Способ регулирования объемного гидропривода поступательного движения

 

Изобретение позволяет повысить КПД гидропривода путем рекуперации в течение цикла колебаний вытеснителя энергии излишка потока рабочей жидкости с пульсирующей подачей. Поток жидкости дросселируют гидрораспределителем от насоса постоянной производительности. Насос содержит по меньшей мере одну рабочую камеру с вытеснителем и всасывающим клапаном. Гидроаккумулятор подключают между насосом и гидрораспределителем. Гидроаккумулятор предварительно заряжают до рабочего давления, соединяют непосредственно с рабочей камерой насоса. Рабочему органу гидрораспределителя сообщают колебательное движение, синхронизируя фазу его колебаний с фазой движения вытеснителя в камере. Для изменения скорости гидровдигателя изменяют амплитуду колебаний рабочего органа. Для изменения движения гидродвигателя изменяют фазу колебаний органа на 180°. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к регулируемым объемным гидроприводам.

Известен способ регулирования объемного гидропривода, предусматривающий дросселирование потока рабочей жидкости на распределителе при использовании насоса регулируемой производительности с обратной связью по давлению. Указанный способ позволяет обеспечить достаточно высокий КПД (0,8-0,9) регулируемого привода, однако насосы регулируемой производительности отличаются сложностью конструкции и значительной стоимостью изготовления, что является недостатком рассматриваемого способа.

Известен способ регулирования объемного гидропривода, принятый в качестве прототипа, предусматривающий дросселирование потока рабочей жидкости на распределителе при использовании насоса постоянной производительности, содержащего по меньшей мере одну рабочую камеру с вытеснителем и всасывающим клапаном, и включение гидроаккумулятора между насосом и распределителем.

Указанный способ предусматривает применение несложных, дешевых насосов, однако необходимость использования переливного клапана для отвода излишка потока, но поступающего в гидродвигатель, обуславливает сравнительно низкий КПД (0,2-0,38) привода. Потери потребляемой энергии достигают 100% при нулевой скорости гидродвигателя, т.е. при нулевом или близком к нулю смещении органа распределителя. При этом следует особо отметить, что в режиме нулевых и близких к нулю смещений часть времени работает целый класс приводов, а именно следящие гидроприводы. При этом такие низкие значения КПД обуславливают необходимость использования дополнительных систем охлаждения.

Цель изобретения - повышение КПД гидропривода путем рекуперации в течении цикла колебания вытеснителя энергии излишка потока рабочей жидкости насоса с пульсирующей подачей.

Поставленная цель достигается тем, что в способе регулирования объемного гидропривода, предусматривающем дросселирование потока рабочей жидкости дросселирующим гидрораспределителем от насоса постоянной производительности, содержащего по меньшей мере одну рабочую камеру с вытеснителем и всасывающим клапаном, и подключение гидроаккумулятора между насосом и гидрораспределителем, гидроаккумулятор, предварительно заряженный до рабочего давления, соединяют непосредственно с рабочей камерой насоса, а рабочую органу гидрораспределителя сообщают колебательное движение, синхронизируя фазу его колебаний с фазой движения вытеснителя в рабочей камере насоса, при этом для изменения скорости гидродвигателя изменяют амплитуду колебаний рабочего органа гидрораспределителя, а для изменения движения гидродвигателя изменяют фазу колебания рабочего органа гидрораспределителя на 180о.

Предлагаемый способ содержит признаки, отличающие его от прототипа, что позволяет признать предложение соответствующим критерию изобретения "новизна". При этом в патентной и научно-технической литературе не обнаружены источники информации, свидетельствующие об известности отличительных от прототипа признаков, следовательно предлагаемый способ соответствует критерию "существенные отличия".

Повышение КПД регулируемого гидропривода обусловлено рекуперацией в течение цикла колебаний вытеснителя энергии излишка потока рабочей жидкости, не используемого в гидродвигателе, что обусловлено признаками, касающимися связи колебаний рабочего органа гидрораспределителя с движением вытеснителя в рабочей камере насоса и способом включения гидроаккумулятора.

На чертеже показана схема объемного гидропривода, позволяющая реализовать предлагаемый способ регулирования.

Для реализации предлагаемого способа регулирования в объемном гидроприводе используют поршневой насос 1 постоянной производительности, содержащий по меньшей мере одну рабочую камеру 2 с вытеснителем 3 и всасывающим клапаном 4. Непосредственно к рабочей камере 2 подключают гидроаккумулятор 5, предварительно заряженный до рабочего давления. Поток рабочей жидкости от насоса 1 к гидродвигателю 6 дросселируют, например, на трехпозиционном четырехлинейном дросселирующем золотниковом гидрораспределителе 7 с запертыми гидролиниями в нейтральной позиции. Рабочему органу-золотнику 8 распределителя 7 сообщают колебательное движение, синхронизируя фазу его колебаний с фазой движения вытеснителя 3 в рабочей камере 2 насоса 1. Последнее может быть обеспечено посредством кинематической связи 9 между валом насоса 1 и золотником 8. Для изменения скорости гидродвигателя 6 изменяют амплитуду колебаний золотника 8, что может быть реализовано таким известным средством 10, как эксперимент с изменяющимся эксцентриситетом. Для изменения направления движения гидродвигателя 6 изменяют фазу колебания рабочего органа распределителя 7 на 180^о.

При использовании в приводе гидродвигателя 6 двустороннего действия и трехпозиционного гидрораспределителя 7 с запертыми гидролиниями в нелинейной позиции золотнику 8 сообщают колебательное движение в пределах от Х до Х при движении штока гидродвигателя 6 в одну сторону и от Х до -Х - при движении в другую сторону, где Х - смещение золотника 8 относительно нейтрального положения фазу колебаний золотника 8 синхронизируют с фазой движения вытеснителя 3 в рабочей камере 2 таким образом, что распределитель 7 выполняет дополнительную функцию нагнетательного клапана, т.е. запирает полость гидродвигателя 6 в фазе всасывания вытеснителя 3. При таком законе движения золотника 8 в гидроаккумулятор 5 поступает в период вытеснения излишек рабочей жидкости под рабочим давлением, а в период всасывания в рабочей камере энергия это излишней жидкости создает крутящий момент на валу насоса 1, совпадающий по направлению в фазе всасывания с моментом приводного двигателя. Таким образом, происходит рекуперация неиспользованной в гидродвигателе 6 энергии. С увеличением амплитуды колебаний золотника 8, т.е. с увеличением смещения Х золотника в фазе нагнетания вытеснителя 3 большая часть жидкости из рабочей камеры 2 поступает в полость гидродвигателя 6, скорость перемещения штока при этом увеличивается. В фазе всасывания вытеснителя 3 в рабочую камеру 2 через всасывающий клапан 4 поступает объем жидкости, равный объему жидкости, поступившей в полость гидродвигателя 6 в фазе нагнетания.

Использование предлагаемого способа регулирования объемного гидропривода с насосом постоянной производительности позволяет исключить необходимость применения переливного клапана и обеспечить рекуперацию энергии излишка потока рабочей жидкости, не поступающей в гидродвигатель, что позволяет существенно увеличить КПД регулируемого привода. Это свойство особенно важно в случае следящих приводов, работающих большую часть времени в так называемом "ждущем режиме" при запертых гидролиниях в нейтральном положении гидрораспределителя.

Изобретение позволяет минимизировать потребляемую мощность в любом режиме работы гидропривода.

Формула изобретения

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ, включающий дросселирование потока рабочей жидкости дросселирующим гидрораспределителем от насоса постоянной производительности, содержащего по меньшей мере одну рабочую камеру с вытеснителем и всасывающим клапаном, и подключение гидроаккумулятора между насосом и гидрораспределителем, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД гидропривода путем рекуперации в течение цикла колебания вытеснителя энергии излишка потока рабочей жидкости насоса с пульсирующей подачей, гидроаккумулятор, предварительно заряженный до рабочего давления, соединяют непосредственно с рабочей камерой насоса, а рабочему органу гидрораспределителя сообщают колебательное движение, синхронизируя фазу его колебаний с фазой движения вытеснителя в рабочей камере насоса, при этом для изменения скорости гидродвигателя изменяют амплитуду колебаний рабочего органа гидрораспределителя, а для изменения движения гидродвигателя изменяют фазу колебаний рабочего органа гидродвигателя на 180^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1