RU2271306C1

RU2271306C1 - Redundant hydraulic servo drive for flying vehicle control system

Info

Publication number: RU2271306C1
Application number: RU2004130569/11A
Authority: RU
Inventors: Павел Григорьевич Редько (RU); Павел Григорьевич Редько; Анатолий Васильевич Амбарников (RU); Анатолий Васильевич Амбарников; Адольф Сергеевич Чугунов (RU); Адольф Сергеевич Чугунов; Константин Викторович Нахамкес (RU); Константин Викторович Нахамкес; Георгий Васильевич Шаров (RU); Георгий Васильевич Шаров; Александр Борисович Тихонов (RU); Александр Борисович Тихонов; чков Юрий Васильевич Кр (RU); Юрий Васильевич Крячков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Павловский машиностроительный завод ВОСХОД" - ОАО "ПМЗ ВОСХОД"
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2006-03-10

Abstract

FIELD: redundant hydraulic servo drives used as actuating mechanisms in flying vehicle control systems.

SUBSTANCE: filtering units made in form of modules are built directly in hydraulic drive housing. Bypass of working fluid is performed directly to hydraulic drive in case of contamination of filter element above preset limits. Siphon leakage of working fluid from inner chambers of hydraulic drive and supply hydraulic system into external medium at dismantling of filter elements is excluded. Proper mounting of filter elements in the course of operation of hydraulic drive is ensured.

EFFECT: enhanced reliability; facilitated procedure; maintainability; extended functional capabilities of filter elements.

2 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к резервированным следящим гидроприводам, нашедшим широкое распространение в качестве исполнительных механизмов в системах управления летательных аппаратов, и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где находят применение высоконадежные системы автоматического или механического (ручного) управления.The present invention relates to redundant servo hydraulic drives, which are widely used as actuators in aircraft control systems, and can be used in any industry where highly reliable automatic or mechanical (manual) control systems are used.

Известен резервированный сервопривод, состоящий из двух независимых систем питания, подключенных к силовому двухкамерному гидродвигателю с тандемным расположением рабочих камер, и гидрораспределителя с системой качалок проводки управления цилиндрическим двухсистемным золотником (см. патент US №3398647, кл. 01-384 от 27.08.68 г.). При выходе из строя одной из систем питания сервопривод продолжает работать на другой системе питания, чем обеспечивается резервное управление летательным аппаратом.A redundant servo drive is known, consisting of two independent power systems connected to a power two-chamber hydraulic motor with a tandem arrangement of working chambers, and a hydraulic distributor with a rocking system for wiring to control a cylindrical two-system spool (see US patent No. 3398647, class 01-384 from 08.28.68 g .). If one of the power supply systems fails, the servo-drive continues to work on a different power supply system, which provides backup control of the aircraft.

В известном сервоприводе две системы коммутируются распределителем с общим двухсистемным цилиндрическим золотником, поэтому надежность управления летательным аппаратом всецело зависит от надежности работы нерезервированного золотникового гидрораспределителя, отказ которого (например, заклинивание), неизбежно приводит к отказу всего сервопривода.In the well-known servo drive, two systems are switched by a distributor with a common two-system cylindrical spool, so the reliability of controlling the aircraft entirely depends on the reliability of the unreserved spool valve, the failure of which (for example, jamming) inevitably leads to the failure of the entire servo.

Указанный недостаток устранен в известных гидроприводах по патентам FR №1529793, кл. В 64 С от 08.05.67 г. и US №4079906, кл. 244/194 от 21.03.78 г., в которых каждый гидроцилиндр гидродвигателя работает от своего независимого гидрораспределителя с цилиндрическим золотником, что в целом вдвое повышает надежность управления.The specified disadvantage is eliminated in the known hydraulic drives according to patents FR No. 1529793, class. In 64 C dated 05/08/67 and US No. 4079906, cl. 244/194 of 03/21/78, in which each hydraulic cylinder of the hydraulic motor operates from its own independent hydraulic control valve with a cylindrical spool, which generally doubles the reliability of control.

Качество следящего гидропривода во многом определяется свойствами дросселирующих золотниковых устройств, к которым предъявляются высокие требования по стабильности характеристик в различных условиях эксплуатации. Высокая надежность и долговечность, достаточно малые усилия управления, незначительные непроизводительные утечки - главные показатели качества гидрораспределителей.The quality of the follow-up hydraulic drive is largely determined by the properties of the throttling spool devices, which have high demands on the stability of characteristics in various operating conditions. High reliability and durability, fairly small control efforts, minor unproductive leaks are the main indicators of the quality of hydraulic valves.

Характеристики золотниковых гидрораспределителей зависят от точности изготовления перекрытий и величины зазоров. Золотниковые пары изготавливают с перекрытиями 0,005...0,01 мм, зазорами 2...4 мкм и очень незначительной шероховатостью (не более 0,16 мкм), а допуск нецилиндричности золотника не должен превышать 0,2 мкм. Только такое качество рабочих поверхностей золотниковых пар может обеспечивать необходимые характеристики гидропривода.The characteristics of the spool valves depend on the accuracy of the manufacture of ceilings and the size of the gaps. Spool pairs are made with overlaps of 0.005 ... 0.01 mm, gaps of 2 ... 4 microns and very slight roughness (not more than 0.16 microns), and the tolerance of the non-cylindrical nature of the spool should not exceed 0.2 microns. Only such quality of working surfaces of spool pairs can provide the necessary hydraulic drive characteristics.

С другой стороны, высокая точность изготовления золотниковых прецизионных пар для известных приводов-аналогов во многом обуславливает и большую вероятность "заклинивания" или "затяжеления" перемещений золотников в процессе работы, например, в случае возможного загрязнения рабочей жидкости, что может привести или к отказу привода, или к нестабильности (увеличению) времени перекладки золотников, чем существенно снижается надежность привода в целом.On the other hand, the high accuracy of manufacturing spool precision pairs for known analog drives largely determines the likelihood of “jamming” or “tightening” of the movements of the spools during operation, for example, in the event of possible contamination of the working fluid, which can lead to drive failure , or to instability (increase) of the spool shifting time, which significantly reduces the reliability of the drive as a whole.

Загрязнение жидкости снижает надежность и срок службы гидравлических агрегатов, поэтому качество очистки рабочей жидкости столь сильно влияет на работу гидропривода, что без преувеличения можно констатировать, что в зависимости от качества очистки рабочей жидкости срок службы гидроагрегатов может быть увеличен или понижен в несколько раз. (см. книгу Т.М.Башта "Гидравлические приводы летательных аппаратов" - М.: Машиностроение, 1967 г, с.390).Liquid contamination reduces the reliability and service life of hydraulic units, therefore, the quality of the working fluid cleaning affects the hydraulic drive so much that it can be stated without exaggeration that, depending on the quality of the working fluid cleaning, the service life of hydraulic units can be increased or decreased several times. (see the book by T. M. Basht "Hydraulic drives of aircraft" - M .: Mechanical Engineering, 1967, p. 390).

В качестве основной защиты распределителей гидроприводов от недопустимых загрязнений применяются гидравлические фильтры, встраиваемые в линиях напора рабочей жидкости непосредственно перед входом в гидропривод или на входе самого гидропривода. Эти фильтры помимо очистки рабочей жидкости, поступающей из гидросистемы питания, дополнительно защищают от засорения внутренние полости гидропривода при монтажно-демонтажных работах, при засорении трубопроводов, соединяющих гидропривод с фильтрами тонкой очистки, установленными в системах гидропитания, а также в случаях выхода из строя или засорения самих фильтров тонкой очистки. Фильтрующие устройства гидропривода при эксплуатации на летательном аппарате периодически подвергаются регламентной проверке на степень засорения механическими частицами и, при необходимости, промываются по специально разработанным методикам.As the main protection of hydraulic actuator distributors against unacceptable pollution, hydraulic filters are used that are built in to the pressure lines of the working fluid immediately before entering the hydraulic actuator or at the inlet of the hydraulic actuator itself. These filters, in addition to cleaning the working fluid coming from the hydraulic power supply system, additionally protect the hydraulic drive’s internal cavities from clogging during installation and dismantling, when the pipelines connecting the hydraulic drive to the fine filters installed in the hydraulic power supply system are clogged, as well as in the event of failure or clogging. fine filters themselves. Hydraulic actuator filtering devices during operation on an aircraft are periodically checked for mechanical clogging and, if necessary, are rinsed using specially developed methods.

В известных гидроприводах по патентам US №3398647, US №4079906 и Fr №1529793 фильтры на входах в гидропривод вообще отсутствуют, что значительно снижает надежность и долговечность работы гидроприводов.In the known hydraulic actuators according to US patents No. 3398647, US No. 4079906 and Fr No. 1529793 there are no filters at the entrances to the hydraulic drive, which significantly reduces the reliability and durability of the hydraulic drives.

Известен простой однокамерный гидромеханический привод, представляющий основу многочисленных конструкций гидромеханических приводов самолетных систем управления (см. книгу Гониодский В.И. и др. "Привод рулевых поверхностей самолетов", Москва: Машиностроение, 1974 г., с.152, рис.4.2).A simple single-chamber hydromechanical drive is known, which is the basis of numerous designs of hydromechanical drives of aircraft control systems (see the book Goniodsky V.I. et al. "Aircraft steering surfaces drive", Moscow: Mechanical Engineering, 1974, p. 152, Fig. 4.2) .

Указанный гидропривод снабжен своим фильтром - средством очистки поступающей в гидропривод рабочей жидкости от механических примесей, однако установка фильтра не в корпусе гидропривода, а в подводящей линии нагнетания, требует использования дополнительных стыковочных поверхностей, крепежа и уплотнительных элементов, чем снижается уровень надежности и качества компоновочного решения из-за невозможности применения гидропривода в ограниченном монтажном пространстве летательного аппарата.The specified hydraulic actuator is equipped with its own filter - a means of purifying mechanical impurities entering the hydraulic actuator, however, installing the filter not in the hydraulic actuator body, but in the discharge line requires the use of additional connecting surfaces, fasteners and sealing elements, which reduces the level of reliability and quality of the layout solution due to the impossibility of using a hydraulic actuator in the limited mounting space of the aircraft.

Известен резервированный следящий гидропривод для системы управления летательным аппаратом, содержащий корпус с нагнетательными и сливными каналами для прохода рабочей жидкости, гидродвигатель с полостными каналами и гидрораспределитель с механической несиловой проводкой управления (см. патент RU №2230944 С 27 F 15 B 9/03 В 64 С 13/42 от 20.06.2004, бюл. №17, разделы 15, 16, фиг.3).Known redundant follow-up hydraulic actuator for the aircraft control system, comprising a housing with discharge and drain channels for the passage of the working fluid, a hydraulic motor with cavity channels and a control valve with mechanical non-power control wiring (see patent RU No. 2230944 C 27 F 15 B 9/03 V 64 From 13/42 of 06/20/2004, bull. No. 17, sections 15, 16, figure 3).

У известного гидропривода фильтры в линиях напора рабочей жидкости обеих систем гидропитания встроены непосредственно в каналы (расточки) корпуса привода, чем существенно снижаются масса и габариты гидропривода, однако конструкция приведенных фильтров не обеспечивает работоспособность гидропривода при загрязнении фильтрующих элементов, а также не устраняет утечку рабочей жидкости из внутренних полостей агрегата и гидросистемы питания во внешнюю среду при съеме фильтров для проведения регламентных осмотров.For a known hydraulic actuator, filters in the pressure lines of the working fluid of both hydropower systems are built directly into the channels (bores) of the drive housing, which significantly reduces the mass and dimensions of the hydraulic actuator, however, the design of the filters does not ensure the operability of the hydraulic actuator when the filter elements are dirty, and does not eliminate the leakage of the working fluid from the internal cavities of the unit and the hydraulic power system to the external environment when removing the filters for routine inspections.

Из числа известных аналогов заявляемого технического решения ближайшим аналогом (прототипом) может служить гидропривод, на входе напорной линии которого встроены фильтрующие устройства - блоки фильтров по патенту US №3283907, опубликованному 8.10.1966 г., содержащие максимальное количество сходных с заявляемым гидроприводом признаков по конструкции фильтрующих устройств, каждый из которых содержит корпус с расточкой под отсечной клапан и отверстиями подвода и отвода фильтруемой жидкости, подпружиненный отсечной клапан, фильтрующий элемент с уплотняемым буртом, пружину и резьбовую пробку.Among the known analogues of the claimed technical solution, the closest analogue (prototype) can be a hydraulic actuator, at the inlet of the pressure line of which there are built-in filtering devices - filter units according to US patent No. 3283907, published on 10.10.1966, containing the maximum number of features similar in design to the claimed hydraulic actuator filtering devices, each of which contains a housing with a bore under the shut-off valve and holes for supplying and discharging the filtered liquid, a spring-loaded shut-off valve, a filter element with sealed shoulder, spring and screw plug.

Достоинством гидропривода с фильтрующим устройством по патенту US №3283907 является то, что с применением в устройстве отсечного клапана устраняется вытекание рабочей жидкости из внутренних полостей гидропривода и системы гидропитания во внешнюю среду при съеме фильтрующего элемента. Однако известный блок-фильтр отличается высокой сложностью и нетехнологичностью в связи с чувствительностью к различного рода неточностям изготовления, приводящим к возможности относительного смещения взаимодействующих между собой двух пар торцовых уплотнительных элементов отсечного клапана и седел корпуса, что приводит к неодновременности закрытия входного и выходного каналов и, как следствие этого, к негерметичности фильтрующего устройства в указанных выше случаях.The advantage of a hydraulic actuator with a filtering device according to US patent No. 3283907 is that the use of a shut-off valve in the device eliminates leakage of the working fluid from the internal cavities of the hydraulic actuator and the hydraulic power system into the external environment when the filter element is removed. However, the known block filter is of high complexity and low technology due to the sensitivity to various kinds of manufacturing inaccuracies, leading to the possibility of relative displacement of the two pairs of mechanical sealing elements of the shut-off valve and the seats of the housing interacting with each other, which leads to the non-simultaneous closure of the input and output channels and, as a result, leakage of the filter device in the above cases.

Из-за выполнения известного фильтрующего устройства в виде отдельного конструктивного узла со своими присоединительными элементами возможности его применения в гидроприводах летательных аппаратов достаточно ограничены из-за больших габаритов, массы и невозможности встройки непосредственно в корпус гидропривода.Due to the implementation of the known filtering device in the form of a separate structural unit with its connecting elements, the possibilities of its use in the hydraulic drives of aircraft are quite limited due to the large size, weight and the inability to be built directly into the body of the hydraulic drive.

В связи с особенностями компоновки к конструкции фильтрующего устройства данного назначения наряду с традиционными предъявляются ряд специальных дополнительных требований, например, по компактности исполнения, габаритно-массовому совершенству, удобству монтажа и демонтажа, технического обслуживания, требования по безопасности, исключающие разрушение фильтроэлементов при их загрязнении и предупреждающие неправильную установку фильтроэлементов в гидропривод.In connection with the peculiarities of the arrangement, a number of special additional requirements are imposed on the design of the filtering device for this purpose along with the traditional ones, for example, on compact design, overall mass perfection, ease of installation and dismantling, maintenance, safety requirements that preclude the destruction of filter elements when they are dirty and warning the incorrect installation of filter elements in the hydraulic drive.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и технологичности следящего гидропривода, расширение функциональных возможностей его фильтрующих устройств и достижение следующих технико-экономических показателей:The technical task of the invention is to increase the reliability and manufacturability of a servo hydraulic drive, expand the functionality of its filtering devices and achieve the following technical and economic indicators:

- легкое встраивание фильтрующих устройств непосредственно в корпус гидропривода,- easy integration of filtering devices directly into the housing of the hydraulic actuator,

- осуществление перепуска рабочей жидкости напрямую в гидропривод в случаях загрязнения фильтрующих элементов для обеспечения функционирования гидропривода,- the implementation of the bypass of the working fluid directly into the hydraulic drive in cases of contamination of the filter elements to ensure the functioning of the hydraulic drive,

- исключение сифонной утечки рабочей жидкости из внутренних полостей гидропривода и гидросистемы питания во внешнюю среду при демонтаже фильтроэлементов,- the exclusion of siphon leakage of the working fluid from the internal cavities of the hydraulic actuator and the hydraulic power system in the external environment when dismantling the filter elements,

- обеспечение правильной установки фильтроэлементов при эксплуатации гидропривода.- ensuring the correct installation of filter elements during operation of the hydraulic actuator.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом резервированном следящем гидроприводе для системы управления летательным аппаратом, содержащем корпус с размещенными в нем гидрораспределителями и каналами нагнетания и слива от независимых гидравлических источников питания, фильтры, установленные в линиях напора (входа) рабочей жидкости в гидропривод, многокамерный силовой гидродвигатель, механизм передачи управляющего сигнала и систему каналов и линий, соединяющих указанные элементы гидропривода между собой, согласно изобретению фильтры в линиях напора рабочей жидкости встроены непосредственно в корпус гидропривода и образованы в виде фильтрующих устройств с фильтроэлементами - средствами очистки этой жидкости от механических частиц, перепускными и отсечными клапанами, конструктивно и функционально объединенными в блоки-модули, с возможностями встраивания их в цилиндрические расточки корпуса гидропривода, перепуска рабочей жидкости в каналы управления, минуя фильтроэлементы при их засорении и превышении заданного перепада давления и легкого демонтажа фильтроэлементов с автоматической отсечкой сифонной вытечки рабочей жидкости из внутренних полостей гидропривода и питающей гидросистемы, при этом каждое фильтрующее устройство включает в себя корпус, выполненный в виде уплотненной по внешней установочной поверхности направляющей гильзы с фланцем с отверстиями под крепежные болты и с соосно расположенной сквозной ступенчатой цилиндрической расточкой, меньшая ступень которой обращена в сторону неуплотненного цилиндрического бурта фильтроэлемента, закрытый торец которого уперт в торец неподвижно установленной в корпусе-гильзе резьбовой пробки с уплотнительными кольцами на наружной цилиндрической поверхности, а на внутренней поверхности расточки большей ступени корпуса-гильзы сформированы кольцевые коллекторные проточки с радиально направленными каналами подвода и отвода отфильтрованной рабочей жидкости, причем функционально и конструктивно каждый отсечной клапан совмещен с перепускным клапаном и выполнен в виде полого подпружиненного плунжера с отсечной торцовой кромкой, внутри плунжера образована перегородка с осевыми отверстиями, с одной стороны перегородки размещена пружина сжатия, опертая в торец неподвижно закрепленной в корпусе-гильзе ступенчатой втулки, а с другой стороны - уплотняемый бурт фильтроэлемента, на стенках плунжера выполнены радиальные отверстия с возможностью сообщения с коллекторной проточкой отвода рабочей жидкости, при этом плунжер установлен в расточке большей ступени корпуса-гильзы с возможностью ограниченного возвратно-поступательного перемещения в обе стороны от исходного положения - в направлении "наружу" при съеме фильтроэлемента и перекрывании кольцевой коллекторной проточки подвода рабочей жидкости и в направлении "во внутрь", против усилия сжатой пружины при засорении фильтроэлемента и открывании своей отсечной кромкой кольцевой коллекторной проточки отвода рабочей жидкости корпуса-гильзы, а расстояние между торцом плунжера (клапана) с отсечной кромкой и кольцевой коллекторной проточки для отвода фильтруемой рабочей жидкости в корпусе-гильзе выполнено меньше, чем расстояние между противоположным торцом плунжера и опорным торцом неподвижно закрепленной в корпусе-гильзе ступенчатой втулки, согласно изобретению каждое фильтрующее устройство снабжено ограничительным цилиндрическим упором, установленным внутри плунжера и жестко и соосно закрепленным на его перегородке со стороны расположения выходного центрального канала фильтроэлемента, при этом между наружной цилиндрической поверхностью ограничительного упора и внутренней поверхностью выходного канала фильтроэлемента установлен гарантированный кольцевой зазор для прохода отфильтрованной рабочей жидкости.The problem is solved in that in the proposed redundant servo hydraulic drive for the aircraft control system, comprising a housing with hydrodistributors and discharge and discharge channels from independent hydraulic power sources, filters installed in the pressure line (inlet) of the working fluid into the hydraulic drive, multi-chamber power hydraulic motor, control signal transmission mechanism and a system of channels and lines connecting said hydraulic drive elements to each other, according to the invention July filters in the pressure lines of the working fluid are built directly into the hydraulic drive housing and are formed in the form of filtering devices with filter elements - means for cleaning this fluid from mechanical particles, bypass and shut-off valves, structurally and functionally combined into block modules, with the possibility of embedding them in cylindrical bores hydraulic housing, bypassing the working fluid into the control channels, bypassing the filter elements when they become clogged and exceeding the specified pressure drop and easy dismantling f filter elements with automatic cut-off of siphon leakage of the working fluid from the internal cavities of the hydraulic actuator and the supply hydraulic system, each filtering device includes a housing made in the form of a guide sleeve sealed on the external mounting surface with a flange with holes for mounting bolts and with a coaxially located through stepwise cylindrical cylindrical a bore, the smaller step of which is facing the uncompressed cylindrical collar of the filter element, the closed end of which is abutted at that A retractor of a threaded plug fixedly installed in the casing sleeve with sealing rings on the outer cylindrical surface, and annular collector grooves with radially directed channels for supplying and discharging the filtered working fluid are formed on the inner surface of the bore of the larger step of the casing sleeve, with each shut-off valve being combined functionally and constructively with a bypass valve and is made in the form of a hollow spring-loaded plunger with a cut-off end edge; an interstage is formed inside the plunger rod with axial holes, on one side of the partition a compression spring is placed, supported on the end of the stepped sleeve fixed in the sleeve housing, and on the other hand, a sealed collar of the filter element, radial holes are made on the plunger walls with the possibility of communication with the collector groove for draining the working fluid, while the plunger is installed in the bore of a larger stage of the sleeve body with the possibility of limited reciprocating movement in both directions from the initial position - in the direction of "out" when removing the filter element and overlapping the annular collector groove for supplying the working fluid and in the direction “inward”, against the force of the compressed spring when the filter element is clogged and opening the annular collector groove of the working fluid outlet of the housing-sleeve, and the distance between the end of the plunger (valve) with the cut-off edge and the annular collector groove for draining the filtered working fluid in the housing-sleeve is made less than the distance between the opposite end of the plunger and the supporting end fixed in the case sleeve of the stepped sleeve, according to the invention, each filter device is equipped with a cylindrical stop fixed inside the plunger and rigidly and coaxially fixed to its partition from the location of the outlet central channel of the filter element, while between the outer cylindrical surface of the stop and the inner surface of the outlet filter element channel a guaranteed annular gap is installed for the passage of the filtered working fluid ty.

Предложенное техническое решение обладает существенным преимуществом по отношению к прототипу и другим известным решениям, обеспечивающим достижение поставленной цели - повышение надежности и технико-эксплуатационных качеств гидропривода за счет:The proposed technical solution has a significant advantage in relation to the prototype and other known solutions that ensure the achievement of the goal - improving the reliability and technical and operational qualities of the hydraulic drive due to:

- выполнения фильтрующих устройств в виде блоков-модулей, отличающихся более высокой технологичностью и возможностью легкой встройки непосредственно в цилиндрические расточки корпуса гидропривода и демонтажа из него, что обеспечивает достижение минимальных габаритов и массы гидропривода,- the implementation of filtering devices in the form of block modules, characterized by higher manufacturability and the ability to easily fit directly into the cylindrical bores of the hydraulic actuator housing and dismantling from it, which ensures the achievement of the minimum dimensions and mass of the hydraulic actuator,

- сохранения пропускной способности фильтрующих устройств при загрязнении фильтрующих элементов сверх допустимых норм, чем обеспечивается работоспособность гидропривода и летательного аппарата в целом,- preservation of the throughput of the filtering devices when the filtering elements are contaminated in excess of the permissible norms, which ensures the operability of the hydraulic drive and the aircraft as a whole,

- обеспечения правильного монтажа фильтроэлементов при эксплуатации привода,- ensuring the correct installation of filter elements during operation of the drive,

- повышения герметичности отсечного клапана при съеме фильтрующего элемента путем одновременного отсекания периферийной поверхностью плунжера каналов подвода и отвода рабочей жидкости, выполненных в корпусе-гильзе фильтрующего устройства. Такая конструкция клапана позволяет обеспечить требуемую степень герметичности, зависящей от задаваемой величины зазора между плунжером и расточкой в корпусе-гильзе,- increase the tightness of the shut-off valve when removing the filter element by simultaneously cutting off the peripheral surface of the plunger of the channels for supplying and discharging the working fluid, made in the housing of the filter device. This design of the valve allows you to provide the required degree of tightness, depending on the set gap between the plunger and the bore in the sleeve body,

- введения ограничивающего упора в гнезде (расточке) плунжера, исключающего неправильный монтаж фильтрующего элемента в гнездо глухим концом внутрь при регламентных осмотрах фильтрующего элемента в эксплуатации.- introducing a limit stop in the socket (bore) of the plunger, which excludes incorrect installation of the filter element into the socket with the blind end inward during routine inspections of the filter element in operation.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the invention is illustrated by drawings, where:

- на фиг.1 представлена общая схема резервированного следящего гидропривода для системы управления летательным аппаратом, оснащенного двумя фильтрующими устройствами 4 и 7 с отсечными и перепускными клапанами, установленными в корпусе гидропривода в обеих независимых гидросистемах питания (1 и 2);- Fig. 1 shows a general diagram of a redundant servo hydraulic actuator for an aircraft control system equipped with two filtering devices 4 and 7 with shut-off and bypass valves installed in the hydraulic actuator body in both independent hydraulic power systems (1 and 2);

- на фиг.2 показан узел А на фиг.1 - общий вид, разрез блока-модуля фильтрующего устройства с фильтроэлементом, отсечным клапаном и перепускным клапаном-плунжером 33 в исходном рабочем положении;- figure 2 shows the node And figure 1 is a General view, section of a block module of a filtering device with a filter element, shut-off valve and bypass valve-plunger 33 in the original operating position;

- на фиг.3 показан узел А на фиг.1 - общий вид, разрез блока-модуля фильтрующего устройства при снятом фильтроэлементе 23 и вывернутой резьбовой пробки 27, кольцевые проточки входа 29 и выхода 30 рабочей среды в корпусе-гильзе 16 перекрыты периферийной поверхностью отсечного клапана 33;- figure 3 shows the node And figure 1 is a General view, a section of the module block of the filtering device when the filter element 23 is removed and the screw plug 27 is turned out, the annular grooves of the inlet 29 and the outlet 30 of the working medium in the sleeve housing 16 are blocked by the peripheral surface of the shut-off valve 33;

- на фиг.4 показан узел А на фиг.1 - общий вид, разрез блока-модуля фильтрующего устройства при положении отсечного клапана 33 в режиме прямого пропускания нефильтрованной рабочей жидкости из канала входа 29 в канал выхода 30 к потребителю в случае загрязнения фильтроэлемента 23 и возникновения сверхзаданного перепада давления рабочей среды в проточках входа 29 и выхода 30 корпуса-гильзы 16 фильтрующего устройства.- figure 4 shows the node And figure 1 is a General view, a sectional block module of the filtering device when the shut-off valve 33 in the mode of direct transmission of unfiltered working fluid from the inlet channel 29 to the outlet channel 30 to the consumer in case of contamination of the filter element 23 and occurrence of a super-set pressure drop of the working medium in the grooves of the inlet 29 and the outlet 30 of the housing-sleeve 16 of the filtering device.

Гидропривод (фиг.1) содержит корпус 1 с размещенными в нем двумя гидрораспределителями 2 и 3 с плоскими поворотными золотниками. Каждый гидрораспределитель сообщен с независимым гидравлическим источником питания. Гидрораспределитель 2 сообщен с первой гидросистемой питания через фильтрующее устройство 4 с каналами напора 5 и слива 6. Гидрораспределитель 3 - со второй гидросистемой питания через фильтрующее устройство 7 с каналами напора 8 и слива 9. Гидрораспределитель 2 управляет гидроцилиндром 10 двухкамерного гидродвигателя двухстороннего действия 11с исполнительным силовым штоком 12.The hydraulic actuator (figure 1) contains a housing 1 with two hydraulic distributors 2 and 3 placed in it with flat rotary spools. Each directional valve is in communication with an independent hydraulic power source. The control valve 2 is in communication with the first hydraulic power supply system through a filtering device 4 with pressure channels 5 and discharge 6. The control valve 3 is connected with the second hydraulic power supply system through a filtering device 7 with pressure channels 8 and discharge 9. The control valve 2 controls the hydraulic cylinder 10 of a double-chamber double-acting hydraulic motor 11c with an executive power stock 12.

Гидрораспределитель 3 управляет гидроцилиндром 13 двухкамерного гидродвигателя двухстороннего действия 11. Гидропривод содержит механизм 14 передачи управляющего сигнала на гидрораспределители 2 и 3 и качалку 15 обратной связи для обеспечения следящего режима работы гидропривода.The control valve 3 controls the hydraulic cylinder 13 of the double-chamber double-acting hydraulic motor 11. The hydraulic actuator includes a control signal transmission mechanism 14 to the control valves 2 and 3 and a feedback rocker 15 to provide a follow-up operation of the hydraulic actuator.

В корпусе 1 гидропривода в линиях напора рабочей жидкости встроены фильтрующие устройства 4 для первой гидросистемы и 7 для второй гидросистемы питания. Фильтрующие устройства 4 и 7 (см. фиг.1) конструктивно и функционально объединены в блоки-модули с возможностью легкого встраивания их в цилиндрические расточки корпуса 1 гидропривода. Фильтрующие устройства 4 и 7 включают в себя корпус, выполненный в виде уплотненной по внешней установочной поверхности направляющей гильзы 16 (см. фиг.2) с фланцем 17, с отверстиями 18 под крепежные болты 19 и с соосно расположенной сквозной ступенчатой цилиндрической расточкой 20, меньшая ступень которой 21 обращена в сторону неуплотненного цилиндрического бурта 22 фильтроэлемента 23, закрытый торец 24 которого уперт в торец 25 неподвижно установленной в корпусе-гильзе 16 резьбовой пробки 26 с глухой расточкой 27 и с уплотнительными кольцами 28 на наружной цилиндрической поверхности. На внутренней поверхности расточки 20 большей ступени корпуса-гильзы 16 сформированы кольцевые коллекторные проточки 29 и 30 с радиально направленными каналами подвода 31 и отвода 32 отфильтрованной рабочей жидкости.In the housing 1 of the hydraulic actuator in the pressure lines of the working fluid, filtering devices 4 for the first hydraulic system and 7 for the second hydraulic power system are built-in. Filtering devices 4 and 7 (see Fig. 1) are structurally and functionally combined into block modules with the possibility of easily integrating them into cylindrical bores of the hydraulic actuator housing 1. The filtering devices 4 and 7 include a housing made in the form of a guide sleeve 16 (see FIG. 2) sealed over the external mounting surface with a flange 17, with holes 18 for mounting bolts 19 and with a smaller coaxially located through-step cylindrical bore 20, smaller a step 21 of which is directed towards an unsealed cylindrical collar 22 of the filter element 23, the closed end 24 of which is abutted against the end 25 of a threaded plug 26 with a blind bore 27 and with o-rings 28 outwardly fixed in the sleeve case 16 bottom cylindrical surface. On the inner surface of the bore 20 of the larger stage of the sleeve body 16, annular collector grooves 29 and 30 are formed with radially directed channels for supply 31 and drain 32 of the filtered working fluid.

Фильтрующее устройство также включает в себя отсечной клапан, одновременно выполняющий роль и перепускного клапана и образован в виде полого подпружиненного плунжера 33 с отсечной торцовой кромкой 34. Внутри плунжера 33 образована перегородка 35 с осевыми отверстиями 36. С одной стороны перегородки 35 размещена пружина сжатия 37, опертая в торец неподвижно закрепленной в корпусе-гильзе 16 ступенчатой втулки 38, а с другой стороны - уплотняемый бурт 39 фильтроэлемента 23.The filtering device also includes a shut-off valve, which simultaneously acts as a bypass valve and is formed in the form of a hollow spring-loaded plunger 33 with a cut-off end edge 34. Inside the plunger 33, a baffle 35 with axial holes 36 is formed. A compression spring 37 is placed on one side of the baffle 35. supported on the end face of a stepped sleeve 38 fixed in the sleeve 16 of the sleeve 38, and on the other hand, a sealing collar 39 of the filter element 23.

На стенках плунжера 33 выполнены радиальные отверстия 40 с возможностью сообщения с коллекторной проточкой 30 отвода рабочей жидкости. Плунжер 33 установлен в расточке 20 корпуса-гильзы 16 с возможностью ограниченного возвратно-поступательного перемещения в обе стороны от исходного положения - в направлении "наружу" при извлечении (съеме) фильтроэлемента 23 и перекрывании кольцевой коллекторной проточки 29 подвода рабочей жидкости и в направлении "во внутрь", против усилия сжатой пружины 37, при засорении фильтроэлемента 23 и открывании своей отсечной кромкой 34 кольцевой коллекторной проточки 30 отвода рабочей жидкости корпуса-гильзы 16.On the walls of the plunger 33 made radial holes 40 with the possibility of communication with the collector groove 30 of the drain of the working fluid. The plunger 33 is installed in the bore 20 of the sleeve body 16 with the possibility of limited reciprocating movement in both directions from the initial position - in the direction “out” when removing (removing) the filter element 23 and overlapping the annular collector groove 29 for supplying the working fluid and in the direction “in inward ", against the force of the compressed spring 37, when the filter element 23 is clogged and the annular collector groove 30 of the working fluid outlet 16 is opened with its cutoff edge 34.

Расстояние между торцом плунжера (клапана) 33 с отсечной кромкой 34 и кольцевой коллекторной проточки 30 для отвода фильтруемой рабочей жидкости в корпусе-гильзе выполнено меньше, чем расстояние между противоположным торцом 41 плунжера 33 и опорным торцом 42 неподвижно закрепленной в корпусе-гильзе ступенчатой втулки 38.The distance between the end face of the plunger (valve) 33 with the cut-off edge 34 and the annular collector groove 30 for draining the filtered working fluid in the sleeve body is made less than the distance between the opposite end face 41 of the plunger 33 and the support face 42 of the stepped sleeve 38 fixed in the sleeve body 38 .

Фильтрующее устройство снабжено ограничительным цилиндрическим упором 43, установленным внутри плунжера 33 и жестко и соосно закрепленным на его перегородке 35 со стороны расположения выходного центрального канала 44 фильтроэлемента 23, при этом между наружной цилиндрической поверхностью ограничительного упора 43 и внутренней поверхностью выходного канала 44 фильтроэлемента 23 установлен гарантированный кольцевой зазор 45 для прохода отфильтрованной рабочей жидкости.The filtering device is equipped with a cylindrical stop 43 installed inside the plunger 33 and rigidly and coaxially mounted on its partition 35 from the location of the outlet central channel 44 of the filter element 23, while a guaranteed guaranteed position is established between the outer cylindrical surface of the stop 43 and the inner surface of the output channel 44 of the filter element 23 annular gap 45 for the passage of the filtered working fluid.

Модульное исполнение фильтрующего устройства обеспечивается путем установки с одной стороны резьбовой пробки 27 с уплотнительными кольцами 28 на наружной цилиндрической поверхности, а с другой стороны - установкой в диаметральной плоскости цилиндрического ограничительного штифта 46 со стопорным пружинным кольцом 47, размещенным в кольцевой канавке 48, выполненной на внешней поверхности корпуса-гильзы 16.The modular design of the filtering device is ensured by installing on one side a threaded plug 27 with O-rings 28 on the outer cylindrical surface, and on the other hand, by installing in the diametrical plane of the cylindrical restrictive pin 46 with a snap ring 47 located in the annular groove 48, made on the outer sleeve body surfaces 16.

Резервированный следящий гидропривод для системы управления летательного аппарата в режиме, например, механического (ручного) управления работает следующим образом (см. фиг.1, 2).The redundant servo hydraulic drive for the aircraft control system in the mode of, for example, mechanical (manual) control works as follows (see figures 1, 2).

В исходных положениях закрытые торцы фильтроэлементов 23 поджаты к опорным торцам завернутых до упора резьбовых пробок 27, а открытые торцы - упруго поджаты перегородками плунжеров 33. При этих положениях каналы входов 31 и выходов 32 корпусов-гильз 16 сообщаются между собой через фильтрующие поверхности сеток фильтроэлементов 23.In the initial positions, the closed ends of the filter elements 23 are pressed against the supporting ends of the threaded plugs 27, which are completely screwed up, and the open ends are elastically pressed by the walls of the plungers 33. At these positions, the channels of the inputs 31 and outputs 32 of the cartridge cases 16 communicate with each other through the filtering surfaces of the filter elements 23 .

Летчик через механизм передачи управляющего сигнала 14 одновременно перемещает два плоских золотника гидрораспределителей 2 и 3. Золотники, перемещаясь, (поворачиваясь на определенный от нейтрального положения угол в ту или другую сторону), сообщают соответствующие две полости двух гидроцилиндров 10 и 13 гидродвигателя 11 с напорными 5 и 8 и сливными 6 и 9 каналами двух независимых гидравлических источников питания - первой и второй гидросистем.The pilot through the control signal transmission mechanism 14 simultaneously moves two flat valve spools 2 and 3. The spools, moving (turning to a certain angle from a neutral position in one direction or another), communicate the corresponding two cavities of the two hydraulic cylinders 10 and 13 of the hydraulic motor 11 with pressure 5 and 8 and drain 6 and 9 channels of two independent hydraulic power sources - the first and second hydraulic systems.

Под действием рабочих давлений общий исполнительный шток-поршень 12 поступательно перемещается и отклоняет рулевые поверхности летательного аппарата от нейтрального положения в ту или другую стороны. При этом рабочая жидкость из нагнетательных гидросистем, проходя через фильтроэлементы 23, фильтруется и поступает в каналы 30 отвода рабочей жидкости к гидрораспределителям 2 и 3 гидропривода.Under the action of working pressures, the common actuating rod-piston 12 translationally moves and deflects the steering surfaces of the aircraft from a neutral position in one direction or another. In this case, the working fluid from the discharge hydraulic systems, passing through the filter elements 23, is filtered and enters the channels 30 of the discharge of the working fluid to the control valves 2 and 3 of the hydraulic actuator.

При необходимости снятия фильтроэлементов 23 для осмотров или регламентных промывок резьбовые пробки 27 (см. фиг.3) вывертываются и отсечные клапаны-плунжеры 33 под действием пружин 37 перемещаются наружу до упора в торцы расточек 21 меньших ступеней корпусов-гильз, перекрывая своей периферийной поверхностью обе кольцевые проточки 29 и 30 подвода и отвода рабочей жидкости, препятствуя сифонному вытеканию рабочей жидкости из гидросистем питания и внутренних полостей гидропривода одновременно.If it is necessary to remove the filter elements 23 for inspections or routine flushing, the threaded plugs 27 (see Fig. 3) are turned off and the shut-off valve-plungers 33 are moved outward by the action of the springs 37 to the ends of the bores 21 of the lower stages of the sleeve casings, overlapping with their peripheral surface both annular grooves 29 and 30 of the inlet and outlet of the working fluid, preventing the siphon flow of the working fluid from the hydraulic power systems and internal cavities of the hydraulic drive at the same time.

При загрязнении какого-либо фильтрующего элемента 23 выше установленной нормы (см.фиг.4) и превышении на нем сверхзаданного перепада давления фильтроэлемент совместно с плунжером 33 перемещается вглубь расточки 20, сжимая пружину 37 до тех пор, пока плунжер 33 своей кромкой 34 не откроет проточку 30 отвода рабочей жидкости. При этом рабочая жидкость, минуя загрязненный фильтроэлемент, поступает внутрь гидропривода, чем обеспечивается его гарантированное рабочее функционирование.If any filter element 23 is contaminated above the established norm (see Fig. 4) and the excess of the preset differential pressure is exceeded on it, the filter element together with the plunger 33 moves deep into the bore 20, compressing the spring 37 until the plunger 33 with its edge 34 opens a groove 30 drainage of the working fluid. In this case, the working fluid, bypassing the contaminated filter element, enters the hydraulic actuator, which ensures its guaranteed operation.

При правильной установке фильтрующего элемента в расточку плунжера 33 (см. фиг.2) ограничивающий упор 43 входит в осевое отверстие фильтрующего элемента 23, не препятствуя монтажу, при этом установка фильтроэлемента закрытым (глухим) торцом в расточку плунжера 33 автоматически исключается и становится невозможной.When the filter element is correctly installed in the bore of the plunger 33 (see Fig. 2), the restrictive stop 43 enters the axial hole of the filter element 23 without hindering installation, while installing the filter element with the closed (deaf) end in the bore of the plunger 33 is automatically excluded and becomes impossible.

Предложенное техническое решение обусловлено в основном необходимостью обеспечения компактности размещения заявляемого гидропривода, удобства его подсоединения на объекте, обслуживания и ремонта, необходимостью повышения надежности и эффективности применения на летательном аппарате.The proposed technical solution is mainly due to the need to ensure the compactness of the proposed hydraulic actuator, the convenience of its connection at the facility, maintenance and repair, the need to increase the reliability and efficiency of use on an aircraft.

Данное техническое решение позволяет использовать для оснащения заявляемого гидропривода серийно выпускаемые специализированными предприятиями функционально законченные конструкции фильтроэлементов модульного исполнения и на этой основе значительно упростить конструкцию гидропривода и улучшить его соответствующие качественные показатели. За счет встройки фильтрующих устройств непосредственно в корпус гидропривода удалось минимизировать габаритные размеры гидропривода и его массу.This technical solution makes it possible to use functionally completed designs of filter elements of a modular design that are commercially available by specialized enterprises for equipping the inventive hydraulic drive and, on this basis, significantly simplify the hydraulic drive design and improve its corresponding quality indicators. Due to the installation of filtering devices directly into the body of the hydraulic actuator, it was possible to minimize the overall dimensions of the hydraulic actuator and its mass.

Повышение надежности заявляемого гидропривода достигается тем, что фильтрующие устройства сохраняют пропускную способность рабочей среды при загрязнении фильтрующих элементов сверх допустимых норм, чем обеспечивается работоспособность гидропривода и объекта в целом.Improving the reliability of the inventive hydraulic actuator is achieved by the fact that the filtering devices retain the throughput of the working medium when the filter elements are contaminated in excess of the permissible norms, which ensures the operability of the hydraulic actuator and the entire facility.

Надежность работы фильтрующих устройств обеспечивается также отсутствием скручивающих деформаций фильтроэлементов при монтаже их в гнезда корпусов и затяжках резьбовых пробок, закрывающих каналы фильтров. Устройство, представляющее собой жесткий ограничивающий упор, устанавливаемый в гнезде плунжера, исключает неправильный монтаж фильтроэлементов в гнезда глухими концами внутрь во время проведения регламентных работ в эксплуатации.The reliability of the filtering devices is also ensured by the absence of twisting deformations of the filter elements when they are installed in the housings and by tightening the screw plugs that cover the filter channels. The device, which is a rigid limiting stop, installed in the socket of the plunger, eliminates the incorrect installation of filter elements in the socket with blind ends inward during routine maintenance.

Повышение герметичности отсечного клапана (плунжера) при съеме фильтроэлемента обуславливается конструкцией самого клапана, отсекающего своей периферийной поверхностью каналы подвода и отвода рабочей среды. Такая конструкция позволяет обеспечить необходимую степень герметичности, зависящую от задаваемой величины зазора между сопрягаемыми поверхностями.Increasing the tightness of the shut-off valve (plunger) when removing the filter element is determined by the design of the valve itself, which cuts off the channels for supplying and discharging the working medium with its peripheral surface. This design allows you to provide the necessary degree of tightness, depending on the set value of the gap between the mating surfaces.

Таким образом, именно заявленная совокупность существенных конструктивных признаков предлагаемого изобретения позволяет обеспечить технический результат, выражающийся в повышении надежности и удобства обслуживания в эксплуатации, расширения функциональных возможностей гидропривода с сохранением высокой технологичности изготовления.Thus, it is the claimed combination of essential design features of the invention that allows to provide a technical result, expressed in increasing the reliability and ease of maintenance in operation, expanding the functionality of the hydraulic drive while maintaining high manufacturability.

Claims

1. A redundant servo hydraulic actuator for the aircraft control system, comprising a housing with hydrodistributors and discharge and discharge channels from independent hydraulic power sources, filters installed in the pressure (inlet) lines of the working fluid into the hydraulic actuator, a multi-chamber power hydraulic motor, and a control transmission mechanism a signal and a system of channels and lines connecting these elements of the hydraulic drive to each other, characterized in that the filters in the pressure lines of the working fluid are integrated directly into the hydraulic actuator housing and are formed in the form of filtering devices with filter elements - means for cleaning this fluid from mechanical particles, bypass and shut-off valves structurally and functionally combined into block modules with the ability to integrate them into cylindrical bores of the hydraulic actuator housing, bypassing the working fluid into control channels bypassing the filter elements when they become clogged and exceeding the specified pressure drop and easy removal of the filter elements with automatic siphon cut-off leakage of the working fluid from the internal cavities of the hydraulic actuator and the supply hydraulic system, each filtering device includes a housing made in the form of a guide sleeve sealed on the external mounting surface with a flange with holes for mounting bolts and with a coaxially located through stepwise cylindrical bore, the lower stage of which facing the uncompressed cylindrical collar of the filter element, the closed end of which is abutted against the end of the thread fixed in the sleeve housing cork with sealing rings on the outer cylindrical surface, and on the inner surface of the bore of a larger step of the sleeve body, annular collector grooves with radially directed channels for supplying and discharging the filtered working fluid are formed, each functionally and constructively shut-off valve combined with a bypass valve and made in the form a hollow spring-loaded plunger with a cut-off end edge, a partition with axial holes is formed inside the plunger, on one side it burns out A compression spring is placed on the plate, resting on the end of the stepped sleeve fixed in the sleeve housing, and on the other hand, a sealing collar of the filter element, radial holes are made on the walls of the plunger with the possibility of communication with the collector groove for draining the working fluid, while the plunger is installed in the bore of a larger stage cartridge cases with the possibility of limited reciprocating movement in both directions from the initial position - in the direction outward when removing the filter element and overlapping the annular to of the inlet groove for supplying the working fluid and inward, against the force of the compressed spring, when the filter element is clogged and the annular manifold opening of the housing-sleeve is opened with its cutoff edge, and the distance between the end of the plunger (valve) with the cutoff edge and the annular collector groove for removal the filtered working fluid in the sleeve housing is made smaller than the distance between the opposite end of the plunger and the supporting end of the stepped tulki.

2. The servo-hydraulic drive according to claim 1, characterized in that each filtering device is equipped with a restrictive cylindrical stop mounted inside the plunger and rigidly and coaxially fixed to its partition from the location of the output central channel of the filter element, while between the outer cylindrical surface of the limit stop and the inner the surface of the outlet channel of the filter element has a guaranteed annular gap for the passage of the filtered working fluid.