Гидравлическая система управления потоком для использования со сдвоенным гидроприводом, сервоприводная система управления и способ обеспечения резервированного управления потоком для гидропривода - RU2330997C2
Код документа: RU2330997C2
Чертежи
Описание
Уровень техники
Гидроприводы используются в различных областях техники, и в составе гидравлических регуляторов потока в сервомеханизмах их можно применять для управления машинами и конструкциями. В этой области применения гидроприводы называются сервоприводами. Приводы и сервоприводы могут применяться во многих областях техники, включая механику и авиацию. Сервоприводы можно использовать в воздушных судах с несущим винтом и в воздушных судах с неподвижным крылом, и с их помощью - регулировать значительные усилия, развивающиеся на аэродинамических поверхностях управления полетом во время полета и посадки воздушных судов. Например, сервоприводы можно использовать в воздушных судах с несущим винтом для позиционирования такого оборудования как тарелка автомата перекоса; и в воздушных судах с неподвижным крылом - для позиционирования такого оборудования как передняя опора шасси, основная опора шасси, поверхности управления аэродинамическим тормозом, поверхности управления закрылками и основные поверхности управления полетом.
В некоторых применениях, как в упомянутых, так и в других, может быть желательным использование сдвоенных гидропоршней (см., например, патент РФ 2210681 С2, F15B 9/03, 20.08.2003), т.е. поршней с двумя и более головками. Для сдвоенных поршней резервные регуляторы потока и гидравлические системы можно использовать таким образом, чтобы гидравлическая система, например система управления полетом, смогла функционировать при отказе одной из гидравлических систем. Если имеется две головки поршня, то привод можно считать сдвоенным или двойным-сдвоенным приводом или сервоприводом.
В обычных резервных двойных-сдвоенных сервоприводах необходимо иметь два механических регулятора потока для обеспечения необходимой избыточности управления потоком. Избыточностью может быть способность обеспечения привода возможностью управления потоком в случае отказа гидравлического снабжения или заедания регулирующего клапана, т.е. в ситуации, когда золотник регулирующего клапана заедается или заклинивается во втулке регулирующего клапана. Например, в воздушном судне желательно, чтобы резервный двойной-сдвоенный сервопривод мог сохранять работоспособность при отказе некоторых элементов, что позволит пилоту работать механически с сервоприводом при помощи одной гидравлической системы, если откажет одно гидравлическое снабжение в другой гидравлической системе. Также желательно, чтобы резервный двойной-сдвоенный сервопривод сохранял работоспособность при отказе некоторых элементов, что позволит пилоту механически работать с обоими регуляторами потока после заедания или заклинивания одного из регуляторов потока.
Для обеспечения такой эксплуатационной надежности используются различные резервные сервоприводы, но они часто используют относительно высокие давления системы гидравлического снабжения. Эти значения давления обычно измеряются тысячами фунтов/кв. дюйм. Такое высокое давление может создавать значительные смещающие усилия в камерах не действующего в данное время узла поршня/цилиндра после отказа одной гидравлической системы, что в свою очередь затрудняет перемещение отказавшей системы оператором и, таким образом, может аннулировать выгоды наличия резервированной приводной системы.
Ввиду вышеизложенных причин существует необходимость обеспечения резервированного управления потоком для гидроприводов, которое будет обеспечивать способность сохранения работоспособности при отказе некоторых элементов, с последующим низким давлением и с низкими смещающими усилиями в отказавшей приводной системе.
Сущность изобретения
Изобретение направлено на обеспечение резервированной системы регулятора потока для резервированных гидроприводных систем, включая, помимо прочего, системы двойного гидропривода.
Согласно первому варианту изобретения предложена гидравлическая система управления потоком для использования со сдвоенным гидроприводом, содержащая узел регулятора потока, включающий втулку, перепускной регулирующий золотник, с возможностью скользящего перемещения расположенный внутри втулки, и первичный регулирующий золотник, с возможностью скользящего перемещения расположенный внутри перепускного регулирующего золотника, перепускной-отсечной клапан, гидравлически соединенный с подводящей линией, линией возврата, линией регулирования давления, линией выдвижения привода и линией отведения привода, при этом перепускной-отсечной клапан выполнен с возможностью обеспечения (i) непрерывной подачи рабочей жидкости из подводящей линии в узел регулятора потока для обеспечения управления первичным регулирующим золотником соответствующего гидропривода при нормальной работе и (ii) для отведения давления в системе регулирования в линии выдвижения привода и в линии отведения привода в линию возврата в случае перерыва в подаче или заедания первичного регулирующего золотника в перепускном регулирующем золотнике, и узел ограничительного-стопорного клапана.
Предпочтительно, первичный регулирующий золотник имеет один или более буртиков.
Предпочтительно, перепускной регулирующий золотник включает один или более круговых пазов на наружной радиальной поверхности.
Предпочтительно, один или более пазов включают перепускной паз, имеющий первую и вторую регулирующие кромки.
Предпочтительно, перепускной регулирующий золотник выполнен с возможностью перемещения во втулке из первого положения, в котором первый и второй буртики, соединенные с первой и второй регулирующими кромками, блокируют, каждый из них, отверстие во втулке, в одно или более вторых положений, в которых один из буртиков полностью не блокирует одно из отверстий, позволяя рабочей жидкости в линии регулирования давления перепускного-отсечного клапана входить в линию возврата.
Согласно второму варианту изобретения предложена сервоприводная система управления, содержащая первый регулятор потока, имеющий первый первичный регулирующий золотник, расположенный с возможностью скользящего перемещения в первом перепускном регулирующем золотнике, и первую фиксированную втулку, в которой первый перепускной регулирующий золотник расположен с возможностью его скользящего перемещения, второй регулятор потока, имеющий второй первичный регулирующий золотник, расположенный с возможностью скользящего перемещения во втором перепускном регулирующем золотнике, и вторую фиксированную втулку, в которой второй перепускной регулирующий золотник расположен с возможностью его скользящего перемещения, первый перепускной-отсечной клапан, гидравлически соединенный первым гидравлическим контуром с первым регулятором потока, второй перепускной-отсечной клапан, гидравлически соединенный со вторым регулятором потока, первый ограничительный-стопорный клапан, гидравлически соединенный с первым перепускным-отсечным клапаном, второй ограничительный-стопорный клапан, гидравлически соединенный со вторым перепускным-отсечным клапаном, и сдвоенный гидропривод, гидравлически соединенный с первым регулятором потока и вторым регулятором потока, при этом каждый из первого и второго перепускного-отсечного клапана выполнен с возможностью обеспечения (i) непрерывной подачи рабочей жидкости из соответствующей подводящей линии в соответствующий регулятор потока для обеспечения управления первичным регулирующим золотником соответствующего гидропривода при нормальной работе и (ii) для отведения давления в системе регулирования в линии выдвижения привода и в линии отведения привода соответствующего гидропривода в линию возврата в случае перерыва в подаче или заедания первичного регулирующего золотника в перепускном регулирующем золотнике.
Предпочтительно, первая втулка содержит внешнюю радиальную поверхность, имеющую один или более круговых пазов, сцентрированных с путями потока первого гидравлического контура.
Предпочтительно, первая втулка содержит одно или более отверстий втулки и каналов потока, соединяющих один или более круговых пазов с внутренней радиальной поверхностью первой втулки.
Предпочтительно, первый перепускной регулирующий золотник содержит внешнюю радиальную поверхность, имеющую один или более круговых пазов.
Предпочтительно, первый перепускной регулирующий золотник также содержит перепускной паз, имеющий первую и вторую регулирующие кромки.
Предпочтительно, первый перепускной регулирующий золотник выполнен с возможностью перемещения из первого положения, которое блокирует поток жидкости между путем регулирующей жидкости в первом гидравлическом контуре и путем возврата жидкости в первом гидравлическом контуре, в одно или более вторых положений, которые соединяют путь регулирующей жидкости с путем возврата жидкости.
Предпочтительно, первый и второй буртики, соединенные с первой и второй регулирующими кромками, блокируют отверстия в пазах, соединяющих пути возврата жидкости с перепускным пазом на перепускном регулирующем золотнике.
Предпочтительно, вторая втулка содержит внешнюю радиальную поверхность, имеющую один или более круговых пазов, сцентрированных с путями потока второго гидравлического контура.
Предпочтительно, вторая втулка имеет одно или более отверстий втулки и каналы потока, соединяющие один или более круговых пазов с внутренней радиальной поверхностью второй втулки.
Предпочтительно, второй перепускной регулирующий золотник содержит внешнюю радиальную поверхность, имеющую один или более круговых пазов.
Предпочтительно, второй перепускной регулирующий золотник также содержит перепускной паз, имеющий первую и вторую регулирующие кромки.
Предпочтительно, второй перепускной регулирующий золотник выполнен с возможностью перемещения из первого положения, блокирующего поток жидкости между путем регулирующей жидкости во втором гидравлическом контуре и путем возврата жидкости во втором гидравлическом контуре, в одно или более вторых положений, которые соединяют путь регулирующей жидкости с путем возврата жидкости.
Предпочтительно, первый и второй буртики, соединенные с первой и второй регулирующими кромками, блокируют отверстия в пазах, соединяющих пути возврата жидкости с перепускным пазом на втором перепускном регулирующем золотнике.
Предпочтительно, первый первичный регулирующий золотник является золотником, притертым и отшлифованным потоком по отношению к первому перепускному золотнику.
Предпочтительно, первый перепускной регулирующий золотник является золотником, притертым и отшлифованным потоком по отношению к первой втулке.
Предпочтительно, второй первичный регулирующий золотник является золотником, притертым и отшлифованным потоком по отношению ко второму перепускному золотнику.
Предпочтительно, второй перепускной регулирующий золотник является золотником, притертым и отшлифованным потоком по отношению ко второй втулке.
Предпочтительно, первый первичный регулирующий золотник и первый перепускной регулирующий золотник имеют диаметральный зазор, приблизительно равный 0,00254 мм.
Предпочтительно, первый перепускной регулирующий золотник и первая втулка имеют диаметральный зазор, приблизительно равный 0,00254 мм.
Предпочтительно, второй первичный регулирующий золотник и второй перепускной регулирующий золотник имеют диаметральный зазор, приблизительно равный 0,00254 мм.
Предпочтительно, второй перепускной регулирующий золотник и вторая втулка имеют диаметральный зазор, приблизительно равный 0,00254 мм.
Предпочтительно, первый и второй первичные регулирующие золотники соединены на первом и втором входных концах, соответственно, с общим валом ввода.
Предпочтительно, первая продольная ось первого регулятора потока и вторая продольная ось второго регулятора потока являются коллинеарными.
Предпочтительно, система дополнительно содержит первое средство фиксации втулки для фиксации первого регулятора потока по отношению к патрубку.
Предпочтительно, система дополнительно содержит второе средство фиксации втулки для фиксации второго регулятора потока по отношению к патрубку.
Предпочтительно, система дополнительно содержит первое средство корректировки гидравлического нуля.
Предпочтительно, система дополнительно содержит первый переключатель обнаружения заклинивания, сообщающийся с первым перепускным-отсечным клапаном, при этом первый переключатель обнаружения заклинивания формирует сигнал о неисправности, когда первый перепускной-отсечной клапан находится в перепускном положении.
Предпочтительно, система дополнительно содержит второй переключатель обнаружения заклинивания, сообщающийся со вторым перепускным-отсечным клапаном, при этом второй переключатель обнаружения заклинивания формирует сигнал о неисправности, когда второй перепускной-отсечной клапан находится в перепускном положении.
Согласно третьему варианту предложен способ обеспечения резервированного управления потоком для гидропривода, согласно которому при реагировании на отказ первой гидравлической системы регулирования потока переключают давления камеры цилиндра на обеих сторонах первого поршня гидропривода через внутренние проходы в перепускном-отсечном клапане в линию возврата первой гидравлической системы управления потоком и передают управление потоком второму поршню гидропривода, причем второй поршень соединен с первым поршнем.
Предпочтительно, этап переключения давлений камеры цилиндра осуществляют при реагировании на отказ подводящей гидромагистрали.
Предпочтительно, этап переключения давлений камеры цилиндра осуществляют при реагировании на заедание первичного регулирующего золотника.
Предпочтительно, этап переключения давлений камеры цилиндра включает перемещение перепускного-отсечного клапана из отсечного положения в перепускное положение.
Предпочтительно, этап переключения давлений камеры цилиндра включает смещение перепускного регулирующего золотника из нулевого положения.
Краткое описание чертежей
Эти и другие признаки, особенности и преимущества настоящего изобретения поясняются в приводимом ниже описании, в прилагаемой формуле изобретения и на чертежах. На чертежах:
Фиг.1 - основная система сервоуправления в применении для системы управления полетом вертолета.
Фиг.2 - система на фиг.1, где в одной системе управления потоком произошел перерыв в подаче давления.
Фиг.3 - система на фиг.1, где в одном регуляторе потока произошло заедание.
Фиг.4 - увеличенный вид типичного регулятора потока основной системы сервоуправления.
Фиг.5 - увеличенный вид перепускного-отсечного клапана.
Фиг.6 - увеличенный вид системы управления потоком в случае перерыва в подаче давления в системе.
Фиг.7 - система на фиг.6 в состоянии заедания регулятора потока.
Фиг.8 - местное поперечное сечение типичного двойного-сдвоенного узла поршня вывода.
Фиг.9 - блок-схема способа обеспечения резервированного управления потоком для резервного гидропривода.
Подробное описание
Изобретение поясняется приводимым ниже подробным описанием, со ссылкой на прилагаемые чертежи. Излагаемое ниже подробное описание некоторых вариантов осуществлений приведено только как пример и не подразумевает какое-либо ограничение объема настоящего изобретения.
Со ссылкой на Фиг.1, сервоприводная система управления, или основная система 100 сервоуправления, предназначена для управления двойным-сдвоенным гидроприводом 111 с парой резервированных гидравлических систем 120а, 120b управления потоком. На чертежах ссылочные обозначения, оканчивающиеся буквами «а» и "b", указывают соответствующие элементы соответствующих первой и второй гидравлических систем управления потоком 120а и 120b, за исключением оговариваемых случаев.
Каждая гидравлическая система 120а, 120b управления потоком имеет гидрорегулятор потока 140а, 140b, узел 160а, 160b перепускного-отсечного клапана и узел 170а, 170b ограничительного-стопорного клапана. Каждая система 120а, 120b потока регулирует положение поршня 104а, 104b в цилиндре 105а, 105b двойного-сдвоенного гидропривода 111. Поршни 104а, 104b соединяются как часть узла поршня вывода, имеющего шток 108 вывода.
В некоторых вариантах осуществления гидравлические системы 120а управления 120b потоком, каждая, могут быть установлены в отдельном патрубке 102а, 102b для уменьшения или устранения возможности того, что трещины, возникающие в одной системе, могут распространиться на другую систему. Первый и второй патрубки 102а, 102b жестко соединены друг с другом, и первый, и второй цилиндры 105а, 105b жестко соединены друг с другом. Например, цилиндры 105а, 105b прикреплены при помощи высокопрочных болтов, расположенных через интервал вокруг центральных участков уплотнения цилиндров 105а, 105b. Гидравлические системы 120а, 120b управления потоком могут быть установлены в одном патрубке.
Со ссылкой на Фиг.1, шток 108 вывода соединен в точке 3 соединения с конструкцией 1, например с конструкцией или с каркасом вертолета. Системы 120а, 120b управления потоком осуществляют управление гидроприводом 111 и выдвигают и отводят шток вывода тарелки перекоса автомата или шаровой конец 110 относительно поршней 104а, 104b, тем самым перемещая прикрепленные элементы. Например, тарелка 7 перекоса автомата вертолета может быть соединена с патрубком 102b штоковым и шаровым концом 110 с системой 100, тем самым обеспечивая регулирование положения вывода, скорости и нагрузки тарелки 7 перекоса автомата. Таким образом, можно осуществить гидроприводную систему управления согласно типу подвижного тела.
Каждый гидрорегулятор 140а, 140b потока в системах 120а, 120b управления потоком имеет внешнюю втулку 142а, 142b, перепускной регулирующий золотник 144а, 144b и первичный регулирующий золотник 146а, 146b. Каждый перепускной регулирующий золотник 144а, 144b выполнен с возможностью его установки и перемещения в соответствующей втулке 142а, 142b. Регуляторы 140а, 140b потока соединены соединительным средством или рычажным механизмом, таким как вал ввода (указан пунктиром 101а), соединенным с первичными регулирующими золотниками 146а, 146b. Поэтому первичные регулирующие золотники 146а, 146b могут перемещаться сдвоено при реагировании на одно и то же механическое входящее действие.
Первичные регулирующие золотники 146а, 146b выполнены с возможностью их перемещения в перепускном регулирующем золотнике 144а, 144b по продольной оси. Втулка 142а, 142b, перепускной регулирующий золотник 144а, 144b и первичный регулирующий золотник 146а, 146b имеют концентрическую гнездовую конфигурацию. Первичный регулирующий золотник 146а, 146b притирается к перепускному регулирующему золотнику 144а, 144b. В некоторых вариантах осуществления первичный регулирующий золотник 146а, 146b и перепускной регулирующий золотник 144а, 144b, и соответствующие пазы и отверстия подвергаются шлифовке под воздействием потока или могут быть «отшлифованными потоком». Перепускной регулирующий золотник 144а, 144b аналогично притирается или шлифуется под воздействием потока по отношению к втулке 142а, 142b. Внешняя втулка 142а, 142b каждой системы управления потоком может удерживаться на месте надлежащим гидравлическим корректором нуля/средством фиксирования 112а, 112b регулятора потока, либо одним или более винтовыми узлами. Для регулятора 140а потока показан только один корректор/средство фиксирования 112а, но может быть предусмотрен и второй корректор/средство фиксирования 112а, аналогичный двум корректорам/средствам фиксирования 112b, показанным для регулятора 140b потока.
Средство 150а, 150b центрирования выполнено с возможностью смещения соответствующих перепускных регулирующих золотников 144а, 144b в заданное положение в каждом соответствующем патрубке. В некоторых вариантах осуществления, например согласно Фиг.4, в качестве средства центрирования можно использовать пружинные узлы, включая отдельные внутренние и внешние гнездовые цилиндрические пружины и фиксаторы.
Перепускной-отсечной клапан 160а, 160b гидравлически соединен с регулятором 140а, 140b потока. Перепускной-отсечной регулятор 160а, 160b может быть челночным клапаном и может иметь перепускной золотник 162а, 162b, который смещается смещающим средством 164а, 164b, таким как, например, смещающая пружина. Для каждой системы 120а, 120b управления потоком может функционировать соответствующий перепускной-отсечной клапан 160а, 160b, чтобы (i) обеспечивать непрерывное поступление рабочей жидкости из подводящей линии 130а, 130b в регулятор потока при нормальной работе; (ii) отводить давление в системе регулирования в линиях выдвижения и отведения в линию(и) возврата в случае перерыва в подаче или заедания регулирующего клапана.
В зависимости от условий эксплуатации в данной гидравлической системе управления потоком 120а перепускной золотник 162а, 162b перемещается из первого положения, согласно Фиг.1, во второе положение согласно Фиг.2. Переключателем 165a, 165b в некоторых вариантах осуществления может быть микропереключатель, и он может указывать, когда перепускной золотник 162а, 162b находится в перепускном положении.
Переключатель 165а, 165b предусмотрен для каждого перепускного-отсечного клапана 160а, 160b, чтобы тот показывал положение перепускного золотника 162а. Переключатели 165а, 165b подключаются электрическим выводом(ами) 166, и доступ к ним осуществляется посредством электрического соединителя 168.
Узел 170а, 170b ограничительного-стопорного клапана гидравлически соединен с перепускным-отсечным клапаном 160а, 160b. Узел 170а, 170b ограничительного-стопорного клапана может иметь направленный стопорный клапан 171а, 171b и ограничительное средство 174а, 174b, которым может быть, например, отверстие или проход достаточно малого размера. Направленный стопорный клапан 171а, 171b обеспечивает рабочей жидкости, смещаемой перепускным золотником 162а, 162b, возможность перемещения в соответствующую подводящую линию 130а, 130b. Ограничительное средство обеспечивает возможность использования жидкости под давлением в системе регулирования для перемещения перепускного золотника 162а, 162b в определенных условиях, с одновременным ограничением объемной скорости потока согласно приводимому ниже более подробному описанию.
Со ссылкой на Фиг.2, система 100, показанная на Фиг.1, изображена с гидравлической системой 120а управления потоком в состоянии перерыва в подаче давления. В этом состоянии гидравлическое давление в линии нагнетания на подводящем входе 130а снижено с нормального давления в линии нагнетания подобно тому, когда в подводящей гидравлической линии 130а произошла утечка.
Перепускной золотник 162b для гидравлической системы 120b управления потоком показан в первом, или «отсечном», положении для обычных условий работы гидравлической системы 120b управления потоком, и перепускной золотник 162а гидравлической системы 120а управления потоком показан во втором, или «перепускном», положении. В отсечном положении усилие от рабочей жидкости при давлении нагнетания на одном конце перепускного золотника 162b выше противодействующего усилия смещающего средства 164b, т.е. пружины. Поэтому перепускной золотник 162b удерживается в отсечном положении и блокирует определенные проходы в соответствующих линиях или каналах гидравлического контура согласно более подробному описанию со ссылкой на Фиг.5. Для отсечного положения паз в перепускном золотнике сцентрирован с подводящей линией, позволяя рабочей жидкости с полным давлением нагнетания проходить в регулирующий клапан 140b.
В случае перерыва в подаче давления, например, как указано в гидравлической системе 120а управления потоком согласно Фиг.2, смещающее средство 164а, 164b толкает перепускной золотник 162а, 162b в перепускное положение. В перепускном положении давление из выводящей и отводящей камер цилиндра 105а, 105b переключается в соответствующую линию 176а, 176b возврата, и воздействующее на поршень 104а, 104b давление значительно снижается согласно излагаемым ниже подробностям.
На Фиг.3 показана система 100 согласно Фиг.1 в рабочем состоянии, в котором гидравлическая система 120b управления потоком работает нормально, но в гидравлической системе 120а управления потоком имеется неисправность или произошло заедание. Показано, что первичный регулирующий золотник 146а регулятора 140а потока застрял или заклинился по отношению к перепускному регулирующему золотнику 144а. Перепускной регулирующий золотник 144а смещается относительно механически нейтрального положения механическим рычагом 4 ввода и валом 101а ввода, как показано на Фиг.1 и 2. На нормально работающую систему 140b управления потоком застрявший первичный регулирующий золотник 146а системы 140а управления потоком не влияет.
На Фиг.4 показан увеличенный вид типичного регулятора 400 потока для резервированного управления потоком согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Регулятор 400 потока размещен в патрубке 403b и имеет первичный регулирующий золотник 446 в перепускном регулирующем золотнике 444. Перепускной регулирующий золотник 444 размещен внутри втулки 442. Крепление или конец 401 рычага ввода передает регулирующие усилия в первичный регулирующий золотник 446. Втулка 442 удерживается в патрубке 403b при помощи одного или нескольких корректоров/фиксаторов втулки, например 402, которые выполнены с возможностью задавать и корректировать гидравлический нуль регулятора 400 потока. Корректор/фиксаторы 402 втулки могут проходить через части второго патрубка 403а, который относится к другому регулятору (не показан) потока двойной системы регулирующего клапана (например, системы 100 согласно Фиг.1), и могут иметь конические наконечники 404, входящие в проходы 406 во втулке 442.
Первичный регулирующий золотник 446 может иметь нужное число буртиков 490, например четыре согласно чертежу, и может быть притертым, или отшлифованным потоком по отношению к перепускному регулирующему золотнику 444. Механическим вводом для первичного регулирующего золотника 446 может быть любое известное средство и может представлять собой сферический шаровой рычаг, сопряженный с пазом, например, у вводного конца 401 на первичном регулирующем золотнике 446. Положение первичного регулирующего золотника 446 можно регулировать механическими командами ввода для вводного конца 401, например командами ввода от пилота для вала ввода, например вала 101а ввода, показанного на Фиг.1.
Диаметральный зазор между втулкой 442 и перепускным регулирующим золотником 444 и, соответственно, между перепускным регулирующим золотником 444 и первичным регулирующим золотником 446, может иметь любой требуемый размер. В некоторых вариантах осуществления диаметральные зазоры могут составлять порядка 0,0254 мм. Может быть предусмотрена съемная крышка 430 для доступа в регулятор 400 потока, и она может быть прикреплена к патрубку 403b болтами 434 и шайбами 432 согласно чертежу.
Втулка 442 имеет пазы 443 и каналы 445 потока, и отверстия 493. Пазы 443 обеспечивают круговое прохождение рабочей жидкости вокруг втулки 442. Каналы 445 потока и отверстия 493 обеспечивают возможность радиального прохождения рабочей жидкости через втулку 442. Подводящая линия 478 соединена с пазом 443 и каналом 445 потока во втулке. Выдвигающая 476 и отводящая 472 линии управления соединены с пазами 443 и каналами 445 потока во втулке 442. Согласно Фиг.4, верхняя и нижняя части выдвигающей 476 и отводящей 472 линий проходят в перепускной-отсечной клапан, например, 160b согласно Фиг.1, и в соответствующий цилиндр, например 105 на Фиг.1, соответственно. Альтернативно, выдвигающая и отводящая линии соединены с перепускным-отсечным клапаном и с цилиндром в обратной конфигурации.
Перепускной регулирующий золотник 444 также имеет пазы 447 и каналы 449 потока для осуществления аналогичного потока рабочей жидкости. Перепускной регулирующий золотник 444 также имеет отверстия 492 для регулирования течения жидкости. Некоторые соответствующие пазы и каналы потока перепускного регулирующего золотника и втулки расположены на одной прямой, хотя радиальное положение не является обязательным. Перепускной регулирующий золотник 444, втулка 442 и первичный регулирующий золотник 446 в их нормальном режиме работы работают как четырехпозиционный регулирующий клапан. Каждый паз имеет одно, или более отверстий или каналов потока, которые соединяют внешнюю радиальную поверхность втулки с внутренней радиальной поверхностью втулки. Когда перепускной регулирующий золотник 444 не блокирует отверстия 492, тогда рабочая жидкость проходит из наружных по отношению к втулке 442 гидравлических линий внутрь втулки, где размещены перепускной регулирующий золотник 444 и первичный регулирующий золотник 446. Нужно отметить, что хотя во втулке 442 показаны семь пазов, но может быть выполнено и другое их число.
Перепускной регулирующий золотник 444 притирается или отшлифовывается потоком по отношению к втулке 442. Перепускной регулирующий золотник 444 имеет регулирующий паз 480 с двумя шлифуемыми потоком возвратными регулирующими кромками 482, 484, которые при нормальной работе перекрывают дозирующие прорези или каналы 445 потока на втулке 442. Линия 474 управления с рабочей жидкостью под давлением системы, например, из показанного на чертеже Фиг.1 ограничительного средства 174b может быть гидравлически соединена с пазом 480 между двумя отверстиями 493, которые соответствуют дозирующим отверстиям или регулирующим кромкам 483, 484. В нулевом положении для нормальной работы перекрытие регулирующих кромок 482, 484 минимизирует любую утечку или снижение давления между линией 474 управления и линией(ями) возврата 470, 471. При перемещении регулирующих кромок 482, 484 по отношению к втулке 442 и отверстиям 493 давление в линии 474 управления переключается в линии возврата, соединенные в точках 470 и 471.
Перепускной регулирующий золотник 444 функционирует для обеспечения (i) источника потока в первичный регулирующий золотник 446 для нормальной работы регулятора потока и (ii) управления перепускным потоком перепускного-отсечного клапана после заклинивания или заедания между перепускным регулирующим золотником 444 и первичным регулирующим золотником 446, как показано для гидравлической системы 120а управления потоком на Фиг.3. Втулка 442 обеспечивает переключение в и из узла 400 регулятора потока для гидравлической подводящей линии, линии возврата, линий управления камерой цилиндра, т.е. выдвигающей и отводящей линии, и для давления регулирования перепускного-отсечного клапана. В случае заедания между перепускным регулирующим золотником 444 и первичным регулирующим золотником 446 перепускной регулирующий золотник 444 будет скользить относительно втулки 442; и перепускной паз 480 и дозирующие поверхности 482, 484 переключат давление регулирующей камеры 511, показанной на чертеже Фиг.5, на давление линии возврата в точках 470 и 471.
Центрирующее средство 450 смещает положение перепускного регулирующего золотника 444 в заданное положение относительно втулки 442. В некоторых вариантах осуществления центрирующее средство 450 имеет центрирующий пружинный узел, имеющий изолирующую крышку 453 с парой размещенных в гнезда внутренней и внешней пружин 452 и 454; пару держателей 456 пружины и стопорный штифт 457. Наружная пружина 454 может быть предварительно нагружена между поверхностью узла патрубка/цилиндра, на одной стороне, и поверхностью втулки у держателя пружины - на другой. Внутренняя пружина 452 может быть предварительно нагружена на той же поверхности держателя/втулки, и держатель может быть прикреплен к перепускному регулирующему золотнику 444.
В случае заклинивания или заедания первичного регулирующего золотника 446 относительно перепускного регулирующего золотника 444 они оба перемещаются совместно, реагируя на механический ввод, и при этом сжимая либо внутреннюю пружину 452 или наружную пружину 454 центрирующего средства 450. Первичный регулирующий золотник 446 имеет полый канал 448, позволяющий концевой камере 458 уравновешиваться по давлению, например противодавлению, резервного регулятора потока (не показан). Канал 448 таким образом может обеспечивать уравнивание противодавления резервированной системы регулятора потока, включающей регулятор 400 потока.
Один или более корректоров/фиксаторов 402 используется для корректировки нуля первичного регулирующего золотника 446 регулятора 400 потока путем регулирования соответствующего узла втулки/перепускного регулирующего золотника в каждом направлении до достижения гидравлического нуля. Для этой регулировки рычаг ввода выдерживается на механическом нуле при помощи жесткого штифтового инструмента, сопрягаемого со штифтом хода регулятора на рычаге ввода. После обеспечения гидравлического нуля оба корректора для втулки одновременно затягиваются до регулированного или заданного уровня крутящего момента, и контрятся проволокой к узлу патрубка и/или цилиндра, чтобы надежно закрепить втулку в нужном положении по отношению к узлу патрубка/цилиндра. Регулируемый крутящий момент предотвращает нарушение притирочной подгонки втулки и, возможно, предотвращает уменьшение притирочного зазора золотника-втулки. Другая система управления потоком, 140а согласно Фиг.1, может быть отрегулирована по гидравлическому нулю при помощи корректоров/фиксаторов нуля, которые находятся в другой системе управления потоком (не показана). Для выполнения функций регулировки нуля и фиксирования используются другие корректоры/фиксаторы.
При наличии взаимно противоположных продольных усилий от соответствующих средств центрирования, имеющих оставшийся регулятор (не показан) потока резервированной системы управления потоком, перепускной регулирующий золотник 444 центрируется и удерживается у втулки 442 в заданном положении в двунаправленном предварительно нагруженном состоянии. Центрирующий пружинный узел предварительно нагружается в равной степени в каждом направлении и выполняется с возможностью наличия нулевого зазора между перепускным регулирующим золотником и втулкой в направлении смещения (на геометрической оси золотника).
В некоторых вариантах осуществления, например в тех, где межсистемная утечка между разными гидравлическими системами нежелательна, предусмотрены динамические уплотнения 460, 4601, 4602, показанные на чертежах. Уплотнения 460 уменьшают утечку между втулкой 442 и патрубком 403b. Уплотнения 4601, 4602 предотвращают утечку между втулкой 442 и перепускным регулирующим золотником 444, и также между перепускным регулирующим золотником 444 и первичным регулирующим золотником 446. Эти уплотнения выполнены с возможностью предотвращения или сведения к минимуму утечки гидравлической системы в торцевую камеру 458. Эти уплотнения могут быть предусмотрены как вариант, и если они имеются, то они не требуются на соответствующем регуляторе потока.
Со ссылкой на Фиг.5 представлен увеличенный вид перепускного-отсечного клапана 500. Перепускной-отсечной клапан 500 может содержать перепускной золотник 501, который смещается в заданное положение смещающим средством 505. Пример смещающего средства 505 включает пружинный узел, например одна, или более пружин с гнездом 579 и стопором 504.
Перепускной-отсечной регулятор 500 размещен в патрубке 529 и предназначен отклонять или переключать перепускные линии камеры цилиндра, выдвигающую линию 509е и отводящую линию 509r для соответствующего поршня и цилиндра (не показаны) в линию 576 возврата. Перепускной золотник 501 выполнен с возможностью перемещения из первого, или «отсечного», положения, в котором блокируются перепускные линии 509у и 509r камеры цилиндра, и подводящая линия 530 открывается в соответствующий регулятор потока 400 на Фиг.4, тем самым обеспечивая нормальное управление потоком регулятора потока, во второе, или «перепускное», положение, которое соединяет линии 509е и 509r камеры цилиндра с линией 576 возврата.
Перепускной золотник 501 может изменять свое положение из отсечного положения в перепускное положение, если (i) давление системы в линии 578 управления от показываемого на Фиг.2 узла 170а ограничительного-стопорного регулятора прерывается или снижается ниже порогового значения; или (ii) перепускной регулирующий золотник 444 на Фиг.4 перемещается относительно втулки 442 на Фиг.4 в результате возникшего заедания. В обоих случаях (i), (ii) давление в регулирующей камере 511, соединенной с линией 578 управления на одной стороне перепускного золотника 501, снижается ниже заданного порогового значения, и перепускной золотник 501 изменяет свое положение с отсечного положения (не показано) в перепускное положение, в левый конец регулирующей камеры 511 на Фиг.5.
Перепускной золотник 501 имеет один или более буртиков 502 и круговых пазов 503. Перепускной золотник 501 также имеет канал или внутренний путь(и) потока, имеющий центральный проход 512 и каналы 506 потока. Каналы 506 потока соединяют центральный проход 512 с каналами или пазами 503 между некоторыми буртиками 502. Каналы 506 потока и центральный проход 512 можно просверлить или сформировать другими способами, включая электроэрозионную обработку.
В некоторых вариантах осуществления предусмотрен микропереключатель 520 для определения положения перепускного золотника 501, чтобы можно было указать наблюдателю или оператору факт перерыва в подаче давления в системе или заклинивания регулятора потока. Съемная крышка 524 микропереключателя обеспечивает доступ к микропереключателю 520. Динамические уплотнения 5261 и 5262 предусмотрены для улучшения гидравлической герметизации. Для снижения давления между динамическими уплотнениями 5261 и 5262 предусмотрено выпускное отверстие 510. Микропереключатель 520 закреплен винтом(ами) 522. Для фиксации перемещения перепускного золотника 501 и для доступа к пружинному стопору 504 и для его позиционирования предусмотрен фиксатор 508.
На Фиг.6 показана часть основной системы 600 привода сервоуправления, включающей две системы управления потоком, из которых показана одна система 620а управления потоком. Система 620а управления потоком содержит регулятор 640а потока и также перепускной-отсечной клапан 660а. Также показаны соответствующий цилиндр 614а, поршень 615а, шток 610 вывода с динамическими уплотнениями 611, 619 и основной вал 621 соответствующего сдвоенного привода с двойным поршнем. Шток 610 вывода соединен с такой конструкцией 631 как элемент управления полетом или каркас воздушного судна стержневым и шаровым концом 607 и кронштейном 633. На чертежах это не показано, но нужно отметить, что вторая система управления потоком может быть использована совместно с поясняемыми признаками, чтобы воздействовать на второй поршень сдвоенного привода с двойным поршнем и чтобы обеспечивать резервированное управление потоком.
Регулятор 640а потока содержит первичный регулирующий золотник 646а в перепускном регулирующем золотнике 644а. Перепускной регулирующий золотник 644а размещен внутри втулки 642а.
Втулка 642а имеет пазы 643а, каналы 645а потока и отверстия 698а. Перепускной регулирующий золотник 644а имеет пазы 647а, отверстия 649а и каналы 697а потока согласно вышеизложенному, и поэтому регулятор 640а потока действует как четырехпозиционный регулятор потока при нормальной работе. Перепускной регулирующий золотник 644а также содержит перепускной паз 680а с дозирующими поверхностями или регулирующими кромками 682а и 684а. Один или более пазов 643а во втулке 642а соединен перепускными линиями 696а возврата с контуром или линией 690а возврата. Линии 692а, 694а управления, которые обеспечивают выдвижение и отведение поршня 615а, соединяют поршень 615а с регулятором 640а потока и втулкой, согласно чертежам. Линии 692а и 694а управления воздействуют на разные стороны, т.е. на поверхности выдвижения и отведения, или стороны 618а и 617а поршня 615а. Динамическое уплотнение 616а предусмотрено для уменьшения или устранения утечки и отдельных давлений 612а и 613а камеры цилиндра.
Рычаг или конец 601а ввода с креплением 603а ввода передает регулирующие усилия первичному регулирующему золотнику 646а. Крепление или конец 601а рычага ввода и рычаг 603а ввода соединены с соответствующим узлом ввода соответствующей системы управления потоком, чтобы оба первичных регулирующих клапана перемещались сдвоено. Регулятор 640а потока размещен в патрубке 606а, который соединяется со вторым патрубком 606b, содержащим вторую систему управления потоком (не показана). Два патрубка 606а, 606b соединены в точках соединения винтами, с примыканием друг к другу, как указано разделительной линией 632. Втулка 642а удерживается в патрубке 606а одним или более корректорами/фиксаторами 602а.
Центрирующее средство 650а с пружинным узлом, имеющим внутреннюю 652 и внешнюю пружины 654а, фиксаторы 656а и штифт 658а, позиционируют и предварительно нагружают перепускной регулирующий золотник 644а по отношению к втулке 642а. Крышка 659а обеспечивает доступ к центрирующему средству и/или регулирующему клапану 640а.
Рабочие условия согласно Фиг.6 соответствуют перерыву в подаче давления системы или прекращению поступления рабочей жидкости в подводящей линии 630а для первой гидравлической системы 620а управления потоком. При падении давления в подводящей линии 630а ниже заданного порогового значения, например в случае утечки рабочей жидкости, давление в линии 686а управления также снижается, и смещающее усилие от пружины 669а изменяет положение челночного клапана или перепускного золотника 662а из отсечного положения в перепускное положение в узле 660а перепускного-отсечного клапана. Объем рабочей жидкости из камеры регулирования давления перепускного-отсечного клапана, соединенной с верхней частью 678а и нижней частью 686а линии управления, смещается через однопозиционный стопорный клапан 671а для изменения положения перепускного золотника 662а. Стопорный клапан 671а с показанным стрелкой блокированным направлением потока является частью узла 670а ограничительного-стопорного клапана, который также содержит такое ограничительное средство 674а как отверстие. Для удаления загрязнителей рабочей жидкости в подводящей линии 630а размещен фильтр 673а.
Когда, как показано на чертеже, перепускной золотник 662а находится в перепускном положении, то давление камеры цилиндра на сторонах 612а и 613а выдвижения и отведения переключается через перепускные линии 685а и 688а, через канал 663а потока в перепускном золотнике, в линию или контур 676а возврата. В перепускном положении перепускной золотник 662а блокирует верхнюю часть подводящей линии 630а из нижней части 687а подводящей линии, которая снабжает регулятор 640а потока.
Перепускное положение перепускного золотника 662а можно определять переключателем 665а, который подключен линиями или проводами 666 к нужному местоположению, например соответствующим переключателем для второй системы управления потоком и/или соединением ввода/вывода, например электрическим соединителем 168, показываемым на Фиг.1.
В варианте осуществления согласно Фиг.6 давления камеры цилиндра на той или иной стороне 612а, 613а поршня 615а в цилиндре 614а будут равными или по существу равными в линии 676а возврата. Поскольку давления линии возврата обычно намного ниже давлений подводящей или системной линии, то нормально работающая гидравлическая система управления потоком (не показана), которая воздействует на второй поршень, соединенный с валом 621 двойного-сдвоенного поршня, может действовать без необходимости преодоления значительных усилий на поршне 615а, в ином случае присутствующих.
В некоторых вариантах осуществления давление линии возврата одной системы управления потоком, не показанной соответствующей системы, можно переключить в торцевую камеру 651а регулятора 640а потока, чтобы давление линии возврата уравновешивалось на обоих узлах регулятора потока основной системы 600 привода сервоуправления. Например, давление линии возврата в пункте 653 из линии 696b возврата соответствующего узла регулятора потока можно переключить через проходы 648а в первичном регулирующем золотнике 646а в торцевую камеру 651а.
На Фиг.7 показана часть основной системы 600 привода сервоуправления в состоянии заклинивания или заедания регулятора 640а потока. Первичный регулирующий золотник 646а показан в состоянии заедания и заклинивания по отношению к соответствующему перепускному регулирующему золотнику 644а, причем перепускной регулирующий золотник 644а смещен из нейтрального положения по отношению к втулке 642а. Нейтральное положение для перепускного регулирующего золотника 644а можно отрегулировать в нужном положении, например в положении, показываемом на Фиг.1 и 2.
Ссылаясь на Фиг.7, когда перепускной регулирующий золотник 644а смещен из нейтрального положения, то одна из дозирующих поверхностей 682а или 684а проходит мимо края или части соответствующего отверстия 698а во втулке 642а, тем самым обеспечивая отклонение или переключение в линию 676а возврата через линию 690а рабочей жидкости под давлением регулирования в линии 686а управления из стороны регулирования перепускного-отсечного клапана. После отклонения рабочей жидкости в линии 696а управления в линию возврата давление на стороне регулирования перепускного золотника 662 падает, и перепускной золотник 662а меняет свое положение под действием смещающего средства 669а из отсечного положения в перепускное положение (как показано). Находясь в перепускном положении, перепускной золотник 662а блокирует поток рабочей жидкости из подводящей линии 630а в регулятор 640а потока через линию 687а.
В этом варианте осуществления рабочая жидкость в линии 686а управления может проходить (показано стрелкой) через перепускной паз 680 в канал 645а потока и в соответствующий паз 643а втулки. Находясь во втулке 643а, которая имеет форму круга, жидкость входит в систему линии возврата 696а и 690а и паз 643а. Верхняя часть линии 690а соединяет втулку 642а с перепускным-отсечным клапаном 660а и линией 690а возврата, как показано на чертежах. Для показанного положения ограничитель или отверстие 674а узла 670а ограничительного-стопорного клапана предотвращает повышение давления в пункте 696а значительным объемом рабочей жидкости с давлением 630а в подводящей линии благодаря своему соединению с линией 676а возврата. За счет этого можно предотвратить изменение положения перепускного золотника 662а в отсечное положение.
Для варианта осуществления согласно Фиг.7 давление камеры цилиндра на обеих сторонах 612а и 613а выдвижения и отведения поршня 615а снижается до уровня давления линии возврата. Нормально работающая система потока (не показана) продолжает регулирование другого поршня сдвоенного поршневого привода, соединенного с валом 621, без необходимости противодействовать усилиям высокого давления, воздействующим на поршень 615а. Давление линии возврата одной системы управления потоком (не показана) можно переключить через проход 648а в торцевую камеру 651а, чтобы обеспечивать уравновешивание линии возврата в обоих узлах регулятора потока.
На Фиг.8 показано частичное поперечное сечение поясняемого двойного-сдвоенного узла или привода 800 поршня вывода. Вал 800 вывода с длиной 819 хода соединен с основным поршнем, имеющим первую голову 804а поршня и вторую головку 804b поршня. Первая головка 804а поршня перемещается посредством скольжения в первом узле 805а цилиндра, который выполнен заодно с патрубком системы, содержащим гидравлическую систему управления потоком для головки 804а поршня, или может быть прикреплен к ней. Аналогично, вторая головка 805b поршня перемещается посредством скольжения в соответствующем втором узле 805b цилиндра. Второй узел 805b цилиндра выполнен заодно с другим патрубком системы или соединен с ним. На чертеже не показаны линии управления или гидравлические проходы, но подразумевается, что они будут выполнены в соответствующих местоположениях.
Первый и второй узлы 805а, 805b цилиндра соединены подходящими соединениями, например они могут быть жестко соединены или скреплены вместе винтами и пр. Первое и второе центральные уплотнения 816а, 816b отделяют друг от друга две внутренние камеры соединенных узлов 805а, 805b цилиндра, чтобы обеспечивать и стопорную поверхность поршня, и гидравлическое уплотнение. Каждое центральное уплотнение 816b содержит одно динамическое уплотнение 803 штока поршня и одно статическое уплотнение 807. Каждое центральное уплотнение 816b установлено и зафиксировано между обоими цилиндрами системы. В некоторых вариантах осуществления центральные уплотнения 816а, 816b могут быть выполнены из самосмазывающегося алюминиевого-бронзового материала, который снижает контактный износ уплотнения штока поршня - центрального уплотнения. Оба цилиндра 805а, 805b позиционируются для прикрепления при помощи близкого к допуску диаметра направляющего пояска, расположенного концентрически с центральным уплотнением и у внешнего диаметра узла регулятора потока. Динамические уплотнения 802 штока поршня и динамические уплотнения 801 головки поршня могут быть предусмотрены для улучшения гидравлического уплотнения.
Со ссылкой на Фиг.8, участки на сторонах выдвижения 818а, 818b и отведения 817а, 817b поршней, на которые воздействуют камеры 813а, 813b регулирования выдвижения 812а, 812b и отведения, соответственно, могут быть другими и сконструированными в соответствии с необходимостью. Например, участки выдвижения и отведения поршня могут быть выполнены в соответствии с техническими требованиями по опрокидывающей нагрузке и оболочке. В некоторых вариантах осуществления первый участок поршня выполнен несколько неравномерным и/или полностью неравномерным. Например, первый поршень имеет участок выдвижения величиной в 1002,8 кв. мм и участок отведения величиной в 685,9 кв. мм, при этом соответствующий второй поршень имеет участок выдвижения величиной 1034,7 кв. мм и участок отведения величиной 909,9 кв. мм. В некоторых вариантах осуществления участки поршня могут быть равными или по существу равными, чтобы уменьшить усилия смещения, которые перемещают соответствующий поршень внутри соответствующей камеры цилиндра.
На Фиг.9 показана блок-схема для способа 900 обеспечения резервированного управления потоком для резервного гидропривода или сервоприводной системы. Давления камеры цилиндра на обеих сторонах гидропривода резервного привода переключаются 902 в соответствующую линию возврата при реагировании на отказ соответствующей гидравлической системы управления потоком. Линия давления в системе регулирования переключается 904 в соответствующую линию возврата при реагировании на заклинивание регулирующего золотника или заедание регулирующего клапана. Давления камеры на обеих сторонах привода переключается 906 в соответствующую линию возврата при реагировании на отказ в соответствующей подводящей линии. Управление потоком в отношении поршня резервного привода обеспечивается 908 при помощи нормальной работающей гидравлической системы управления потоком. Переключение камер цилиндра привода в отказавшей гидравлической системе управления потоком может снизить или устранить нагрузку из этой системы на данном резервном приводе. Подразумевается, что этапы 904 и 906 могут иметь место отдельно или вместе в любом порядке.
Работа основной системы сервоуправления далее описана со ссылкой на чертежи. В нормальных рабочих условиях, например согласно Фиг.1, каждая система управления потоком снабжена рабочей жидкостью из подводящей линии под давлением системы. Давление рабочей жидкости на регулирующем конце перепускного-отсечного регулятора противодействует усилию, воздействующему на перепускной золотник смещающим средством, и перепускной золотник поэтому установлен таким образом, чтобы проход или паз в перепускном золотнике всегда обеспечивал течение из подводящей линии в регулятор потока, который может действовать как четырехпозиционный регулятор потока, например четырехпозиционный регулятор потока с закрытым центром.
При нормальной работе каждый регулятор потока может работать задвоено с другим таким образом, чтобы выдвигать и отводить соответствующие поршни сервопривода. Каждый двойной регулятор потока регулирует гидравлическое давление и течение в и из линейных полостей выдвижения и отведения цилиндра, чтобы сервопривод мог перемещать нагрузку, например тарелку автомата перекоса несущего винта, с регулируемой скоростью при реагировании на команду механического ввода пилотом.
Если в одной системе управления потоком возникнет перерыв в подаче гидравлического давления, как показано на Фиг.2 и 6, то давление в системе регулирования на регулирующем конце перепускного-отсечного клапана упадет, и усилие, создаваемое смещающим средством, переместит перепускной золотник в перепускное положение. В перепускном положении проходы в перепускном золотнике соединяют линии камеры регулирования привода, т.е. линии выдвижения и отведения, в линию возврата, сбрасывая давление в камерах привода для этой системы управления потоком. Оставшуюся систему(ы) и привод(ы) управления потоком можно регулировать нормально, без необходимости того, чтобы противодействовать усилиям давления системы, создаваемым приводом системы, в которой произошел отказ. Незначительные смещающие усилия могут присутствовать в отказавшем приводе, если участки разных сторон поршня не будут равными; но эти смещающие усилия являются незначительными, т.к. давление в линии возврата ниже по сравнению с давлением в линии нагнетания или с давлением системы.
В случае заедания или заклинивания одного из первичных регулирующих золотников регуляторов потока в его соответствующем перепускном регулирующем золотнике, согласно Фиг.3 и 7, соответствующие перепускной регулирующий золотник и первичный регулирующий золотник будут перемещаться как единое целое внутри втулки этого регулятора потока, если будет создано достаточное усилие для преодоления усилия, создаваемого средством центрирования. При перемещении перепускного золотника относительно втулки дозирующие поверхности или регулирующие кромки на перепускном регулирующем золотнике будут перемещаться относительно отверстий во втулке. Отверстия во втулке соединены непосредственно с линией возврата и линией управления перепускным-отсечным клапаном, пазом и соответствующим каналом потока через втулку с перепускным пазом. При перемещении перепускного регулирующего золотника из нейтрального положения в том или ином направлении относительно втулки давление в линии управления и регулирующая сторона перепускного клапана соединяется с линией возврата или переключается на нее. При снижении давления регулирующей стороны в перепускном клапане перепускной золотник перемещается в перепускное положение, и линии выдвижения и отведения привода переключаются через перепускной золотник в линию возврата. Давление в камерах цилиндра затем снижается до давления линии возврата посредством небольшого действующего на поршень усилия.
В случае заклинивания первичного золотника по отношению к перепускному регулирующему золотнику смещение перепускного регулирующего золотника (i) переключает жидкость регулирующей камеры перепускного-отсечного регулятора в возврат, в результате чего перепускной-отсечной клапан может изменить свое положение на перепускное положение и соединить взаимно камеры цилиндра с линией возврата; и (ii) обеспечивает возможность обычного регулирования механическим вводом для узла регулятора потока, в котором нет заклинивания.
Если в одной системе управления потоком нарушено гидравлическое снабжение, как показано на чертеже Фиг.2, или произошло заедание первичного регулирующего золотник в одном регуляторе потока, как показано на чертеже Фиг.3, то камеры цилиндра можно уравновесить по давлению по отношению к линии возврата и взаимно их соединить средствами, чтобы пилот смог продолжать работать с сервоприводом при помощи механических средств, используя систему, в которой неисправность не произошла.
Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает резервированное управление потоком для гидроприводов и сервоприводов и обеспечивает способность сохранения работоспособности после либо единичного отказа гидравлического снабжения или единичного заедания регулятора потока, либо одновременного отказа гидравлического снабжения и заедания регулятора потока в одной системе. При применении этого изобретения в системе, в которой отказ не произошел, ухудшение рабочих показателей будет минимальным.
Соответственно, варианты настоящего осуществления изобретения можно использовать в аэрокосмических системах, включая системы управления полетом, например в системах управления полетом воздушного судна с неподвижным крылом или вертолета, для управления и позиционирования оборудования, включая такое оборудование как передняя опора шасси, основная опора шасси, поверхности управления аэродинамическим тормозом, поверхности управления закрылками и основные поверхности управления полетом.
В некоторых вариантах осуществления материалом для основной головки и днища поршня может быть коррозионно-стойкая сталь 15-5РН. Этот тип стали можно подвергать термообработке в условиях Н1025, которые соответствуют пределу текучести 1069-1206 Н/кв.м. Диаметры штока поршня могут иметь хромовое покрытие или соответствующее альтернативное покрытие, чтобы увеличить срок службы динамического уплотнения/скребка. В некоторых вариантах осуществления головки поршня могут быть без покрытия из коррозионно-стойкой стали 15-5РН. Контргайка, используемая в узле поршня, может быть выполнена из того же материала, что и поршень(ни). Можно использовать шайбу контргайки из коррозионно-стойкой стали 300.
В некоторых вариантах осуществления цилиндры привода могут быть выполнены из алюминиевого сплава 7075-Т73, полностью с твердым анодированным покрытием, включая отверстие цилиндра, на приблизительную глубину 0, 0381-0,0508 мм для износостойкости и защиты от коррозии. Отверстие цилиндра поршня с твердым анодированным покрытием может гарантировать сведение к минимуму износа динамического уплотнения головки поршня. Имеющее твердое анодированное покрытие отверстие штока поршня может гарантировать уменьшение износа отверстия, вызванного работой штока поршня в автоматическом режиме.
В некоторых вариантах осуществления целесообразным динамическим уплотнением для использования с узлом поршня может быть уплотнение STEPSEAL марки Busak-Shamban и уплотнительное кольцо. В качестве многоэлементных уплотнений и уплотнительных колец можно использовать другие материалы. Может также присутствовать скребок щитка поршня. В некоторых вариантах осуществления можно использовать скребок штока EXCLUDER марки Busak-Shamban.
Причем в некоторых вариантах осуществления динамические уплотнения можно использовать на первичном регулирующем золотнике и перепускном золотнике, чтобы предотвращать утечку между двойными гидравлическими системами. В некоторых вариантах осуществления узлом ограничительного-стопорного клапана может быть картридж для облегчения упаковки и установки, и узел может быть скомбинирован с функциями фиксированного отверстия и стопорного клапана. Ту часть, которая является стопорным клапаном, можно выполнить как конструкцию «шар/гнездо», и небольшое по размеру фиксированное отверстие можно фильтровать в каждом направлении потока, чтобы исключить блокировку, вызванную загрязнением. Узел ограничительного-стопорного регулятора можно выполнить из коррозионно-стойкой стали 300. В некоторых вариантах осуществления можно использовать узел ограничительного-стопорного клапана производства компании Lee, марки P/N FCFA, или его эквивалент. Впускное отверстие, прикрепленное к узлу патрубка/цилиндра, со стандартной спускной пробкой из алюминиевого сплава AN814 можно использовать вместе с фильтром.
В некоторых вариантах осуществления внутреннюю и внешнюю пружины центрирующего средства можно выполнить из коррозионно-стойкой стали 17-7РН, прошедшей термообработку в соответствии с условиями Н900. В некоторых вариантах осуществления фиксаторы, используемые с пружинами, могут быть выполнены из коррозионно-стойкой стали 300, и стопорный штифт можно выполнить из коррозионно-стойкой стали 400.
В некоторых вариантах осуществления можно использовать защищенный от влияния окружающей среды основной переключатель производства компании Honeywell Division Micro Switch, например деталь №1ХЕ3; однополюсный однопозиционный, обычно разомкнутый, микропереключатель. В некоторых вариантах осуществления можно использовать такой электрический соединитель как настенная розетка M83723/83W1005W, соответствующая соединителям MIL-C-83723 Series III. В некоторых вариантах осуществления первичный регулирующий золотник, перепускной регулирующий золотник и втулку можно выполнить из коррозионно-стойкой стали 440С и подвергнуть термообработке до твердости выше или равной 58 по шкале С Роквэлла. В некоторых вариантах осуществления корректор/фиксатор(ы) втулки для регуляторов потока можно выполнить из коррозионно-стойкой стали 15-5РН и подвергнуть термообработке, соответствующей условиям Н1025.
Несмотря на то, что изобретение изложено со значительной степенью подробности со ссылкой на его определенный предпочтительный вариант, при этом возможны и другие варианты. Например, описание указывает системы управления сервоприводами типа движущегося тела, но варианты осуществления настоящего изобретения можно использовать и в системах управления сервоприводом типа фиксированного тела. Несмотря на то, что излагаемое выше описание указывает на использование вариантов осуществлений в вертолетной системе тарелки перекоса автомата, но специалистам в данной области техники будет ясно, что объем изобретения включает любое использование или применение, где требуются резервные приводы со способностью сохранения работоспособности в случае отказа некоторых элементов. Несмотря на то, что излагаемое выше описание раскрывает двухпоршневые приводы и/или сервоприводы, которыми управляют механические вводы, осуществляемые пилотом, объем настоящего изобретения включает и использование с приводами, имеющими несколько поршней. Необходимо отметить, что упоминание сервоприводов может включать в себя полностью электрическую работу в конфигурации дистанционного управления рулями с функцией обратной связи по положению, например электронные сигналы ошибки положения и регуляторы потока с электрическим приводом. Причем, поскольку объем настоящего изобретения не ограничивается какими бы то ни было определенными габаритами, поэтому указываемые здесь габариты приводятся только в пояснительных целях. Кроме того, поскольку излагаемое выше описание раскрывает регуляторы потока, действующие как 4-позиционные регуляторы, необходимо отметить, что объем настоящего изобретения включает и другие типы регуляторов потока, например 3-позиционные регуляторы потока.
Внимание читателя обращается на все статьи и документы, поданные одновременно с данным описанием и которые доступны для неограниченного круга лиц вместе с этим описанием; и содержание всех этих статей и документов включено в данный документ в качестве ссылки. Все раскрываемые в этом описании признаки, включая прилагаемую формулу изобретения, реферат и чертежи, могут быть заменены альтернативными признаками, имеющими то же эквивалентное или аналогичное назначение, если не оговорено иначе.
Реферат
Гидравлическая система, сервоприводная система и способ предназначены для обеспечения резервированного управления потоком для гидропривода или сервопривода. Регуляторы потока включают, втулку, регулирующий золотник. В нормальных рабочих условиях каждый перепускной регулирующий золотник неподвижен по отношению ко втулке, и регулятор потока функционирует как четырехпозиционный гидравлический регулятор потока. Каждый регулятор потока соединен с перепускным-отсечным клапаном, содержащим перепускной золотник, который выполнен с возможностью перемещения из отсечного положения в перепускное положение. В случае перерыва в подаче давления в один регулятор потока перепускной золотник перемещается в перепускное положение, снижая давление в соответствующих камерах поршня привода. В случае заедания первичного регулирующего золотника соответствующий перепускной регулирующий золотник перемещается в своей втулке, позволяя перепускному пазу переключить давление в системе регулирования в линию возврата, тем самым снижая давление в соответствующих камерах поршня привода. Технический результат - повышение надежности. 3 н. и 35 з.п. ф-лы, 9 ил.
