способ регулирования объемного гидропривода поступательного движения

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.

Описание изобретения к патенту

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.