ГИДРРАВЛИЧЕСКИЙ ВАРИАТОР КИКТЕВА Российский патент 1997 года по МПК F16H39/28 F04B43/12 

Гидравлический вариатор (гидровариатор) относится к области роторных гидравлических приводов, в частности к устройствам, обеспечивающим регулирование скорости вращения исполнительных механизмов гидропривода.

Известен гидравлический вариатор, содержащий два полых рабочих цилиндра, соединенных между собой патрубками, и два ротора, размещенные внутри этих цилиндров.

Однако это устройство имеет много узлов и деталей, которые не дают в достаточной мере обеспечить регулирование скорости вращения ведомого вала гидропривода.

Техническим результатом, решаемым в изобретении, является обеспечение регулирования скорости вращения ведомого вала гидропривода при значительном сокращении общего числа узлов и деталей.

Это достигается тем, что для обеспечения регулирования скорости вращения ведомого вала гидровариатора содержит два полых рабочих цилиндра, соединенных между собой патрубками, и два ротора, размещенных внутри этих цилиндров, выполненных в виде обойм, по внешней стороне которых закреплены ролики, между роликами и внутренней поверхностью образующей в каждом цилиндре размещена диафрагма, выполненная из гибкого материала и исключающая возможность перетекания жидкости между разделенными диафрагмой полостями. При этом каждый ротор имеет возможность вращения внутри своего цилиндра во внутренней полости, образованной диафрагмой, а внутренние полости связаны между собой с помощью цилиндра управления, содержащего поршень, систему управления перемещением поршня и рабочие каналы, соединяющие цилиндр управления с внутренними полостями.

Гидровариатор может работать как реверсивный механизм двухстороннего действия, т.е. направления вращения роторов может быть любым и любой из роторов может быть ведущим.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема технического решения конструкции гидровариатора; на фиг. 2 и 3 отдельные фрагменты работы гидровариатора.

Гидровариатор содержит два полых рабочих цилиндра 1 и 2, внутри которых размещены роторы 3 и 4, выполненные в виде обойм, по внешней стороне которых закреплены ролики 5, между роликами 5 и внутренней поверхностью образующей цилиндров 1 и 2 размещены диафрагмы 6 и 7, выполненные из гибкого материала и исключающие возможность перетекания жидкости между внутренними полостями 8 и 9 и наружными полостями 10 и 11, разделенными диафрагмами 6 и 7, а также между патрубком 12 и патрубком 13, соединяющими наружные полости 10 и 11 между собой иным путем кроме предусмотренного работой гидровариатора. Каждый из роторов 3 и 4 имеет возможность вращения внутри своих цилиндров 1 и 2, во внутренних полостях 8 и 9, а внутренние полости 8 и 9 соединены между собой с помощью цилиндра управления 14, содержащего регулирующий поршень 15, систему управления перемещением поршня (не показана) и рабочие каналы 16 и 17, соединяющие цилиндр управления 14 с внутренними полостями 8 и 9.

Таким образом в гидровариаторе созданы два изолированных объема, один из которых внутренний, ограниченный внутренней поверхностью диафрагм 6 и 7, объемами цилиндра управления 14 и рабочих каналов 16 и 17, а второй внешний, ограниченный внешней поверхностью диафрагм 6 и 7, внутренними поверхностями образующих рабочих цилиндров 1 и 2 и объемом патрубков 12 и 13, причем оба объема заполнены жидкостью, например, веретенным маслом.

На принципиальной схеме гидровариатора (фиг. 1-3) не показаны компенсационные емкости, соединенные с этими двумя объемами, а также устройства, необходимые для первоначальной регулировки заполнения объемов при настройке гидровариатора перед работой. Заполнение объемов производится таким образом, чтобы положение диафрагм 6 и 7 в рабочих цилиндрах 1 и 2 было одинаковым при нейтральном положении регулирующего поршня 14 (фиг. 1).

Работу гидравлического вариатора можно описать следующим образом.

Рассмотрен случай, когда ведущим является ротор 3, вращающийся с постоянной скоростью и имеющий направление вращения против часовой стрелки.

Регулирующий поршень 14 (фиг. 1) находится в нейтральном положении, объемы внутренних полостей 8 и 9 равны друг другу, что приводит к равенству внешних объемов в рабочих цилиндров 1 и 2. При вращении ротора 3 жидкость внешнего объема через патрубок 12 поступает в полость всасывания цилиндра 1 и через полость нагнетания цилиндра 1 поступает под давлением в патрубок 13. Поступая в полость нагнетания цилиндра 2, жидкость, заполняя объем полости нагнетания, вынуждает ротор 4 начать вращение с той же скоростью, что и ротор 3. Далее жидкость, перемещаясь в цилиндре 2, через патрубок 12 под действием разрежения в полости цилиндра 1 перекачивается в нее, и цикл повторяется.

При перемещении регулирующего поршня 14 от нейтрального положения в сторону внутренней полости 8 (фиг. 2) объем внутренней полости 8 увеличивается, а объем полости 9 уменьшается, что приводит к уменьшению объема перекачиваемой ротором 3 жидкости и к снижению угловой скорости вращения ротора 4.

При установке регулирующего поршня 14 в крайнее положение, как показано на фиг. 3, происходят полное прилегание (прижатие) диафрагмы 6 к внутренней стенке рабочего цилиндра 1 с большим давлением во внутренней полости 8 и максимальная деформация диафрагмы 7 под действием разряжения в полости 9. При этом объем полостей всасывания и нагнетания цилиндра 1 приближается к нулевому значению и происходит холостое вращение ротора 3 без перекачивания жидкости во внешней полости.

При перемещении регулирующего поршня 14 от нейтрального положения в сторону внутренней полости 9, ее объем увеличивается при одновременном уменьшении объема полости 8, что приводит к увеличению угловой скорости вращения ротора 4.

В результате применения такого технического решения значительно повышается надежность работы гидровариатора.

Использование: в роторных гидравлических приводах, в частности в устройствах, обеспечивающих регулирование скорости вращения исполнительных механизмов гидропривода. Сущность изобретения: содержит два полых рабочих цилиндра, соединенных между собой патрубками, и два ротора, размещенных внутри этих цилиндров, выполненных в виде обойм, по внешней стороне которых закреплены ролики. Между роликами и внутренней поверхностью образующей в каждом цилиндре размещена диафрагма, выполненная из гибкого материала и исключающая возможность перетекания жидкости между разделенными диафрагмой полостями. Каждый ротор имеет возможность вращения внутри своего цилиндра во внутренней полости, образованной диафрагмой, а внутренние полости связаны между собой с помощью цилиндра управления, содержащего поршень, систему управления перемещением поршня и рабочие каналы, соединяющие цилиндр управления с внутренними полостями. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Гидравлический вариатор, содержащий два полых рабочих цилиндра, соединенных между собой патрубками и два ротора, размещенные внутри этих цилиндров, отличающийся тем, что роторы выполнены в форме обоймы, по внешней стороне которой закреплены ролики, между роликами и стенкой цилиндра размещена диафрагма, выполненная из гибкого материала, причем каждый ротор имеет возможность вращения во внутренней полости, образованной диафрагмой, внутренние полости связаны между собой с помощью цилиндра управления, содержащего поршень, систему управления перемещением поршня и рабочие каналы, соединяющие цилиндр управления с внутренними полостями. 2. Вариатор по п.1, отличающийся тем, что диафрагма выполнена с исключением возможности перетекания жидкости между разделенными диафрагмой полостями.