с возможностью перемещения внутри клапанной коробки 78 корпуса 76.
В корпусе 76 в указанном порядке вдоль направления стрелки С расположены первый порт 74а, второй порт 74b, пятый порт 74е, третий порт 74с и четвертый порт 74d. Первый порт 74а сообщается с впускным портом 40. Второй порт 74b сообщается со вторым отверстием 42b первого соединительного порта 42. Третий порт 74 с сообщается с четвертым отверстием 44b второго соединительного порта 44. Четвертый порт 74d сообщается с шестым отверстием 46b третьего соединительного порта 46. Пятый порт 74е сообщается с первым выпускным отверстием 48а выпускного порта 48.
Золотник 80 включает в себя первые участки 82a-82d большого диаметра с первого по четвертый. Первый участок 82а большого диаметра в результате приведения в контакт с поверхностью стенки, образующей клапанную коробку 78, может блокировать сообщение между первым портом 74а и вторым портом 74b. Второй участок 82b большого диаметра в результате приведения в контакт с поверхностью стенки, образующей клапанную коробку 78, может блокировать сообщение между вторым портом 74b и пятым портом 74е. Третий участок 82 с большого диаметра в результате приведения в контакт с поверхностью стенки, образующей клапанную коробку 78, может блокировать сообщение между пятым портом 74е и третьим портом 74с. Четвертый участок 82d большого диаметра в результате приведения в контакт с поверхностью стенки, образующей клапанную коробку 78, может блокировать сообщение между третьим портом 74 с и четвертым портом 74d.
То есть в результате перемещения золотника 80 переключающий клапан 28 может переключаться между состоянием обеспечения сообщения и состоянием блокировки между впускным портом 40 и первым соединительным портом 42, между первым соединительным портом 42 и выпускным портом 48, между выпускным портом 48 и вторым соединительным портом 44 и между вторым соединительным портом 44 и третьим соединительным портом 46.
В частности, как показано на фиг. 7-9, при первом положении переключающего клапана 28 впускной порт 40 и первый соединительный порт 42 сообщаются друг с другом, и выпускной порт 48 и второй соединительный порт 44 сообщаются друг с другом. Кроме того, при первом положении сообщение между первым соединительным портом 42 и выпускным портом 48 блокируется, и сообщение между вторым соединительным портом 44 и третьим соединительным портом 46 блокируется.
Как показано на фиг. 1, 4 и 5, при втором положении переключающего клапана 28 первый соединительный порт 42 и выпускной порт 48 сообщаются друг с другом, и второй соединительный порт 44 и третий соединительный порт 46 сообщаются друг с другом. Кроме того, при втором положении сообщение между впускным портом 40 и первым соединительным портом 42 блокируется, и сообщение между выпускным портом 48 и вторым соединительным портом 44 блокируется.
В отсутствие напряжения переключающие клапаны 28 поддерживаются во втором положении за счет смещающей силы пружин 84 (см. фиг. 1), а при подаче напряжения - переключаются из второго положения в первое положение под действием механизмов 72 пилотных клапанов. При этом подача напряжения на переключающие клапаны 28 выполняется по командам на подачу напряжения, вырабатываемым непоказанным PLC (программируемым логическим контроллером), представляющим собой устройство управления более высокого уровня, и подаваемым на переключающие лапаны 28. Отключение подачи напряжения на переключающие клапаны 28 выполняется по командам на отключение подачи напряжения, вырабатываемым PLC и подаваемым на переключающие клапаны 28.
Устройство 12 привода цилиндров в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления в основном имеет описанную выше конструкцию. Ниже приводится описание принципа действия (способ использования) этого устройства. В исходном состоянии, как показано на фиг. 1, поршни 22 гидро(пневмо)цилиндров 14 расположены на конце участка хода с противоположной стороны от поршневых штоков 24, а переключающие клапаны 28 расположены во втором положении.
В устройстве 12 привода цилиндров в случае выполнения процесса приведения в действие, обеспечивающего выдвижение поршневых штоков 24, как показано на фиг. 7, переключающие клапаны 28 переключается из второго положения в первое положение. При этом, как показано на фиг. 3 и 8, текучая среда высокого давления (сжатый воздух), направляемая от источника 26 подачи через подающий трубопровод 50 в подающий порт 36, разветвляется во множество впускных портов 40. Затем, как показано на фиг. 8, текучая среда, разветвленная в каждый из впускных портов 40, поступает через первые порты 74а, вторые порты 74b, первые соединительные порты 42 и первые соединительные трубопроводы 60 в первые камеры 18 цилиндра каждого из гидро(пневмо)цилиндров 14. В результате поршни 22 смещаются в сторону поршневых штоков 24, и поршневые штоки 24 выдвигаются. При этом сообщение между вторыми соединительными портами 44 и третьими соединительными портами 46 блокируется переключающими клапанами 28, и поэтому текучая среда от источника 26 подачи текучей среды эффективно подается в первые камеры 18 цилиндра.
Кроме того, как показано на фиг. 9 и 10, текучая среда, находящаяся внутри вторых камер 20 цилиндра каждого из гидро(пневмо)цилиндров 14, направляется через вторые соединительные трубопроводы 64 (и резервуары 68), вторые соединительные порты 44, третьи порты 74 с и пятые порты 74е в выпускные порты 48 и после прохождения через дроссельные клапаны 34 поступает в выводящий порт 38 (см. фиг. 7, 9 и 10). Затем текучая среда, поступившая из множества выпускных портов 48 в выводящий порт 38, проходит через глушитель 56 шума и выводятся из выводящего отверстия 58 в атмосферу (см. фиг. 3).
Затем в случае выполнения процесса возврата, обеспечивающего втягивание поршневых штоков 26, как показано на фиг. 1, переключающие клапаны 28 переключается из первого положения во второе положение. В результате подача текучей среды от источника 26 подачи текучей среды в первые камеры 18 цилиндра прекращается. Затем, как показано на фиг. 4 и 6, текучая среда, находящаяся внутри первых камер 18 цилиндра, направляется ведется в первые соединительные трубопроводы 60 и первые отверстия 42а первых соединительных портов 42 и разветвляется во вторые отверстия 42b и третьи соединительные порты 46. Текучая среда, прошедшая во вторые отверстия 42b, через вторые порты 74b и пятые порты 74е направляется в выпускные порты 48 и после прохождения через дроссельные клапаны 34 поступает в выводящий порт 38.
Как показано на фиг. 4 и 5, текучая среда, прошедшая в третьи соединительные порты 46, поступает через четвертые порты 74d, третьи порты 74 с, вторые соединительные порты 44 и вторые соединительные трубопроводы 64 внутрь вторых камер 20 цилиндра. При этом за счет изменения степени открытия дросселей (площади поперечного сечения каналов для потока) регулируемых дроссельных клапанов 34 регулируется соотношение между расходом текучей среды, направляемой из первых отверстия 42а в третьи соединительные порты 46, и расходом текучей среды, направляемой из первых отверстий 42а во вторые отверстия 42b. Когда текучая среда поступает внутрь вторых камеры 20 цилиндра, поршни 22 смещаются в противоположную сторону от поршневых штоков 24, и поршневые штоки 24 втягиваются.
В процессе возврата смещение поршней 22 происходит за счет использования текучей среды, выводимой из первых камер 18 цилиндра. Следовательно, нет необходимости подавать текучую среду от источника 26 подачи текучей среды внутрь вторых камер 20 цилиндра, что обеспечивает возможность снижения потребления энергии и расхода воздуха источником 26 подачи текучей среды и, таким образом, может быть достигнута экономия энергии устройства 12 привода цилиндров.
Ниже приводится описание технических эффектов рассматриваемого варианта осуществления.
Манифольдное устройство 10, которое входит в состав устройства 12 привода цилиндров, используется в качестве устройства для привода множества гидро(пневмо)цилиндров 14. Манифольдное устройство 10 содержит блочный манифольд 30, в котором сформировано множество отверстий (подающий порт 36, выводящий порт 38, впускные порты 40, первые соединительные порты 42, вторые соединительные порты 44, третьи соединительные порты 46 и выпускные порты 48), через которые проходит текучая среда, используемая для привода множества гидро(пневмо)цилиндров 14. Манифольд 30 выполнен так, что на нем может быть смонтировано множество переключающих клапанов 28, предназначенных для поочередной подачи текучей среды в первые камеры 18 цилиндра и вторые камеры 20 цилиндра, разделенные поршнем каждого из гидро(пневмо)цилиндров 14. Во множестве отверстий манифольда 30 встроено множество обратных клапанов 32 и множество дроссельных клапанов 34.
Таким образом, в манифольдном устройстве 10 множество обратных клапанов 32 встроено во множество отверстий манифольда 30, и поэтому трубопровод для соединения переключающих клапанов 28 и обратных клапанов 32 друг с другом оказывается ненужным. Кроме того, поскольку множество дроссельных клапанов 34 встроено во множестве отверстий манифольда 30, то трубопровод для соединения переключающих клапанов 28 и дроссельных клапанов друг с другом также оказывается ненужным. Следовательно, можно сократить число комплектующих манифольдного устройства 10 для привода цилиндров и облегчить выполнение операции сборки.
Множество отверстий манифольда 30 включает в себя множество впускных портов 40, предназначенных для впуска текучей среды в соответствующие переключающие клапаны 28, множество выпускных портов 48, через которые текучая среда направляется из соответствующих переключающих клапанов 28, множество первых соединительных портов 42, предназначенных для обеспечения взаимного сообщения между соответствующими переключающими клапанами 28 и первыми камерами 18 цилиндра соответствующих гидро(пневмо)цилиндров 14, множество вторых соединительных портов 44, предназначенных для обеспечения взаимного сообщения между соответствующими переключающими клапанами 28 и вторыми камерами 20 цилиндра соответствующих гидро(пневмо)цилиндров 14, и множество третьих соединительных портов 46, предназначенных для соединения первых соединительных портов 42 и переключающих клапанов 28 друг с другом.
В каждом из третьих соединительных портов 46 установлен обратный клапан 32, который обеспечивает прохождение потока текучей среды в направлении из первого соединительного порта 42 в сторону переключающего клапана 28 и который блокирует поток текучей среды в направлении из переключающего клапана 28 в сторону первого соединительного порта 42. В соответствующих выпускных портах 34 установлены дроссельные клапаны 34.
Каждый из переключающих клапанов 28 выполнен с возможностью переключения между состоянием обеспечения сообщения и состоянием блокировки соответственно между впускным портом 40 и первым соединительным портом 42, между первым соединительным портом 42 и выпускным портом 48, между выпускным портом 48 и вторым соединительным портом 44 и между вторым соединительным портом 44 и третьим соединительным портом 46.
При первом положении переключающих клапанов 28 впускной порт 40 и первый соединительный порт 42 сообщаются друг с другом и выпускной порт 48 и второй соединительный порт 44 сообщаются друг с другом, а сообщение между первым соединительным портом 42 и выпускным портом 48 блокируется и сообщение между вторым соединительным портом 44 и третьим соединительным портом 46 блокируется (см. фиг. 8).
При втором положении переключающих клапанов 28 первый соединительный порт 42 и выпускной порт 48 сообщаются друг с другом и второй соединительный порт 44 и третий соединительный порт 46 сообщаются друг с другом, а сообщение между впускным портом 40 и первым соединительным портом 42 блокируется и сообщение между выпускным портом 48 и вторым соединительным портом 44 блокируется (см. фиг. 4).
В этом случае при втором положении переключающих клапанов 28 текучая среда, находящаяся внутри первой камеры 18 цилиндра гидро(пневмо)цилиндра 14, подается во вторую камеру 20 цилиндра и одновременно выводится через первый соединительный порт 42, третий соединительный порт 46 и второй соединительный порт 44 в выпускной порт 48 (см. фиг. 4-6). Вследствие этого давление текучей среды во второй камере 20 цилиндра повышается, а давление текучей среды в первой камере 18 цилиндра быстро понижается, что позволяет уменьшить расход текучей среды для привода гидро(пневмо)цилиндра 14. Следовательно, может быть достигнута экономия энергии для привода множества гидро(пневмо)цилиндров 14.
В каждом из первых соединительных портов 42 и каждом из третьих соединительных портов 46 сформирован канал для потока текучей среды, проходящий по прямой линии от открытого участка первого соединительного порта 42, в который может быть вмонтирован соединитель 62, с которым может быть соединен трубопровод, сообщающийся с первой камерой 18 цилиндра, до обратного клапана 32.
Такой признак позволяет уменьшить сопротивление трения между текучей средой и поверхностью стенки канала для потока по сравнению со случаем изогнутого канала для потока текучей среды от открытого участка первого соединительного порта 42 до обратного клапана 32. Следовательно, обеспечивается эффективное направление текучей среды, находящейся внутри первой камеры 18 цилиндра, внутрь второй камеры 20 цилиндра.
Соответствующие дроссельные клапаны 34 представляют собой регулируемые дроссельные клапаны, установленные на манифольде 30 в положении, более близком к участку монтажа множества переключающих клапанов 28, чем соответствующие обратные клапаны 32. Поэтому длина каналов для потока от переключающих клапанов 28 до дроссельных клапанов 34 может быть сделана сравнительно короткой. В частности, объем текучей среды от переключающих клапанов 28 до дроссельных клапанов 34 может быть сделан сравнительно небольшим. Поэтому расход (давление) текучей среды, которая направляется из первых соединительных портов 42 в третьи соединительные порты 46, можно легко регулировать за счет изменения степени открытия дросселя регулируемых дроссельных клапанов 34.
В манифольде 30 сформирован один подающий порт 36, который сообщается с каждым из впускных портов 49 и в который подается текучая среда от источника 26 подачи текучей среды. Такой признак позволяет сократить число трубопроводов для соединения источника 26 подачи текучей среды и манифольда 30 друг с другом, даже в случае привода множества гидро(пневмо)цилиндров 14.
В манифольде 30 сформирован один выводящий порт 38, который сообщается с каждым из выпускных портов 48 и который предназначен для вывода текучей среды из манифольда наружу 30. Кроме того, в выводящем порту 38 установлен один глушитель 56 шума, предназначенный для уменьшения шума вывода текучей среды. Такой признак позволяет использовать только один глушитель 56 шума, даже в случае привода множества гидро(пневмо)цилиндров 14.
Манифольдное устройство для привода цилиндров и устройство привода цилиндров в соответствии с настоящим изобретением не ограничиваются вариантами осуществления, описанными выше, и очевидно, что возможно использование самых различных модифицированных или дополнительные конструкций, не выходящих за пределы сущности настоящего изобретения.
Реферат
Настоящее изобретение позволяет сократить число комплектующих и облегчить выполнение операции сборки. Манифольдное устройство (10) для привода цилиндров, которое входит в состав устройства (12) привода цилиндров, содержит блочный манифольд (30), в котором сформировано множество отверстий, через которые проходит текучая среда, используемая для привода множества гидропневмоцилиндров (14). Манифольд (30) выполнен так, что на нем может быть смонтировано множество переключающих клапанов (28), предназначенных для поочередной подачи текучей среды в первую камеру (18) цилиндра и вторую камеру (20) цилиндра, разделенных поршнем (22) каждого из гидропневмоцилиндров (14). Во множестве отверстий манифольда (30) встроено множество обратных клапанов (32) и множество дроссельных клапанов (34). 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 10 ил.
