СИСТЕМА И МЕТОД УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ИЗМЕНЕНИЯ ФАЗ С ПОМОЩЬЮ ТРАНСМИССИОННОГО МАСЛА Российский патент 2019 года по МПК E02D7/18 

Область технического применения

Данное изобретение связано с системой и методом управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла, обеспечивающими управление двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла, используемого для смазки трансмиссии гидравлических вибропогружателей (вибропогружателей), установок для забивки труб, циркулирующего по замкнутому контуру.

Известный уровень техники

Гидравлические вибропогружатели применяются во многих сферах, в частности при строительстве плотин, мостов, зон жилой застройки, на строительных объектах, строительных площадках, возводимых в море, при строительстве объектов инфраструктуры, при рекультивации водных объектов и рек. Для более прочного контакта зданий и прочих строений с грунтом выполняются работы по укреплению и усилению грунта. Во время работ по усилению грунта осуществляется забивка в грунт стальных труб, шпунтовых свай, профилей. Для забивки стальных труб и шпунтовых свай используются гидравлические вибропогружатели (вибропогружатели).

Гидравлические вибропогружатели (сваебойный молот, вибромолот) применяются во многих сферах для забивки в грунт и извлечения из него таких деталей, как стальные шпунтовые трубы и профили, к которым они присоединяются. Гидравлические вибропогружатели перемещаются с помощью кранов или экскаваторов (землеройных машин). Труба, которую требуется забить в грунт, крепится к вибропогружателю. Гидравлические вибропогружатели осуществляют забивку в грунт труб или профилей за счет эксцентриковых грузов, входящих в их конструкцию. В тех случаях, когда необходимо произвести забивку в грунт стальной трубы, труба приводится в вертикальное положение перпендикулярно плоскости земли, верхняя часть трубы размещается в захвате гидравлического вибропогружателя и под действием силы, образующейся в результате вибрации, стальная труба забивается в грунт.

В узле создания вибрации гидравлических вибропогружателей размещены вращающиеся шестерни. В каждой шестерне установлен эксцентрический груз полуцилиндрической формы. Во время вращения этих грузов создается вибрация различной направленности и силы. Для создания вибрации используется гидромеханическая система, именуемая как двигатель изменения фаз (регулируемый гидромотор). Регулировка движения грузов в одном направления или в противоположных направлениях, то есть, другими словами, создание гидравлическим вибропогружателем вибрации или отсутствие вибрации осуществляется в результате работы двигателя изменения фаз. В установленный гидравлическом вибропогружателе двигатель изменения фаз подается гидравлическое масло, которое приводит фазорегулятор в движение, и происходит смена фаз, то есть изменение фазы движения пар грузов. Таким образом создается вибрация, используемая для забивки труб.

В гидравлических вибропогружателях для работы двигателя изменения фаз, то есть для изменения фаз движения пар грузов применяется гидравлическое масло. Для работы двигателя изменения фаз в гидравлических вибропогружателях применяется специальное масло. Наряду с применением для работы двигателя изменения фаз специального масла осуществляется также смазка маслом таких деталей вибропогружателя, как подшипник, опора, шестерня, которые мы можем обозначить как коробка передач. Масло, использующееся для работы двигателя изменения фаз, отличается от масла, используемого в системе смазки трансмиссии, шестерней и подшипников гидравлического вибропогружателя.

В применяющихся в настоящее время гидравлических вибропогружателях предусмотрена масляная система, применяющаяся для работы двигателя изменения фаз, и отдельная система смазки трансмиссии, использующаяся для смазки трансмиссии, шестерней, опор и подшипников. Если для работы двигателя изменения фаз применяется гидравлическое масло (традиционное минеральное масло), то для смазки трансмиссии применяется синтетическое масло. Внутри гидравлического вибропогружателя циркулирует гидравлическое масло, применяющееся для работы двигателя изменения фаз, а также одновременно с ним в контуре трансмиссионной системы циркулирует синтетическое масло. Внутри вибропогружателя циркулируют два различных вида масла – гидравлическое и синтетическое. Для того чтобы предотвратить смешивание двух упомянутых выше видов масел, используемых внутри гидравлического вибропогружателя, применяются разные смазочные каналы и герметизирующие элементы, такие как уплотнительное кольцо. Так как гидравлические вибропогружатели используются, как правило, в таких местах, как строительная площадка, на них постоянно воздействуют такие внешние факторы, как пыль, грязь, и в результате эксплуатации происходит постепенный износ герметизирующих элементов. В результате износа герметизирующих элементов применяющееся в гидравлическом вибропогружателе гидравлическое масло (традиционное минеральное масло) смешивается с маслом трансмиссионной системы. Смешивание гидравлического масла с маслом для смазки трансмиссии в связи с износом герметизирующих элементов является одной из важнейших технических проблем, возникающих при эксплуатации гидравлических вибропогружателей и установок для забивки труб. Смешивание масел, применяющихся в двух различных системах, друг с другом, то есть смешивание применяющегося для изменения фаз гидравлического масла с синтетическим маслом, применяющимся в системе смазки трансмиссии, является причиной многих технических проблем. При смешивании гидравлического масла, используемого в системе изменения фаз, с трансмиссионным маслом характеристики синтетического масла, применяемого для смазки трансмиссии, ухудшаются, кроме того, это вызывает повышение уровня трансмиссионного масла.

В гидравлических вибропогружателях для смазки трансмиссии (коробки передач) применяются синтетические масла. Синтетические масла проходят более сложную процедуру очистки, они чище и качественнее, чем обычные минеральные масла. В синтетических маслах расположенные отдельно друг от друга молекулы масла подбираются исходя из характеристик трансмиссии и двигателя. Используемое в трансмиссии гидравлического вибропогружателя трансмиссионное масло обладает большей вязкостью и является менее текучей, чем обычные масла. Это обеспечивает более хорошую укладываемость и смазываемость.

При эксплуатации применяющихся в настоящее время вибропогружателей возникает описанная выше утечка масла и происходит попадание гидравлического масла в трансмиссионное масло, что вызывает ухудшение характеристик синтетического масла, используемого в трансмиссионной системе и постепенное изнашивание шестерней и подшипников. Другой проблемой, возникающей в результате утечки масла, которая происходит в ходе эксплуатации вибропогружателей, является повышение уровня масла. При просачивании гидравлического масла, используемого в двигателях изменения фаз (традиционные минеральные масла) в трансмиссионное масло уровень масла в трансмиссионной системе повышается, трансмиссионная система вибропогружателя выдает ошибку и происходит постепенный износ трансмиссии в результате ухудшения характеристик трансмиссионного масла. Кроме того, утечка масла является причиной повышения температуры трансмиссии и корпуса вибропогружателя.

В используемых в настоящее время гидравлических вибропогружателях, установках по забивке труб применяются некоторые практические решения, направленные на предотвращение смешивания масла двигателя изменения фаз с маслом трансмиссионной системы. Для решения данной технической проблемы применяется такой прием, как усиление герметизирующих элементов, используемых в системе управления двигателем изменения фаз и в системе смазки трансмиссии. Используемые в смазочных системах герметизирующие элементы должны предотвращать смешивание двух различных видов масел. Однако данное техническое решение лишь отодвигает время возникновения утечки масла и не решает проблему, обусловленную утечкой масла. Другим практическим решение проблемы утечки масла является значительное сокращение интервала замены герметизирующих элементов. Данное решение не только приводит к повышению себестоимости запасных частей и обслуживания, но вызывает необходимость частого демонтажа вибропогружателя для проведения обслуживания и перерывы в работе оборудования.

В указанном в разделе «Известный уровень техники» документе о патенте США номер US20020104393 говорится об изменении фаз двух пар эксцентрических грузов под действием гидравлической силы с помощью механизма передачи. Какое-либо описание процесса смазки двигателя изменения фаз и деталей трансмиссии с помощью единой замкнутой смазочной системы отсутствует.

В современных гидравлических вибропогружателях (вибромолотах), установках для забивки труб (свайных копёрах) не предусмотрена реализация практического решение об объединении масляной системы, применяющейся для управления двигателем изменения фаз, с системой смазки трансмиссии в замкнутый контур. В применяющихся в настоящее время вибропогружателях не предусмотрено применение практического решения об управлении двигателем изменения фаз с помощью масла, используемого для смазки трансмиссии вибропогружателя, в замкнутом контуре.

Система, являющаяся предметом обращения, представляющая собой смазочную систему закрытого типа, которая обеспечивает смазку трансмиссионной системы (деталей трансмиссии), а также работу двигателя изменения фаз с помощью одного и того же масла. Таким образом, даже в случае протечки и смешивания масла двигателя изменения фаз и трансмиссионного масла, вероятность того, что утечка масла нарушит работу деталей вибропогружателя, отсутствует, так как в системе применяется одно и то же масло. Патент, являющийся предметом обращения, позволяет полностью предотвратить возникновение неисправностей, связанных с утечкой масла, износом деталей трансмиссии, обусловленным утечкой масла.

Изобретение, являющееся предметом обращения, предусматривает движение масла по замкнутому контуру, масло, циркулирующее по замкнутому контуру, смазывает детали трансмиссии и управляет работой двигателя изменения фаз.

В результате применения изобретения, являющегося предметом обращения, создается единый масляный контур для двух различных систем, то есть для масляной системы трансмиссии и для масляной системы двигателя изменения фаз. В изобретении, являющемся предметом обращения, работа двигателя изменения фаз обеспечивается с помощью синтетического масла, используемого в трансмиссии. Таким образом, в двигателе изменения фаз также применяется синтетическое масло, и благодаря добавкам, присутствующим в синтетическом масле, продлевается срок эксплуатации двигателя изменения фаз.

Цель изобретения

Целью данного изобретения является реализация системы и метода управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла, которое применяется в смазочной системе трансмиссии и обеспечивает работу гидравлического двигателя изменения фаз, которая может быть применена во всех видах гидравлических вибропогружателей и установок для забивки труб.

Другой целью данного изобретения является реализация системы и метода управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла, которые предотвращают повреждение деталей трансмиссии в результате утечки масла, применяющегося для работы двигателя изменения фаз, которая происходит во всех видах гидравлических вибропогружателей и установок для забивки труб.

Другой целью данного изобретения, которое может применяться во всех видах гидравлических вибропогружателей и установок для забивки труб, является реализация системы и метода управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла, которое циркулирует по замкнутому контуру, обеспечивая смазку трансмиссии и управляя работой двигателя изменения фаз.

Другой целью данного изобретения является реализация во всех видах гидравлических вибропогружателей и установок для забивки труб системы и метода управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла, который предусматривает использование гидравлического масла только для подачи сигнала о необходимости смазки двигателя изменения фаз, при это гидравлическое масло больше нигде в системе не применяется.

Другой целью данного изобретения является реализация системы и метода приведения в действие двигателя изменения фаз с помощью синтетического трансмиссионного масла, при использовании которого для управления двигателем изменения фаз создается единый масляный контур закрытого типа для двух разных систем.

Краткое описание изобретения

Благодаря применению системы и метода управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла, описанного в формулах изобретений, связанных с данной формулой изобретения и не связанных с ней, реализованных для достижения цели данного изобретения, была разработана смазочная система закрытого типа, которая позволяет использовать собственное трансмиссионное масло, применяемое в гидравлических вибропогружателях, установках для забивки труб, для управления двигателем изменения фаз. Масляный насос всасывает масло под трансмиссией, предпочтительно из поддона картера (поддона для масла), направляет его к регулирующему клапану, обеспечив предварительное прохождение масла через масляный фильтр. При использовании в системе фазорегулятора, масло выходит из отверстия клапана, ведущее к фазорегулятору и циркулирует в фазорегуляторе. Если в данной системе фазорегулятор не предусмотрен, масло выходит из отверстия регулирующего клапана, ведущего к трансмиссии, проходит через охлаждающее устройство, используется внутри системы смазки трансмиссии и снова поступает в поддон картера, циркулируя таким образом в масляной системе устройства.

Подробное описание изобретения

Система и метод управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла, разработанные для достижения цели данного изобретения, представлены на следующих рисунках, приложенных к данному документу:

Рисунок 1. Схематическое изображение системы управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла.

Рисунок 2. Схематическое изображение регулирующего клапана.

Рисунок 3. Перспективная проекция гидравлического вибропогружателя, трансмиссии, двигателя изменения фаз и статора.

Рисунок 4. Перспективная проекция части гидравлического вибропогружателя и регулирующего клапана.

Рисунок 5. Изображение этапов процесса управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла.

Каждой детали на рисунках присвоен номер позиции, пояснения к которым даны ниже.

1. Система управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла

2. Двигатель изменения фаз

3. Трансмиссия

4. Поддон картера

5. Масляный насос

6. Масляный фильтр

7. Регулятор давления

8. Охлаждающее устройство

9. Регулирующий клапан

91. Масловпускное отверстие

92. Масловыпускное отверстие

93. Регулятор направления A

94. Регулятор направления B

95. Контрольный вход

10. Статор

Метод управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла

Применяющаяся в гидравлических вибропогружателях, установках для забивки труб система управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1), обеспечивающая смазку трансмиссии (3) и управление двигателем изменения фаз (2) с помощью одного и того же масла, циркулирующего по замкнутому контуру, включает

- не менее одного двигателя изменения фаз (2), осуществляющего передачу энергии с помощью масла,

- не менее одной трансмиссии (3), установленной в вибропогружателе или установке для забивки труб,

- не менее одного поддона картера (4), в котором накапливается масло, которое подается в двигатель изменения фаз (2) и в трансмиссию (3),

- не менее одного масляного насоса (5), всасывающего масло, находящееся в поддоне картера (4), направляющего его к трансмиссии (3) и двигателю изменения фаз (2) и обеспечивающего циркуляцию масла внутри системы,

- регулирующего клапана (9), состоящего из не менее одного масловпускного отверстия (91), не менее одного регулятора направления A (93) и не менее одного контрольного входа (95),

- не менее одного регулирующего клапана (9), который в соответствии с сигналом, поступившим через контрольный вход (95), для управления двигателем изменения фаз (2) направляет масло, используемое для смазки трансмиссии (3), к двигателю изменения фаз (2) и направляет масло, использованное для управления двигателем изменения фаз (2), обратно в систему смазки трансмиссии (3), обеспечивая циркуляцию масла между трансмиссией (3) и двигателем изменения фаз (2) по замкнутому контуру.

В результате применения системы управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1), являющейся предметом данного изобретения, обеспечивается замкнутый поток масла, масляный контур между двигателем изменения фаз (2) и трансмиссией (3) вибропогружателя или установки для забивки труб. Таким образом, в двигатель изменения фаз (регулируемый гидромотор) (2) и трансмиссию (3) поступает только трансмиссионное масло. В системе управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1) перемещение масла, циркулирующего по замкнутому контуру, осуществляется с помощью регулирующего клапана (9). Масло, находящееся в системе управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1), направляется в систему смазки трансмиссии (3) и/или к двигателю изменения фаз (2) с помощью регулирующего клапана (9).

В одном из вариантов исполнения изобретения регулирующий клапан (9) включает в себя не менее одного масловпускного отверстия (91), не менее одного масловыпускного отверстия (92), не менее одного регулятора направления A (93), не менее одного регулятора направления B (94) и не менее одного контрольного входа (95). Используемое для смазки трансмиссии (3) масло поступает в масловпускное отверстие (91) регулирующего клапана (9). Если двигатель изменения фаз (2) не работает или, другими словами, пока отсутствует необходимость в работе двигателя изменения фаз (2), масло, поступающее через масловпускное отверстие (91) выходит из масловыпускного отверстия (92) и используется для смазки трансмиссии (3). Пока двигатель изменения фаз не работает (2) находящееся в системе масло используется только для смазки трансмиссии (3). Если требуется запустить двигатель изменения фаз (2), на контрольный вход (95), расположенный преимущественно на регулирующем клапане (9), поступает сигнал о запуске двигателя. В зависимости от поступившего через контрольный вход (95) сигнала регулирующий клапан (9) направляет все масло, поступившее через масловпускное отверстие (91), или его часть в регулятор направления А (93), обеспечивая транспортировку масла, необходимого для управления двигателем изменения фаз (2) к двигателю изменения фаз (2). При запуске двигателя изменения фаз (2) регулирующий клапан (9) направляет масло, используемое для смазывания трансмиссии (3) к двигателю изменения фаз (2), открывая регулятор направления A (93). Масло, которое было использовано для управления двигателем изменения фаз (2) снова поступает в регулирующий клапан (9) в регулятор направления B (94), расположенное предпочтительно на регулирующем клапане (9). Объем масла, поступающего в двигатель изменения фаз (2) и объем выходящего из него масла остается неизменным. Какого-либо уменьшения объема используемого масла не происходит. Регулирующий клапан (9) направляет весь объем поступившего из двигателя изменения фаз (2) масла в смазочную систему трансмиссии (3), обеспечивая циркуляцию масла по замкнутому контуру между двигателем изменения фаз (2) и трансмиссией (3).

Выбор направления подачи масла, поступающего в регулирующий клапан (9), – в смазочную систему трансмиссии (3), в двигатель изменения фаз (2) или сразу в два направления, осуществляется в соответствии с сигналом, поступающим предпочтительно через контрольный выход (95).

В одном из вариантов исполнения изобретения к контрольному входу (95) присоединяется масловпускное отверстие для гидравлического масла. Масловпускное отверстие для гидравлического масла управляется гидравлическим вибропогружателем или установкой для забивки труб. Когда необходимо запустить двигатель изменения фаз (2) гидравлический вибропогружатель или установка для забивки труб осуществляет подачу масла через масловпускное отверстие для гидравлического масла, и через контрольный вход (95) подается сигнал о запуске двигателя изменения фаз (2). В соответствии с сигналом, полученным через контрольный вход (95), регулирующий клапан (9) открывает регулятор направления A (93), направляет масло, поступившее из смазочной системы трансмиссии (3) или поддона картера (4) в двигатель изменения фаз (2) и запускает двигатель изменения фаз (2).

В другом варианте исполнения изобретения к контрольному входу (95) присоединяется масловпускное отверстие для гидравлического масла строительной техники, на которую установлен вибропогружатель или установка для забивки труб, такой как экскаватор, кран. Поступающее от строительной техники гидравлическое масло передает через контрольный вход (95) сигнал о необходимости запуска двигателя изменения фаз (2). В соответствии с сигналом, полученным через контрольный вход (95), регулирующий клапан (9) открывает регулятор направления A (93), направляет масло, поступившее из смазочной системы трансмиссии (3) или поддона картера (4) в двигатель изменения фаз (2) и запускает двигатель изменения фаз (2).

В одном из вариантов исполнения изобретения управление контрольным входом (95) осуществляется с помощью электрического сигнала. Электрический сигнал подается таким устройством, как управляющий блок, контроллер, ПЛК, компьютер.

Контрольный вход (95) предназначен только для передачи регулирующему клапану (9) сигнала, необходимого для запуска двигателя изменения фаз (2). Сигнал, полученный через контрольный вход (95), предпочтительно с помощью гидравлического масла, ни в какой форме не связан с системой управления двигателем изменения фаз (1).

Регулирующий клапан (9), предназначен для определения варианта применения масла, находящегося в системе управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1) – в смазочной системе трансмиссии (3), для управления двигателем изменения фаз (2) или для смазки трансмиссии (3) и управления двигателем изменения фаз (2) одновременно. Регулирующий клапан (9) обеспечивает циркуляцию масла, находящегося в системе управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1) и используемого для смазки трансмиссии (3) и управления двигателем изменения фаз (2), по замкнутому контуру.

В системе управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1) применяется предпочтительно синтетическое масло с длительным сроком эксплуатации. Масло, находящееся в системе управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1) предпочтительно накапливается в поддоне картера (4). Циркуляцию находящегося в поддоне картера (4) масла между трансмиссией (3) и двигателем изменения фаз (2) обеспечивает масляный насос (5).

Масляный насос (5) всасывает находящееся в поддоне картера (4) и нагнетает его в трансмиссию (3) и/или в двигатель изменения фаз (2) через регулирующий клапан (9). Таким образом, масляный насос (5) обеспечивает циркуляцию масла по замкнутому контуру по маслопроводу.

В одном из вариантов исполнения изобретения система управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1) содержит не менее одного масляного фильтра (6). Масляный фильтр (6) обеспечивает фильтрацию масла, поступающего из поддона картера (4) от содержащихся в нем нежелательных примесей, таких как грязь и пыль. В системе управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1) можно установить один или несколько масляных фильтров (6).

В одном из вариантов исполнения изобретения в состав системы управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1) входит не менее одного регулятора давления (7). Регулятор давления (7) обеспечивает поддержание требуемого уровня давления масла. Регулятор давления (7) повышает давление масла до требуемого уровня или снижает давление масла до требуемого уровня.

В одном из вариантов исполнения изобретения в состав системы управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1) входит не менее двух регуляторов давления (7). Один из регуляторов давления (7) регулирует давление масла, направляемого в двигатель изменения фаз (2). Другой регулятор давления (7) регулирует давление масла, направляемого в систему смазки трансмиссии (3). Регуляторы давления (7) регулируют уровень давления масла в соответствии с мощностью гидравлического вибропогружателя или установки для забивки труб, мощностью двигателя изменения фаз (2) и размеров подшипников, опор, шестерней, установленных в трансмиссии (3).

С помощью регуляторов давления (7) масло, циркулирующее в системе управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1), может подаваться в двигатель изменения фаз (2) под одним давлением, а в трансмиссию (3) – под другим давлением. Регуляторы давления (7) позволяют обеспечивать разное давление масла внутри замкнутого масляного контура.

В одном из вариантов исполнения изобретения в состав системы управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1) входит не менее одного охлаждающего устройства (8). Охлаждающее устройство (8) обеспечивает охлаждение масла, циркулирующего в системе управления двигателя изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1) до необходимой температуры. Масло, используемое для управления двигателем изменения фаз (2) и для смазки трансмиссии (3) может нагреваться. Охлаждающее устройство (8) обеспечивает охлаждение нагревшегося масла и использование данного масла в системе, не ухудшая характеристик масла.

В одном из вариантов исполнения изобретения в состав системы управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1) входит не менее одного статора (10). Статор (10) предпочтительно расположен между регулирующим клапаном (9) и двигателем изменения фаз (2). Статор (10) обеспечивает подачу масла, поступающего из регулирующего клапана (9) в требуемое масловпускное отверстие двигателя изменения фаз (2). В состав статора (10) входит предпочтительно не менее двух каналов транспортировки масла. Масло, направляемое в двигатель изменения фаз (2), проходит через данные каналы транспортировки масла статора (10) и поступает в двигатель изменения фаз (2). Вращающийся с большой скоростью статор (10) обеспечивает направление масел по нужному каналу, не позволяя маслам смешиваться друг с другом.

В состав системы управления двигателем изменения фаз (1) входит не менее одного двигателя изменения фаз (регулируемого гидромотора) (2). При подаче в двигатель изменения фаз (2) масла двигатель изменения фаз (2) включается, таким образом осуществляется передача энергии. В двигателе изменения фаз (2) предусмотрено предпочтительно не менее двух масловпускных отверстий. Масловпускные отверстия двигателя изменения фаз (2) обеспечивают работу двигателя изменения фаз (2) в требуемом направлении. При смене масловпускного отверстия меняется и направление работы двигателя изменения фаз (2). При запуске двигателя изменения фаз (2), начинается передача энергии, и создается вибрация, необходимая для забивки таких деталей, как профиль или труба. В помощью изменения направления работы двигателя изменения фаз (2) осуществляется управление направлением вибрации. Двигатель изменения фаз (2) создает энергию, вибрацию, необходимую для выполнения гидравлическими вибропогружателями (гидромолотами) или установками для забивка свай (свайными коперами, сваебойными молотами) операции забивки. Двигатель изменения фаз (2) является одной из важнейших деталей гидравлических вибропогружателей и установок для забивки труб.

В состав системы управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1) входит не менее одной трансмиссии (3). Трансмиссия (3) представляет собой узел, обеспечивающий работу гидравлического вибропогружателя или установки для забивки труб. Трансмиссия (3) состоит из шестерней, подшипников и опор, обеспечивающих работу вибропогружателя или установки для забивки труб. Размеры трансмиссии (3), количество, компоновка и размеры деталей трансмиссии меняются в зависимости от размеров вибропогружателя или установки для забивки свай.

Система управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1) работает следующим образом. Масляный насос (5) нагнетает находящееся в поддоне картера (4) масло в трансмиссию (3) и регулирующий клапан (9), обеспечив прохождение масла через фильтр (6). Во время работы гидравлического вибропогружателя, установки для забивки труб масло смазывает трансмиссию (3), детали трансмиссии (3). Если требуется осуществить забивку трубы с помощью гидравлического вибропогружателя, то есть при возникновении необходимости в запуске двигателя изменения фаз (2), соответствующий сигнал поступает предпочтительно в контрольный вход (95) регулирующего клапана (9). Сигнал, поступающий в контрольный вход (95), передается с помощью вибропогружателя или установки для забивки труб или экскаватора или крана или оператора. При получении через контрольный вход (95) сигнала регулирующий клапан (9) открывает регулятор направления А (93), и используемое для смазывания трансмиссии (3) масло направляется в двигатель изменения фаз (2). Масло, проходящее через регулятор направление А (93) регулирующего клапана (9) поступает в двигатель изменения фаз (2), предпочтительно после прохождения через статор (10). Затем двигатель изменения фаз (2) начинает работать и создает энергию, необходимую для забивки таких деталей, как труба ли профиль. Трансмиссионное (3) масло, используемое для управления двигателем изменения фаз (2), снова поступает в регулирующий клапан (9), в котором она проходит через регулятор направления B (94) и возвращается в контур циркуляции масла. Масло, поступающее из двигателя изменения фаз (2) охлаждается, проходя через охлаждающее устройство (8), и снова возвращается в контур циркуляции масла. Давление масла, используемого внутри системы управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1), может регулироваться в соответствии с требуемыми значениями с помощью регуляторов давления (7). Таким образом, двигатель изменения фаз (2) управляется с помощью масла, применяющегося в трансмиссиях (3) вибропогружателей, установок для забивки труб, масло, которое было использовано для управления двигателем изменения фаз (2) снова применяется для смазывания трансмиссии (3).

В результате применения системы управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (1) управление гидравлическим двигателем изменения фаз (2) с помощью масла, используемого в системах смазки трансмиссии (3) вибропогружателей, установок для забивки, осуществляется с помощью циркуляции масла по замкнутому контуру. Таким образом, полностью устраняется вероятность попадания в трансмиссию (3) какого-либо масла, кроме трансмиссионного (3).

Гидравлическое масло применяется в системе управления двигателем изменения фаз (1) только для направления сигнала о необходимости смазки двигателя изменения фаз (2), за исключением этого, гидравлическое масло ни в какой форме не включено в контур циркуляции масла. Так как данное масло не связано с трансмиссией, устраняется риск смешивания масел.

Работа и управление системой управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла осуществляется с помощью применения метода управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (100).

Метод управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (100), применяющийся в гидравлических вибропогружателях, установках для забивки труб, обеспечивающий смазку трансмиссии (3) и управление двигателем изменения фаз (2) с помощью масляной системы замкнутого типа включает следующие этапы:

- всасывание трансмиссионного (3) масла, находящегося в поддоне картера (4) с помощью масляного насоса (5) (101),

- транспортировка масла в трансмиссию (3) и регулирующий клапан (9) (102),

- регулирующий клапан (9) проверяет, нужно ли запускать двигатель изменения фаз (2) (103),

- если двигатель изменения фаз (2) включать не нужно, регулирующий клапан (9) направляет масло в трансмиссию (3) (104),

- если двигатель изменения фаз (2) необходимо включить, открывается регулятор направления А (93), масло направляется в двигатель изменения фаз (2), одновременно с этим продолжает выполняться операция смазки трансмиссии (3) (105),

- при остановке двигателя изменения фаз (2) масло, управляющее работой двигателя изменения фаз (2), вновь направляется в систему смазки трансмиссии (3) (106).

Масло, используемое для смазки трансмиссии (3) в результате применения метода управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла, являющегося предметом изобретения, одновременно используется для управления двигателем изменения фаз (2). В результате применения метода управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (100) осуществляется управление масляной системой замкнутого типа между двигателем изменения фаз (2) и трансмиссией (3), обеспечивается применение для смазки трансмиссии (3) и управления двигателем изменения фаз (2) одного и того же масла. Таким образом, между двигателем изменения фаз (2) и трансмиссией (3) циркулирует только трансмиссионное (3) масло, что позволяет предотвратить попадание в трансмиссию другого масла.

Метод управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла (100) предусматривает всасывание трансмиссионного (3) масла, находящегося в поддоне картера (4) с помощью масляного насоса (5) (101). Поступающее из поддона картера (4) масло очищается, проходя через масляный фильтр (6).

Масляный насос (5) направляет закаченное из поддона картера масло (4) в трансмиссию (3) и регулирующий клапан (9) (102). Закаченное из поддона картера (4) масло после фильтрации проходит через регуляторы давления (7). Регуляторы давления (7) повышают или понижают давление масла до уровня, необходимого для смазки трансмиссии (3), и до уровня, необходимого для управления двигателем изменения фаз (2). Давление масла, проходящего через регуляторы давления (7) доводится до требуемого уровня, а затем масло направляется в трансмиссию (3) и регулирующий клапан (9). С помощью масла, направленного в трансмиссию (3) осуществляется смазка трансмиссии.

Работой двигателя изменения фаз (2) управляет регулирующий клапан (9). Регулирующий клапан (9) управляет работой двигателя изменения фаз (2) с помощью сигнала, поступающего в предусмотренный в конструкции данного клапана контрольный вход (95). Регулирующий клапан (9) определяет, требуется ли запуск двигателя изменения фаз (2) (103). Регулирующий клапан (9) не направляет масло в двигатель изменения фаз (2), пока не получит через контрольный вход (95) сигнал о запуске двигателя. Если необходимость в работе двигателя изменения фаз (2) отсутствует, регулирующий клапан (9) снова направляет масло в трансмиссию (3) (104). Масло, направленное в трансмиссию (3), используется для смазки трансмиссии (3) или поступает в поддон картера (4).

Как только на контрольный вход (95) регулирующего клапана (9) поступает сигнал о включения двигателя изменения фаз (2) регулирующий клапан (9) устанавливает потребность во включению двигателя изменения фаз (2). Регулирующий клапан (9) открывает регулятор направления А (93) и направляет масло в двигатель изменения фаз (2), если необходимо включить двигатель изменения фаз (2), и одновременно с этим обеспечивает смазку трансмиссии (3) (105). Направляя масло в смазочную систему трансмиссии (3) через масловыпускное отверстие (92), регулирующий клапан (9) одновременно с этим направляет масло в двигатель изменения фаз (2) через регулятор направление А (93) Таким образом регулирующий клапан (9) включает в контур циркуляции масла (маслопровод) между поддоном картера (4) и трансмиссией (3) также двигатель изменения фаз (2), обеспечивая движение масла по замкнутому контуру между поддоном картера (4), трансмиссией (3) и двигателем изменения фаз (2). Выходящее из регулирующего клапана (9) масло предпочтительно проходит через статор (10) и посредством статора (10) включает двигатель изменения фаз (2).

Когда регулирующий клапан (9) перестает получать через контрольный вход (95) сигнал о работе двигателя, он воспринимает отсутствие сигнала, как прекращение работы двигателя изменения фаз (2). Регулирующий клапан (9) останавливает работу двигателя изменения фаз (2), и направляет масло, которое применялось для управления двигателем изменения фаз (2) снова в смазочную систему трансмиссии (3) или в поддон картера (4) (106). Если поступающее из двигателя изменения фаз (2) масло нагревается, охлаждающее устройство (8) обеспечивает охлаждение масла до требуемой температуры.

В соответствии с сигналом, поступившим через контрольный вход (95) регулирующий клапан (9) направляет масло, которое использовалось для смазки трансмиссии (3), в двигатель изменения фаз (2) для управления двигателем изменения фаз (2), а использованное для управления двигателем изменения фаз (2) масло направляет обратно в смазочную систему трансмиссии (3), обеспечивая циркуляцию масла по замкнутому контуру между трансмиссией (3) и двигателем изменения фаз (2).

Изобретение относится к средству вибропогружения свай. Техническим результатом является увеличение срока службы вибропогружателя. В частности, предложена система управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла, применяющаяся в гидравлических вибропогружателях, установках для забивки труб, обеспечивающая смазку трансмиссии и управление двигателем изменения фаз с помощью одного и того же масла, циркулирующего по замкнутому контуру. Указанная система содержит не менее одного двигателя изменения фаз, осуществляющего передачу энергии с помощью масла, не менее одной трансмиссии, установленной в вибропогружателе или установке для забивки труб, не менее одного поддона картера, в котором накапливается масло, которое подается в двигатель изменения фаз и в трансмиссию, не менее одного масляного насоса, всасывающего масло, находящееся в поддоне картера, направляющего его к трансмиссии и двигателю изменения фаз и обеспечивающего циркуляцию масла внутри системы, регулирующий клапан, включающий не менее одного масловпускного отверстия, не менее одного регулятора направления A и не менее одного контрольного входа, не менее одного регулирующего клапана, который в соответствии с сигналом, поступившим через контрольный вход, для управления двигателем изменения фаз направляет масло, используемое для смазки трансмиссии, к двигателю изменения фаз и направляет масло, использованное для управления двигателем изменения фаз, обратно в систему смазки трансмиссии, обеспечивая циркуляцию масла между трансмиссией и двигателем изменения фаз по замкнутому контуру. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Система управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла, применяющаяся в гидравлических вибропогружателях, установках для забивки труб, обеспечивающая смазку трансмиссии и управление двигателем изменения фаз с помощью одного и того же масла, циркулирующего по замкнутому контуру, отличающаяся тем, что она включает в себя:

- не менее одного двигателя изменения фаз, осуществляющего передачу энергии с помощью масла,

- не менее одной трансмиссии, установленной в вибропогружателе или установке для забивки труб,

- не менее одного поддона картера, в котором накапливается масло, которое подается в двигатель изменения фаз и в трансмиссию,

- не менее одного масляного насоса, всасывающего масло, находящееся в поддоне картера, направляющего его к трансмиссии и двигателю изменения фаз и обеспечивающего циркуляцию масла внутри системы,

- регулирующий клапан, включающий не менее одного масловпускного отверстия, не менее одного регулятора направления A и не менее одного контрольного входа,

- не менее одного регулирующего клапана, который в соответствии с сигналом, поступившим через контрольный вход, для управления двигателем изменения фаз направляет масло, используемое для смазки трансмиссии, к двигателю изменения фаз и направляет масло, использованное для управления двигателем изменения фаз, обратно в систему смазки трансмиссии, обеспечивая циркуляцию масла между трансмиссией и двигателем изменения фаз по замкнутому контуру.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что регулирующий клапан предназначен для направления закаченного из поддона картера масла в смазочную систему трансмиссии, или в двигатель изменения фаз, или в смазочную систему трансмиссии и двигатель изменения фаз.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что регулирующий клапан включает не менее одного масловыпускного отверстия, не менее одного масловыпускного отверстия, не менее одного регулятора направления A, не менее одного регулятора направления B и не менее одного контрольного входа.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что регулирующий клапан предназначен для направления масла, используемого для смазки трансмиссии, поступающего через масловпускное отверстие и выходящего из масловыпускного отверстия, в систему смазки трансмиссии или в поддон картера, когда двигатель изменения фаз не работает.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что регулирующий клапан предназначен для транспортировки масла, необходимого для управления двигателем изменения фаз, к двигателю изменения фаз в тех случаях, когда требуется запуск двигателя изменения фаз, путем направления всего или части масла, поступившего через масловпускное отверстие, в регулятор направления А.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что регулятор направления B установлен на регулирующем клапане и обеспечивает возврат масла, использованного для управления двигателем изменения фаз, в регулирующий клапан.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что регулирующий клапан предназначен для направления масла, поступившего из двигателя изменения фаз, в смазочную систему трансмиссии и обеспечивает циркуляцию масла по замкнутому контуру между двигателем изменения фаз и трансмиссией.

8. Система по п.1, отличающаяся тем, что регулирующий клапан предназначен для выбора направления подачи поступающего в него масла в смазочную систему трансмиссии, в двигатель изменения фаз или сразу в два направления в соответствии с сигналом, поступающим предпочтительно через контрольный выход.

9. Система по п.1, отличающаяся тем, что контрольный вход, в котором предусмотрено масловпускное отверстие для гидравлического масла, получает сигнал о запуске двигателя изменения фаз в результате подачи вибропогружателем или установкой для забивки труб гидравлического масла в масловпускное отверстие для гидравлического масла в тех случаях, когда требуется запустить двигатель изменения фаз.

10. Система по п.1, отличающаяся тем, что контрольный вход, в котором предусмотрено масловпускное отверстие для гидравлического масла, получает сигнал о запуске двигателя изменения фаз в результате подачи строительной техникой гидравлического масла в тех случаях, когда требуется запустить двигатель изменения фаз.

11. Система по п.1, отличающаяся тем, что регулятор давления обеспечивает разный уровень давления масла внутри замкнутого масляного контура.

12. Система по п.1, отличающаяся тем, что она включает в себя два регулятора давления, обеспечивающих требуемое давление масла, направляемого в двигатель изменения фаз, и требуемое давление масла, направляемого в систему смазки трансмиссии.

13. Система по п.1, отличающаяся тем, что подвижный статор расположен между регулирующим клапаном и двигателем изменения фаз и направляет масло, поступающее из регулирующего клапана, в требуемое масловпускное отверстие двигателя изменения фаз.

14. Система по п.1, отличающаяся тем, что двигатель изменения фаз включает не менее двух масловпускных отверстий, и направление его работы меняется при выборе того или иного масловпускного отверстия, и при включении начинает передачу энергии и создает вибрацию, необходимую для забивки в грунт таких деталей, как труба, профиль.

15. Система по п.1, отличающаяся тем, что трансмиссия обеспечивает работу гидравлического вибропогружателя или установки для забивки труб, которая состоит из шестерней, подшипников и опоры.

16. Метод управления двигателем изменения фаз с помощью трансмиссионного масла, применяющегося в гидравлических вибропогружателях, установках для забивки труб, обеспечивающий смазку трансмиссии и управление двигателем изменения фаз с помощью масляной системы замкнутого типа, отличающийся тем, что содержит следующие этапы:

- всасывание трансмиссионного масла, находящегося в поддоне картера, с помощью масляного насоса,

- транспортировка масла в трансмиссию и регулирующий клапан,

- регулирующий клапан проверяет, нужно ли запускать двигатель изменения фаз,

- если двигатель изменения фаз включать не нужно, регулирующий клапан направляет масло в трансмиссию,

- если двигатель изменения фаз необходимо включить, открывается регулятор направления А, масло направляется в двигатель изменения фаз, одновременно с этим продолжает выполняться операция смазки трансмиссии,

- при остановке двигателя изменения фаз масло, управляющее работой двигателя изменения фаз, вновь направляется в систему смазки трансмиссии.

17. Метод по п.16, отличающийся тем, что регулировка давления масла на этапе транспортировки в трансмиссию и регулирующий клапан происходит в результате прохождения масла через регуляторы давления исходя из требуемой величины давления масла для смазки трансмиссии и для работы двигателя изменения фаз.

18. Метод по п. 16, отличающийся тем, что приостановка подачи масла в двигатель изменения фаз происходит в случае отсутствия сигнала о работе двигателя, поступающего через контрольный вход на этапе направления масла регулирующим клапаном в систему смазки трансмиссии, если необходимость в работе двигателя изменения фаз отсутствует.

19. Метод по п.16, отличающийся тем, что транспортировка масла, направляемого в смазочную систему трансмиссии через масловыпускное отверстие, а также в двигатель изменения фаз через регулятор направления А происходит на этапе открытия регулятора направления А, направления масла в двигатель изменения фаз и продолжения операции смазки трансмиссии, если требуется запустить двигатель изменения фаз.

20. Метод по п.16, отличающийся тем, что при остановке работы двигателя изменения фаз масло поступает из двигателя изменения фаз в трансмиссию или поддон картера, пройдя предварительное охлаждение на этапе направления масла в смазочную систему трансмиссии или поддон картера.