Гидравлическая система типа "ведущий-ведомый" для управления приводным двигателем
Изобретение относится к гидравлической системе управления для управления приводными двигателями и, в частности, к гидравлической системе для приведения в действие транспортера для перемещения сыпучих материалов, включающего ленточный конвейер. Гидравлическая система содержит модульные ведущее и ведомое гидравлические устройства, реализованные в виде гидравлических контуров, в которых датчики давления и редукционные клапаны обеспечивают управление скоростью, крутящим моментом и направлением движения. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к гидравлической системе управления для управления приводными двигателями и в частности, хотя и не исключительно, к гидравлической системе для приведения в действие транспортера для перемещения сыпучих материалов, включающего ленточный конвейер.
Уровень техники
При добыче полезных ископаемых и переработке сыпучих материалов обычно требуется транспортировать фрагментированный материал из места добычи или частичной обработки, такого как подземная шахта, в место сброса над землей для складирования, дальнейшей транспортировки или дальнейшей обработки. Обычно фрагментированный материал транспортируют с использованием одного или нескольких конвейерных устройств, таких как ленточные конвейеры, мобильные транспортеры и в особенности ленточные конвейеры с бесконечной лентой и конвейеры с замкнутым контуром (также называемые конвейерами для перемещения пакетов). Привод конвейерных лент обычно обеспечивается одним или несколькими приводными механизмами, включающими ряд шкивов с приводом от приводных двигателей, которые должны обладать требуемыми приводными характеристиками, включая скорость и усилие. При конструировании таких приводных механизмов обычно стараются минимизировать опасность повреждения ленты из-за чрезмерного натяжения, но при этом обеспечить достаточное натяжение, чтобы избежать провисания ленты и, соответственно, проблем с точностью и стабильностью перемещения.
В WO 2016/131470 описаны приводной механизм ленты и мобильный транспортер, в котором приводные устройства обеспечивают привод конвейерной ленты в прямом и обратном направлениях. Управление ведущим приводным устройством осуществляется установкой крутящего момента в зависимости от желаемой скорости конвейерной ленты, причем по меньшей мере одно вспомогательное приводное устройство работает с заранее установленным крутящим моментом.
В патенте США №4765456 раскрыта приводная система ленточного конвейера с регулируемой скоростью, выполненная с возможностью ее программирования для соответствия различным рабочим режимам и имеющая ведущее приводное устройство с приводным двигателем и по меньшей мере одно ведомое устройство с соответствующим приводным двигателем. Имеются управляющее устройство, управляющий контур и мультиплексор, осуществляющие управление двигателями таким образом, чтобы распределять нагрузку на предварительно запрограммированном уровне для обеспечения требуемой скорости работы как ведущего, так и ведомого приводного устройства.
Патент США №4032003 раскрывает гидростатическое приводное устройство конвейера, в котором используется ведущий привод с постоянной скоростью и ведомый привод гидростатического типа с замкнутым контуром. Между ведущим и ведомым приводными устройствами не предусмотрены ни электрические, ни гидравлические линии обратной связи. Таким образом, ведущее устройство перемещает конвейер с постоянной скоростью (в соответствии с переменными нагрузками), а ведомое приводное устройство реагирует на изменения нагрузки на конвейер, изменяя скорость привода и поддерживая постоянное усилие на конвейере.
Однако в существующих управляющих и приводных системах ограничены диапазоны регулирования скорости и усилия при работе. Кроме того, такие системы обычно включают относительно большое количество параметров управления. Соответственно, существует потребность в таком приводном механизме, который обладал бы преимуществами по сравнению с существующими системами.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание модульной системы управления приводом, подходящей для оперативного управления устройством для транспортировки сыпучих материалов, таким как конвейерная лента, с обеспечением высокой степени регулировки скорости и усилия в различных местах привода вдоль транспортера.
Еще одной задачей является создание приводной системы, имеющей минимальное количество параметров управления для упрощения управления. Еще одной задачей является создание системы, в которой сведено к минимуму количество составных частей и, в частности, управляющих подающих трубопроводов, таких как шланги для гидравлической рабочей жидкости, муфты и т.д.
Еще одна задача состоит в том, чтобы создать систему управления с обеспечением удобной модульности с точки зрения количества приводных устройств на систему или машину с обеспечением управления направлением скорости и/или крутящего момента при перемещении конвейерной ленты.
Эти задачи решены благодаря созданию гидравлической системы, обеспечивающей управление приводными двигателями, в которой обеспечена возможность управления скоростью ведущего устройства посредством регулирования расхода гидравлической рабочей жидкости, а одно или несколько ведомых устройств могут управляться прямо или косвенно ведущим устройством. Предпочтительно, ведущее устройство и ведомое устройство (ведомые устройства) способны управлять скоростью, крутящим моментом и/или направлением (вперед и назад) своих соответствующих приводных двигателей, что, в свою очередь, обеспечивает привод подходящих шкивов, действующих на ленту в различных местах.
Преимущество настоящей системы заключается в том, что она содержит полностью модульную гидравлически взаимосвязанную сеть незамкнутых гидравлических управляющих контуров. Общий контур системы может быть разделен на гидравлический контур ведущего устройства и гидравлические контуры ведомого устройства, которые взаимно связаны между собой посредством электронного или электрического соединения.
Соответственно, преимущество настоящего решения заключается в том, что ведомое устройство (ведомые устройства) может быть расположено (могут быть расположены) на удалении от ведущего устройства (например, на расстоянии до 50 м или более) и не нуждается в промежуточных гидравлических шлангах, которые иначе были бы необходимы для обеспечения необходимого управления и обратной связи. В настоящей системе используются гидравлические контуры, но соединение между этими гидравлическими контурами выполнено электронным или электрическим, и оно может быть реализовано посредством проводной или беспроводной связи для достижения требуемой функциональности типа "ведущий-ведомый". Так, в предпочтительном варианте ведущее гидравлическое устройство содержит ведущее управляющее устройство для управления потоком гидравлической рабочей жидкости и, следовательно, скоростью группы ведущих двигателей. Датчик давления в ведущем устройстве электронно или электрически соединен с блоком редукционных клапанов, имеющимся на каждом ведомом гидравлическом устройстве, который, в свою очередь, обеспечивает должное управление крутящим моментом соответствующих ведомых приводных двигателей. Соответственно, настоящая система устроена так, что ведомые приводные двигатели приводятся в действие при более низком давлении, чем соответствующие двигатели в ведущем устройстве, чтобы гарантировать, что каждое из ведомых устройств не станет ведущим.
Преимуществом является то, что настоящая система, и в особенности ведущее гидравлическое устройство дополнительно содержит группу первичных двигателей типа "ведущий-ведомый", которые косвенно управляются ведущим блоком управляющих клапанов через блок регулирующих клапанов, расположенный в проточном канале между блоком управляющих клапанов и ведущим двигателем. Регулируемый блок редукционных клапанов, снижающий первичное давление, запитан от блока регулирующих клапанов для приведения в действие первичных ведомых двигателей при пониженном давлении относительно ведущего двигателя. Предпочтительно, преобразователь давления в ведущем устройстве (для электронного или электрического регулирующего управления блоком редукционных клапанов в ведомых устройствах) расположен в регулируемом блоке редукционных клапанов, который управляет первичными ведомыми двигателями. Такая конструкция является предпочтительной для обеспечения того, чтобы ведомые гидравлические устройства были предварительно настроены на управление крутящим моментом в соответствии с рабочим режимом первичных ведомых двигателей.
Настоящая система предпочтительно реализована как электрически или электронно взаимосвязанная незамкнутая сеть для протекания гидравлической рабочей жидкости, в которой насос каждого из устройств, ведущего и ведомого, перемещает поток гидравлической рабочей жидкости в каждом из соответствующих незамкнутых контуров, имеющих соответствующие сливные отверстия и/или резервуары. Конструкция с незамкнутым гидравлическим контуром сводит к минимуму количество составных частей и общую сложность системы для удобной установки и надежной работы при минимальном обслуживании.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложена гидравлическая система для управления приводными двигателями, содержащая: i) гидравлический контур ведущего устройства, в свою очередь содержащий ведущий насос; ведущий блок управляющих клапанов, имеющий впускное отверстие, проточно сообщающееся с насосом, и первое выпускное отверстие, проточно сообщающееся со сливным отверстием или резервуаром; по меньшей мере один ведущий двигатель, проточно сообщающийся со вторым выпускным отверстием ведущего блока управляющих клапанов; блок регулирующих клапанов, установленный по направлению потока текучей среды между ведущим блоком управляющих клапанов и ведущим двигателем, проточно сообщающийся с ними и имеющий регулирующий трубопровод; первичный ведомый клапанный блок, проточно сообщающийся с регулирующим трубопроводом и имеющий впускное отверстие, проточно сообщающееся с насосом, первое выпускное отверстие, проточно сообщающееся со сливным отверстием или резервуаром, и второе выпускное отверстие; по меньшей мере один первичный ведомый двигатель, проточно сообщающийся со вторым выпускным отверстием первичного ведомого клапанного блока; регулируемый первичный редукционный клапан, который проточно сообщается с первичным ведомым клапанным блоком или образует его часть и на который воздействует блок регулирующих клапанов через регулирующий трубопровод для снижения давления в первичном ведомом двигателе ниже давления ведущего двигателя; и ведущий датчик давления для измерения давления в первичном ведомом клапанном блоке и/или первичном ведомом двигателе; ii) по меньшей мере один гидравлический контур ведомого устройства, содержащий: ведомый насос; клапанный блок регулирования давления, в свою очередь содержащий по меньшей мере один вторичный редукционный клапан с электрическим или электронным управлением; вторичный ведомый клапанный блок, имеющий впускное отверстие, проточно сообщающееся с ведомым насосом через клапанный блок регулирования давления, первое выпускное отверстие, проточно сообщающееся со сливным отверстием или резервуаром, и второе выпускное отверстие; и по меньшей мере один вторичный ведомый двигатель, проточно сообщающийся со вторым выпускным отверстием вторичного ведомого клапанного блока; iii) причем клапанный блок регулирования давления электрически или электронно соединен с ведущим датчиком давления для обеспечения оперативного управления давлением во вторичном ведомом двигателе.
Предпочтительно, ведущий контур дополнительно содержит блок гидравлических распределителей направленного действия, расположенный в проточной части между ведущим насосом и первичным ведомым клапанным блоком и проточно сообщающийся с ними для обеспечения регулирующего управления по меньшей мере частью первичного ведомого клапанного блока. В предпочтительном варианте гидравлический распределитель направленного действия первичного ведомого клапанного блока выполнен с возможностью гидравлического регулирующего управления с использованием блока гидравлических распределителей направленного действия, который может содержать двухпозиционные электромагнитные клапаны. Гидравлический распределитель направленного действия может содержать пропорциональный гидравлический регулируемый клапан.
Необязательно, первичный и вторичный ведомые клапанные блоки соответственно содержат клапаны-регуляторы расхода двунаправленного действия, возможно расположенные попарно, причем каждая пара соединена соответственно с соответствующей стороной входа и выхода каждого из ведомых двигателей первичного и вторичного.
Необязательно, ведущий контур может дополнительно содержать клапанный блок обратной связи нагрузки, установленный в проточной части между насосом и каждым из следующих клапанных блоков: ведущий блок управляющих клапанов и первичный ведомый клапанный блок для управления с обратной связью нагрузкой насоса. Необязательно, ведущий контур может дополнительно содержать встроенный блок предохранительных клапанов, расположенный непосредственно перед насосом по направлению потока текучей среды, т.е. между насосом и каждым из следующих клапанных блоков: ведущий блок управляющих клапанов и первичный ведомый клапанный блок.
Предпочтительно ведущий блок управляющих клапанов и/или блок регулирующих клапанов содержат по меньшей мере один гидравлический распределитель направленного действия для управления рабочим направлением ведущего двигателя. Гидравлический распределитель направленного действия предпочтительно представляет собой распределитель двунаправленного действия. Предпочтительно каждый двигатель содержит пару регулирующих клапанов двунаправленного действия.
Необязательно, ведущий датчик давления размещен в проточной части между регулируемым редукционным клапаном и первичным ведомым клапанным блоком. Ведущий датчик давления может быть расположен на входной стороне регулируемого редукционного клапана и/или первичного ведомого клапанного блока. Необязательно, ведущий датчик давления может быть встроен в первичный ведомый клапанный блок между редукционным клапаном и первичным ведомым двигателем по направлению потока текучей среды. Это обеспечивает точное и надежное определение рабочего давления первичного ведомого двигателя для последующего электронного или электрического регулирующего управления редукционным клапаном внутри каждого гидравлического контура ведомого устройства.
Предпочтительно вторичный редукционный клапан присоединен по проводной или беспроводной связи к ведущему датчику давления. Проводное присоединение может быть обеспечено обычным электрическим соединением, проходящим между ведущим устройством и каждым из ведомых устройств. Необязательно, соединение может быть беспроводным, в котором ведущее и ведомое устройства содержат компоненты беспроводной связи, включая, например, радиочастотные (RF) модули связи, компоненты Bluetooth, компоненты Wi-Fi или другие известные средства беспроводной связи.
Необязательно, вторичный редукционный клапан управляется исключительно ведущим датчиком давления. Такая конструкция позволяет свести к минимуму количество параметров управления в системе, поскольку ведомые устройства управляются исключительно ведущим устройством. Таким образом, соответствующие насосы в ведомых устройствах могут работать в соответствии с предварительно заданными рабочими условиями без необходимости динамического управления.
Предпочтительно гидравлический контур ведомого устройства дополнительно содержит блок гидравлических распределителей направленного действия, расположенный в проточной части между ведомым насосом и вторичным ведомым клапанным блоком и проточно сообщающийся с ними для обеспечения регулирующего управления по меньшей мере частью вторичного ведомого клапанного блока. Предпочтительно, вторичный ведомый клапанный блок дополнительно содержит по меньшей мере один гидравлический распределитель направленного действия, находящийся под регулируемым управлением блока гидравлических распределителей направленного действия, для управления рабочим направлением вторичного ведомого двигателя. Блок гидравлических распределителей направленного действия гидравлического контура ведомого устройства может содержать двухпозиционные электромагнитные клапаны, а блок гидравлических распределителей направленного действия вторичного ведомого клапанного блока может содержать пропорциональный гидравлический регулируемый клапан.
Необязательно, гидравлический контур ведомого привода дополнительно содержит ведомый датчик давления для измерения давления в ведомом клапанном блоке и/или вторичном ведомом двигателе. Необязательно, ведомый датчик давления может быть расположен на входной стороне вторичного ведомого клапанного блока или встроен в этот блок для точного и надежного определения давления в соответствующем вторичном ведомом двигателе.
Необязательно, блок регулирующих клапанов, первичный ведомый клапанный блок и/или вторичный ведомый клапанный блок дополнительно содержат по меньшей мере один распределитель направленного действия, по меньшей мере один селективный клапан и/или по меньшей мере один уравновешивающий клапан на пути потока текучей среды к соответствующим двигателям.
Необязательно, гидравлическая система содержит один гидравлический контур ведущего устройства и множество гидравлических контуров ведомого устройства, как заявлено здесь, причем каждый гидравлический контур ведомого устройства электрически или электронно и прямо или косвенно подключен к ведущему датчику давления. Необязательно, каждый из гидравлических контуров ведомого устройства может быть соединен непосредственно с гидравлическим контуром ведущего устройства с использованием соединения, предусмотренного между ведущим датчиком давления и каждым из соответствующих редукционных клапанов давления в ведомых контурах. Необязательно, ведомые контуры могут быть включены последовательно, а ведомые устройства могут дополнительно содержать соответствующие ведомые датчики давления, необязательно соответственно расположенные во вторичном ведомом клапанном блоке. В таких вариантах осуществления редукционный клапан в гидравлическом контуре первого ведомого устройства может управляться ведомым датчиком давления в предшествующем гидравлическом контуре второго ведомого устройства в соответствии с релейной конфигурацией, при этом общие ведомые цепи в конечном итоге управляются ведущим датчиком давления.
Предпочтительно система содержит по меньшей мере один датчик или множество датчиков, которые могут включать, в частности, датчики потока жидкости, обеспечивающие мониторинг, регулирование производительности и контроль за реакцией давления жидкости и скорости потока (расхода потока) в системе и, необязательно, датчики давления жидкости. Необязательно, датчики могут быть расположены на клапанах, трубопроводах и/или гидравлических приводах.
Предпочтительно, гидравлическая система дополнительно содержит по меньшей мере микропроцессор, установленный между ведущим датчиком давления и редукционным клапаном и соединенный с ними, при этом микроконтроллер выполнен с возможностью управления редукционным клапаном для регулирования давления в гидравлическом контуре ведомого устройства для обеспечения рабочего управления давлением во вторичном ведомом двигателе. Предпочтительно, чтобы управление и связь ведущий-ведомый (между ведущим и ведомым устройствами) осуществлялись посредством электрической/электронной связи между ведущим датчиком давления и микроконтроллером, который, в свою очередь, соединен с редукционным клапаном для регулирования давления в каждом ведомом устройстве. Система может содержать один микропроцессор или множество микропроцессоров, причем для независимого регулирования давления, заданного ведущим устройством, в каждом ведомом устройстве имеется соответствующий микропроцессор.
Предпочтительно система содержит первичные ведомые двигатели и вторичные ведомые двигатели.
Необязательно, различные регулирующие клапаны, упомянутые в данном документе, могут содержать электрогидравлические клапаны, которые электрически управляются независимо друг от друга или вместе как часть клапанного блока. Необязательно, клапаны с электронным управлением могут включать электрогидравлические клапаны и/или электромагнитные регулирующие клапаны. Такие клапаны используются для управления объемным расходом и/или скоростью жидкости в системе. Такие регулирующие клапаны могут быть связаны с использованием проводной или беспроводной связи с внешним устройством управления, таким как компьютер, сеть, удаленный компьютер, служебная программа на базе процессора или сервер. Необязательно, электрогидравлические клапаны могут содержать пропорциональные электромагнитные клапаны, гидравлические распределители направленного действия или сервоклапаны или их комбинацию. В этом описании такое понятие как "электрогидравлические клапаны" охватывает типы клапанов, выполненных с возможностью управления направлением потока, объемным расходом и давлением жидкости посредством управления подвижными частями (т.е. золотниками) клапанов с использованием электрических сигналов. Такие клапаны могут работать от переменного или постоянного тока.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложено конвейерное устройство для транспортировки сыпучего материала из одного места в другое по меньшей мере в одном направлении транспортировки, содержащее: конвейерную ленту; по меньшей мере один ведущий приводной шкив и множество ведомых приводных шкивов для приведения ленты в движение по меньшей мере в одном направлении транспортировки; и гидравлическую систему, как заявлена в данном документе, в которой ведущий двигатель соединен с возможностью привода с ведущим приводным шкивом, а первичный и вторичный ведомые двигатели соединены с возможностью привода с соответствующими ведомыми приводными шкивами для обеспечения привода соответствующих приводных шкивов и конвейерной ленты. Необязательно, конвейерное устройство содержит по меньшей мере одно ведущее приводное устройство, соединенное с гидравлическим контуром ведущего устройства, и множество ведомых приводных устройств, соединенных с соответствующими гидравлическими контурами ведомого устройства; при этом ведомые приводные устройства позиционно отделены от ведущего приводного устройства для обеспечения привода конвейерной ленты в различных местах конвейерного устройства.
Краткое описание чертежей
Далее описана конкретная реализация настоящего изобретения только в качестве примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
На фиг. 1 представлена схематическая иллюстрация того, как с использованием гидравлической системы управления типа "ведущий-ведомый" реализовано управление приводом конвейера для перемещения пакетов, при этом ведущее приводное устройство соединено с ведомым приводным устройством;
на фиг. 2 представлена схема гидравлического контура ведущего устройства управления, составляющего часть системы управления, представленной на фиг. 1;
на фиг. 3 представлена схема гидравлического контура ведомого устройства системы управления, представленной на фиг. 1;
на фиг. 4А представлен гидравлический контур ведущего устройства согласно фиг. 2, предназначенная для управления приводными устройствами конвейера для перемещения пакетов согласно фиг. 1;
На фиг. 4В представлена гидравлическая схема ведомого устройства согласно фиг. 3, предназначенная для управления приводами конвейера для пакетов согласно фиг. 1.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения
Согласно фиг. 1, предложена модульная гидравлическая конвейерная система, включающая, в частности, гидравлический управляющий механизм для управления приводным двигателем. Гидравлический приводной механизм обеспечивает полностью модульную систему для управления непрерывным транспортером, в котором ведущее и ведомое гидравлические устройства соединены посредством электрических или электронных средств связи. Преимущество настоящей системы состоит в том, что она сводит к минимуму параметры управления, обеспечивая при этом выборочную регулировку привода ленты, включая, в частности, направленное управление скоростью и усилием, по выбору, через ввод одного параметра ведущего устройства.
Настоящая система выгодна тем, что устраняет потребность в шлангах, соединениях и соединениях большой длины для гидравлической рабочей жидкости благодаря электрическому/электронному соединению ведущего и ведомого устройств.
Как показано на фиг. 1, ведущее приводное устройство 10 содержит ведущий приводной механизм Па, имеющий приводные шкивы 12а и стабилизирующие шкивы 14а для стабилизации ленты. Для транспортировки сыпучего материала 15 под механизмом 11 а подвешена конвейерная лента 13 для перемещения пакетов. Соответствующее вторичное ведомое приводное устройство 18 для привода ленты содержит ведомый приводной механизм 11b, также соединенный с лентой 13 и расположенный на удалении от ведущего приводного устройства 10, например, на расстоянии 10, 20, 30, 40, 50 или более метров. Ведомое устройство 11b дополнительно содержит соответствующие приводные шкивы 12b и стабилизирующие шкивы 14b для стабилизации ленты.
Приводное устройство 10 для привода конвейера приводится в действие ведущим гидравлическим контуром 16 (соединенным с приводным шкивом 12а через гидравлическую сеть 19), включающим соответствующие гидравлические приводные двигатели, которые в свою очередь соединены с соответствующими приводными шкивами 12а. Соответствующий гидравлический ведомый контур 17 обеспечивает поступательный привод ведомого приводного устройства 18 конвейера (через соответствующую гидравлическую сеть 19) с соответствующим приводом ведомых шкивов 12b, осуществляемым посредством соответствующих гидравлических приводных двигателей. Гидравлический ведомый контур 17 управляется непосредственно ведущим контуром 16 через электрические/электронные средства связи, условно обозначенные позицией 20.
Как показано на фиг. 2, ведущий контур 16 реализован в виде незамкнутого гидравлического контура, который в целом включает ведущий насос 26, ведущий блок 21 управляющих клапанов, блок 22 регулирующих клапанов, первичный ведомый клапанный блок 24, ведущий двигатель 23, первичные ведомые двигатели 25, регулируемый первичный редукционный клапан 33 и ведущий датчик 34 давления. Контур 16 дополнительно содержит встроенный блок 27 предохранительных клапанов, клапанный блок 28 обратной связи по нагрузке, блок 29 гидравлических распределителей направленного действия и резервуар 42.
Насос 26, подающий поток гидравлической рабочей жидкости в контур 16, напрямую соединен со встроенным блоком 27 предохранительных клапанов. Для обеспечения управления с обратной связью по нагрузке клапанный блок 28 обратной связи по нагрузке установлен в проточной части непосредственно перед насосом 26. Встроенный блок 27 предохранительных клапанов в свою очередь проточно сообщается с ведущим блоком 21 управляющих клапанов и первичным ведомым клапанным блоком 24. Блок 29 гидравлических распределителей направленного действия на стороне впуска также запитан от насоса 26 (через встроенный блок 27 предохранительных клапанов), а на стороне выпуска соединен с первичным ведомым клапанным блоком 24 (через регулирующий трубопровод 41).
Ведущий блок 21 управляющих клапанов соединен на первой выпускной стороне с блоком 22 регулирующих клапанов, а на второй выпускной стороне с резервуаром 42 и клапанным блоком 28 обратной связи по нагрузке. Блок 22 регулирующих клапанов соединен на первой выходной стороне с ведущим двигателем 23, а на второй выходной стороне с ведущим блоком 21 управляющих клапанов. Блок 22 регулирующих клапанов дополнительно соединен через регулирующий трубопровод 30 с первичным ведомым клапанным блоком 24, чтобы обеспечить гидравлическое регулирующее управление блоком 24. Ведущий датчик 34 давления (предпочтительно реализованный как датчик давления) присоединен к входной стороне первичного ведомого клапанного блока 24 с возможностью определения давления гидравлической рабочей жидкости, подаваемой на первичные ведомые двигатели 25 через блок 24.
В одном из вариантов реализации ведущий блок управляющих клапанов может содержать любое обычное гидравлическое устройство управления, известное специалистам в данной области техники, включая, например, клапаны-регуляторы расхода 32 направленного действия, противовесные клапаны, электромагнитные управляющие клапаны, пропорциональные электромагнитные клапаны и т.д. Блок 22 регулирующих клапанов содержит селективный клапан 31 для обеспечения максимального рабочего давления и вспомогательный датчик 57 давления для определения давления в ведущем двигателе 23. Первичный ведомый блок 24 содержит распределитель 35 направленного действия, соединенный с регулируемым редукционным клапаном 33, который в свою очередь гидравлически управляется через регулирующий трубопровод 30 и блок 22 регулирующих клапанов. Блок 24 дополнительно содержит уравновешивающие клапаны 38 и соответствующие пары клапанов-регуляторов расхода 36 двунаправленного действия, предусмотренные на впускной и выпускной сторонах каждого соответствующего первичного ведомого двигателя 25. К каждому соответствующему первичному ведомому двигателю 25 также присоединен набор дополнительных датчиков 37 давления. В одном из вариантов реализации блок 29 гидравлических распределителей направленного действия и блок 28 обратной связи по нагрузке содержат электромагнитные гидравлические распределители 39, 40 направленного действия.
Как показано на фиг. 3, ведомый гидравлический контур 17 в целом включает: насос 49, клапанный блок 44 регулирования давления, вторичный ведомый клапанный блок 51 (имеющий вторичные ведомые двигатели 55), редукционный клапан 43 (предусмотрен в блоке 44) и резервуар 50. Контур 17 дополнительно содержит блок 45 гидравлических распределителей направленного действия, вторичный датчик 53 давления и встроенный блок 48 пропорциональных редукционных клапанов.
Аналогично ведущему контуру 16, блок 48 редукционных клапанов соединен на входной стороне с насосом 49, а на выходной стороне с блоком 45 гидравлических распределителей направленного действия, как более подробно описано ниже. Вторая выпускная сторона блока 48 соединена со вторичным ведомым клапанным блоком 51 и клапанным блоком 44 регулирования давления. Блок 45 гидравлических распределителей направленного действия обеспечивает гидравлическое регулирующее управление гидравлическим распределителем 52 направленного действия во вторичном ведомом клапанном блоке 51 через регулирующий трубопровод 56. Выпускная сторона вторичного ведомого клапанного блока 51 соединена с резервуаром 50 и клапанным блоком 28 обратной связи по нагрузке. В одном из вариантов реализации блок 45 гидравлических распределителей направленного действия и клапанный блок 44 регулирования давления содержат электромагнитные гидравлические распределители 46, 47 направленного действия.
Как показано на фиг. 4А и 4В, ведомый контур 17 и, в частности, вторичные ведомые двигатели 55 управляются непосредственно ведущим контуром 16 через непрямую электрическую/электронную связь 59 между ведущим датчиком 34 давления и клапанным блоком 44 регулирования давления, который включает, в частности, встроенный пропорциональный редукционный клапан 43.
Система дополнительно содержит по меньшей мере микропроцессор, который может быть реализован и схематически представлен как "А" и/или "В" на фиг. 4А и 4В. Таким образом, управление и связь ведущий-ведомый (между устройствами 16 и 17) осуществляется через электрическую/электронную связь между ведущим датчиком 34 давления и микроконтроллером А, В, который, в свою очередь, соединен с редукционным клапаном 43 для регулировки давления в каждом ведомом устройстве 17.
Соответственно, регулируемый первичный редукционный клапан 33 важен для установки давления первичных ведомых двигателей 25. Это давление отслеживается ведущим датчиком 34 давления, а затем посредством электрической/электронной связи между ведущим датчиком 34 давления и микроконтроллером А, В (и, следовательно, клапаном 43) давление во вторичных ведомых двигателях 55 контролируется и, что важно, устанавливается ведущим устройством 16.
Датчик 53 в ведомом устройстве 17 также связан с микропроцессором А, В и важен для проверки давления во вторичных ведомых двигателях 55. Если требуется регулировка для поддержания давления ниже давления в ведущем устройстве 16, она осуществляется с использованием микропроцессора А, В, управляющего клапаном 43, при этом регулируемое микропроцессором давление подтверждается датчиком 53.
Соответственно, гидравлическая рабочая жидкость, подаваемая во вторичный ведомый клапанный блок 51, управляется ведущим контуром 16 через микропроцессор А, В, блок 44, клапан 43 и датчик 53. Следует отметить, что ведущий контур 16 может быть связан с дополнительными ведомыми контурами 17 через соответствующее электрическое/электронное соединение 58, причем обозначение 'С соответствует дополнительной непрямой связи с дополнительным вторичным ведомым клапанным блоком 51 (дополнительного ведомого контура 17, имеющего электронную схему и встроенные компоненты, как показано и описано со ссылками на фиг. и 4В) через соответствующий или тот же микропроцессор (А, Б). Согласно еще одному варианту реализации, дополнительными ведомыми контурами 17 можно управлять последовательно посредством электрического/электронного соединения между соответствующим редукционным клапаном 43 первых ведомых контуров 17 и датчиком 53 давления непосредственно предшествующих вторых ведомых контуров 17.
Следует отметить, что ведущий контур 16 управляет скоростью конвейерной ленты 13 через ведущий двигатель 23. Давление в первичном ведомом блоке 24 управляет скоростью первичных ведомых двигателей 25 в зависимости от ведущего давления. Регулируемый редукционный клапан 33 снижает давление в первичных ведомых двигателях 25 до давления ниже давления в ведущем двигателе 23. Такое снижение давления может находиться в диапазоне от 0,1 до 2 МПа и может составлять от 0,3 до 1,1 МПа. Такая конструкция предотвращает превращение первичных ведомых двигателей 25 в ведущие двигатели 23 при работе. Преимущество контура 16 также в том, что привод обоих комплектов двигателей 23, 25 обеспечен одним насосом 26.
Следует отметить, что один ведомый контур 17 или несколько ведомых контуров 17 управляются крутящим моментом через электронную/электрическую муфту 58, 59. Датчик 34 давления измеряет желаемое ведомое давление в блоке 24, чтобы настроить пропорциональный редукционный клапан 43 давления в каждом соответствующем ведомом контуре 17 в соответствии с назначенным ведомым давлением. Требуемый крутящий момент соответственно распределяется между контурами 17. Предлагаемая конструкция позволяет свести рабочие параметры управления к одному параметру управления для контуров 16 и 17. Предпочтительно, ведущий контур 16 реализован с управлением скоростью, а ведомые контуры реализованы с управлением крутящим моментом. Кроме того, предлагаемая гидравлическая система управления, содержащая контуры 16, 17, обеспечивает модульную конструкцию, которая может быть адаптирована к требованиям различных конвейерных машин и устройств, чтобы соответствовать различным требованиям к длине и нагрузке. С использованием различных блоков и клапанов управления направлением настоящая система обеспечивает управление как скоростью (переменный объем), так и крутящим моментом (переменное давление) в дополнение к управлению направлением различных приводных двигателей 23, 25, 55.
1. Гидравлическая система для управления приводными двигателями, содержащая:
i) гидравлический контур (16) ведущего устройства, содержащий:
ведущий насос (26),
ведущий блок (21) управляющих клапанов, имеющий впускное отверстие, проточно сообщающееся с насосом (26), и первое выпускное отверстие, проточно сообщающееся со сливным отверстием или резервуаром (42),
по меньшей мере один ведущий двигатель (23), проточно сообщающийся со вторым выпускным отверстием ведущего блока (21) управляющих клапанов,
блок (22) регулирующих клапанов, установленный по направлению потока текучей среды между ведущим блоком (21) управляющих клапанов и ведущим двигателем (23), проточно сообщающийся с ними и имеющий регулирующий трубопровод (30),
первичный ведомый клапанный блок (24), проточно сообщающийся с регулирующим трубопроводом (30) и имеющий впускное отверстие, проточно сообщающееся с насосом (26), первое выпускное отверстие, проточно сообщающееся со сливным отверстием или резервуаром (42), и второе выпускное отверстие,
по меньшей мере один первичный ведомый двигатель (25), проточно сообщающийся со вторым выпускным отверстием первичного ведомого клапанного блока (24),
регулируемый первичный редукционный клапан (33), который проточно сообщается с первичным ведомым клапанным блоком (24) или образует его часть и на который воздействует блок (22) регулирующих клапанов через регулирующий трубопровод (30) для снижения давления в первичном ведомом двигателе (25) ниже давления ведущего двигателя (23), и
ведущий датчик (34) давления для измерения давления в первичном ведомом клапанном блоке (24) и/или первичном ведомом двигателе (25),
ii) по меньшей мере один гидравлический контур (17) ведомого устройства, содержащий:
ведомый насос (49),
клапанный блок (44) регулирования давления, в свою очередь, содержащий по меньшей мере один вторичный редукционный клапан (43) с электрическим или электронным управлением,
вторичный ведомый клапанный блок (51), имеющий впускное отверстие, проточно сообщающееся с ведомым насосом (49) через клапанный блок (44) регулирования давления, первое выпускное отверстие, проточно сообщающееся со сливным отверстием или резервуаром (42), и второе выпускное отверстие, и
по меньшей мере один вторичный ведомый двигатель (55), проточно сообщающийся со вторым выпускным отверстием вторичного ведомого клапанного блока,
iii) причем клапанный блок (44) регулирования давления электрически или электронно соединен с ведущим датчиком (34) давления для обеспечения оперативного управления давлением во вторичном ведомом двигателе (55).
2. Гидравлическая система по п. 1, в которой ведущий контур (16) дополнительно содержит блок (29) гидравлических распределителей направленного действия, расположенный в проточной части между ведущим насосом (26) и первичным ведомым клапанным блоком (24) и проточно сообщающийся с ними для обеспечения регулирующего управления по меньшей мере частью первичного ведомого клапанного блока (24).
3. Гидравлическая система по п. 2, в которой первичный ведомый клапанный блок (24) содержит распределитель (35) направленного действия, находящийся под регулирующим управлением блока (29) гидравлических распределителей направленного действия.
4. Гидравлическая система по любому из предшествующих пунктов, в которой ведущий блок (21) управляющих клапанов и/или блок (22) регулирующих клапанов содержит по меньшей мере один гидравлический распределитель направленного действия для управления рабочим направлением ведущего двигателя (23).
5. Гидравлическая система по любому из предшествующих пунктов, в которой первичный и вторичный ведомые клапанные блоки (24, 51) соответственно содержат клапаны-регуляторы (36, 54) расхода направленного действия, соединенные соответственно с каждым из ведомых двигателей (25, 55), первичным и вторичным.
6. Гидравлическая система по любому из предшествующих пунктов, в которой ведущий датчик (34) давления расположен на пути потока жидкости между регулируемым редукционным клапаном (33) и первичным ведомым клапанным блоком (24).
7. Гидравлическая система по любому из предшествующих пунктов, в которой вторичный редукционный клапан (43) подключен по проводной или беспроводной связи к ведущему датчику (34) давления.
8. Гидравлическая система по любому из предшествующих пунктов, в которой вторичный редукционный клапан (43) управляется исключительно ведущим датчиком (34) давления.
9. Гидравлическая система по любому из предшествующих пунктов, в которой гидравлический контур (17) ведомого устройства дополнительно содержит блок (45) гидравлических распределителей направленного действия, расположенный в проточной части между ведомым насосом (49) и вторичным ведомым клапанным блоком (51) и проточно сообщающийся с ними для обеспечения регулирующего управления по меньшей мере частью вторичного ведомого клапанного блока (51).
10. Гидравлическая система по п. 9, в которой вторичный ведомый клапанный блок (51) дополнительно содержит по меньшей мере один гидравлический распределитель (52) направленного действия, находящийся под регулируемым управлением блока (45) гидравлических распределителей направленного действия, для управления рабочим направлением вторичного ведомого двигателя (55).
11. Гидравлическая система по любому из предшествующих пунктов, в которой гидравлический контур ведомого привода дополнительно содержит ведомый датчик давления для измерения давления в ведомом клапанном блоке и/или вторичном ведомом двигателе.
12. Гидравлическая система по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащая по меньшей мере микропроцессор (А, В), установленный между ведущим датчиком (34) давления и редукционным клапаном (43) и соединенный с ними, при этом микроконтроллер (А, В) выполнен с возможностью управления редукционным клапаном (43) для регулирования давления в гидравлическом контуре (17) ведомого устройства для обеспечения рабочего управления давлением во вторичном ведомом двигателе (55).
13. Гидравлическая система по любому из предшествующих пунктов, содержащая один гидравлический контур (16) ведущего устройства и множество гидравлических контуров (17) ведомого устройства по любому из предшествующих пунктов, причем каждый гидравлический контур (17) ведомого устройства присоединен электрически или электронно, и прямо или косвенно, к ведущему датчику (34) давления.
14. Конвейерное устройство для транспортировки сыпучих материалов из одного места в другое по меньшей мере в одном направлении транспортировки, содержащее:
конвейерную ленту (13),
по меньшей мере один ведущий приводной шкив (12а) и множество ведомых приводных шкивов (12b) для приведения ленты (13) в движение в указанном по меньшей мере одном направлении транспортировки, и
гидравлическую систему по любому из предшествующих пунктов, в которой ведущий двигатель соединен с возможностью привода с ведущим приводным шкивом, а первичный и вторичный ведомые двигатели соединены с возможностью привода с соответствующими ведомыми приводными шкивами для обеспечения привода соответствующих приводных шкивов и конвейерной ленты (13).
15. Конвейерное устройство по п. 14, содержащее по меньшей мере одно ведущее приводное устройство (10), соединенное с гидравлическим контуром (16) ведущего устройства, и множество ведомых приводных устройств (18), соединенных с соответствующими гидравлическими контурами (17) ведомого устройства,
при этом ведомые приводные устройства (18) позиционно отделены от ведущего приводного устройства (10) для обеспечения привода конвейерной ленты (13) в различных местах конвейерного устройства.
