Насосная система, регулируемая нагрузкой, гидравлическая система управления и техническое оборудование Российский патент 2023 года по МПК F15B11/04 E02F9/22 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[001] Настоящее изобретение относится к техническому машиностроению и, в частности, к насосной системе, регулируемой нагрузкой, гидравлической системе управления и техническому оборудованию.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[002] В энергетической установке для кранов, как правило, применяют двигатель для приведения в действие гидравлической насосной установки и подачи питания к бортовым рабочим системам (отвечающим за работу лебедки, изменение амплитуды движения, выдвижение и поворот) кранов. По мере увеличения частоты вращения выходной крутящий момент двигателя сначала увеличивается, а затем уменьшается. Точка максимального крутящего момента часто соответствует диапазону средней частоты вращения, а при низкой частоте вращения выходной крутящий момент очень мал. Выходной крутящий момент составляет 800 Нм при 800 об/мин и достигает 1600 Нм при 1400 об/мин.

[003] В гидравлической системе крана часто используют насосную систему, регулируемую нагрузкой. Регулируемый нагрузкой многоходовой клапан управляется рукояткой с гидравлическим управлением. Регулируемый нагрузкой маслопровод, расположенный в указанном клапане, проточно соединен с насосом, регулируемым нагрузкой. Функция регулирования частоты вращения обеспечена путем регулирования степени открытия многоходового клапана. Кроме того, частота вращения гидравлического насоса может быть изменена путем регулирования частоты вращения двигателя, тем самым, увеличивая выходной поток системы.

[004] Согласно формуле расчета входного крутящего момента для гидравлического насоса Т=Р*V/2π, давление Р нагрузки будет увеличиваться во время работы, и необходимо обеспечить максимальное предельное значение Vmax рабочего объема насоса. В противном случае крутящий момент Т может превысить выходной крутящий момент используемого двигателя, в результате чего двигатель заглохнет. Поэтому при выборе насоса, регулируемого нагрузкой, крановое оборудование обычно имеет функцию (LA) управления постоянной мощностью, которая определяется в соответствии с входным крутящим моментом блока питания при наименьшей частоте вращения. Когда достигнуто заданное значение, даже если частота вращения двигателя увеличивается, крутящий момент, который может быть обеспечен, возрастает. Рабочий объем насоса все равно будет уменьшен после того, как давление на выходе насоса достигнет определенного значения, так что выходная мощность гидравлической системы в конце концов уменьшится, коэффициент использования мощности двигателя снизится, при этом система имеет сравнительно большое энергопотребление и не является энергосберегающей.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[005] Целью настоящего изобретения является создание насосной системы, регулируемой нагрузкой, гидравлической системы управления и технического оборудования, которые могут обеспечить эффективное повышение коэффициента использования приводного механизма.

[006] Некоторые варианты выполнения настоящего изобретения включают регулируемую нагрузкой насосную систему, содержащую:

[007] насос с переменным расходом,

[008] насос с постоянным расходом, причем насос с постоянным расходом и насос с переменным расходом выполнены с возможностью приведения в действие одним и тем же приводным механизмом,

[009] механизм регулирования рабочего объема, предназначенный для регулирования рабочего объема насоса с переменным расходом,

[010] регулировочный маслопровод, и

[011] клапан, выполненный с возможностью подачи парциального выходного давления насоса с постоянным расходом к регулировочному отверстию механизма регулирования рабочего объема через регулировочный маслопровод, чтобы увеличить максимальный рабочий объем насоса с переменным расходом при увеличении частоты вращения приводного механизма.

[012] В некоторых вариантах выполнения клапан представляет собой пропорциональный клапан, а парциальное выходное давление, действующее на регулировочное отверстие механизма регулирования рабочего объема, может увеличиваться вместе с повышением рабочего давления масла в насосе с постоянным расходом.

[013] В некоторых вариантах выполнения клапан имеет первое впускное отверстие для масла, первое выпускное отверстие для масла и второе выпускное отверстие для масла; клапан содержит демпфер и гидравлический пропорциональный клапан; выпуск насоса с постоянным расходом сообщается с указанным первым впускным отверстием для масла; демпфер расположен на маслопроводе между указанным первым впускным отверстием для масла и указанным первым выпускным отверстием для масла; гидравлический пропорциональный клапан расположен на маслопроводе между указанным первым впускным отверстием для масла и указанным вторым выпускным отверстием для масла; первое регулировочное отверстие гидравлического пропорционального клапана сообщается с указанным первым впускным отверстием для масла; второе регулировочное отверстие пропорционального клапана с гидравлическим управлением сообщается с указанным первым выпускным отверстием для масла и указанным вторым выпускным отверстием для масла; причем указанное второе выпускное отверстие для масла сообщается с регулировочным отверстием механизма регулирования рабочего объема.

[014] В некоторых вариантах выполнения механизм регулирования рабочего объема включает клапан мощности и регулируемый цилиндр для регулирования угла отклонения наклонной шайбы насоса с переменным расходом; клапан мощности выполнен с возможностью изменения количества масла, подаваемого из регулировочного маслопровода в насос с переменным расходом для регулирования рабочего объема указанного насоса; выпуск насоса с переменным расходом сообщается с первым регулировочным отверстием клапана мощности; причем посредством указанного клапана обеспечена подача парциального выходного давления насоса с постоянным расходом ко второму регулировочному отверстию клапана мощности через регулировочный маслопровод.

[015] В некоторых вариантах выполнения по регулировочному маслопроводу обеспечена подача масла в бесштоковую полость регулируемого цилиндра; поршневой шток регулируемого цилиндра выполнен с возможностью регулирования угла отклонения наклонной шайбы в насосе с переменным расходом; клапан мощности является гидравлическим пропорциональным клапаном; когда сердечник клапана мощности находится в первом положении регулирования, насос с переменным расходом подает масло в бесштоковую полость регулируемого цилиндра через указанный клапан; а когда сердечник клапана мощности находится во втором положении регулирования, из бесштоковой полости регулируемого цилиндра обеспечен выпуск масла через клапан мощности.

[016] В некоторых вариантах выполнения поршневой шток оснащен элементом обратной связи с углом отклонения наклонной шайбы; причем между указанным элементом обратной связи и вторым регулировочным отверстием клапана мощности расположена пружина для обратной связи с углом отклонения наклонной шайбы, находящаяся в предварительно сжатом состоянии.

[017] В некоторых вариантах выполнения механизм регулирования рабочего объема содержит клапан регулирования расхода и клапан регулирования давления, которые расположены на регулировочном маслопроводе; конец для обратной связи с нагрузкой клапана регулирования расхода сообщается с отверстием для обратной связи с нагрузкой; при этом масло для регулирования в регулирующем маслопроводе обеспечено по рабочему маслопроводу насоса с переменным расходом.

[018] Некоторые варианты выполнения настоящего изобретения включают гидравлическую систему управления, включающую вышеупомянутую насосную систему, регулируемую нагрузкой.

[019] Некоторые варианты выполнения настоящего изобретения включают техническое оборудование, в том числе оптическое оборудование, включая вышеупомянутую насосную систему, регулируемую нагрузкой.

[020] В некоторых вариантах выполнения указанное техническое оборудование представляет собой кран.

[021] Согласно техническому решению, предложенному в настоящем изобретении, клапан выполнен с возможностью подачи сигнала об изменении парциального давления в насосе с постоянным расходом к регулировочному отверстию механизма регулирования рабочего объема, так что с помощью указанного механизма можно увеличить максимальный рабочий объем насоса с переменным расходом, когда задающая частота вращения приводного механизма увеличивается. Предложенная в настоящем изобретении насосная система, регулируемая нагрузкой, обеспечивает регулирование мощности вместе с изменением частоты вращения посредством собственного маслопровода с гидравлическим управлением, без дополнительного использования электрического контроллера или жгута проводов, при этом имеет широкое практическое применение.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[022] Для более ясного изложения технических решений, используемых в вариантах выполнения настоящего изобретения или в известном уровне техники, далее кратко описаны сопроводительные чертежи, дающие представление о вариантах выполнения или уровне техники. Понятно, что на описанных далее сопроводительных чертежах представлены некоторые варианты выполнения, обсуждаемые в настоящем описании, и специалист в данной области техники, исходя из указанных чертежей, может создать и другие чертежи.

[023] Фиг. 1 схематично проиллюстрирована принципиальная схема насосной системы, регулируемой нагрузкой, согласно некоторым вариантам выполнения настоящего изобретения.

[024] Описание условных обозначений:

[025] 1 - насос с переменным расходом; 2 - насос с постоянным расходом; 3 - клапан; 4 - клапан регулирования давления; 5 - клапан регулирования расхода; 6 - клапан мощности; 7 - регулируемый цилиндр; 8 - элемент обратной связи с углом отклонения наклонной шайбы; 9 - пружина для обратной связи с углом отклонения наклонной шайбы; 31 - демпфер; 32 - гидравлический пропорциональный клапан; Р1 - первое впускное отверстие для масла; Р2 - первое выпускное отверстие для масла; Р3 - второе выпускное отверстие для масла; Р1 - выпускное отверстие для масла насоса с переменным расходом; Р2 - выпускное отверстие для масла насоса с постоянным расходом; X - отверстие для обратной связи с нагрузкой; Y - регулировочное отверстие.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ

[026] Далее примерные варианты выполнения настоящего изобретения подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. Описание примерных вариантов выполнения приведено исключительно в качестве иллюстрации и не является каким-либо ограничением для настоящего изобретения и его применения или использования. Настоящее изобретение может быть реализовано в разнообразных видах и не ограничено вариантами выполнения, описанными в данном документе. Варианты выполнения досконально и целостно освещают настоящее изобретение и в полной мере доносят информацию об объеме изобретения до специалистов в данной области техники. Следует отметить, что, если не указано иное, взаимное расположение частей и этапов, состав материалов, числовые выражения и цифровые величины, представленные в вариантах выполнения, должны быть истолкованы исключительно в качестве примера, но не как ограничения.

[027] Такие слова, как «первый», «второй» и подобные им выражения не указывают на какой-либо порядок, номер или значимость, а предназначены исключительно для проведения различий между разными элементами. Слова «включать» или «содержать» и подобные им слова означают, что указанные перед ними элементы охватывают элементы, перечисляемые после данных слов, но не исключают возможности включения других элементов. Слова «вверх», «вниз», «влево», «вправо» или т.п. предназначены исключительно для указания относительного расположения. При изменении конкретного положения описываемого объекта относительное расположение также может изменяться соответствующим образом.

[028] Если в настоящем изобретении указано, что конкретное устройство расположено между первым устройством и вторым устройством, между конкретным устройством и первым устройством или вторым устройством может присутствовать или отсутствовать промежуточное устройство. Если указано, что конкретное устройство соединено с другим устройством, данное конкретное устройство может быть соединено с другим устройством напрямую и может не иметь промежуточного устройства, а может быть соединено с другим устройством не напрямую и может иметь промежуточное устройство.

[029] Все термины, используемые в настоящем описании, имеют такое же значение, что и термины, известные специалистам в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение, если только конкретно не указано иное. Например, следует понимать, что общеупотребляемые термины должны быть истолкованы как имеющие значения, не противоречащие значениям в контексте соответствующей области техники, и не должны пониматься в идеализированном или слишком формальном смысле, если это явно не указано.

[030] Подробное описание технологий, способов и оборудования, известных специалистам в соответствующей области техники, может быть не приведено, но там, где это целесообразно, технологии, способы и оборудование следует рассматривать как часть описания изобретения.

[031] В гидравлической системе, регулируемой нагрузкой, режимы гибкого управления насоса с переменным расходом включают регулирование давления, регулирование расхода и регулирование мощности, причем регулирование давления заключается в ограничении максимального давления на выходе насоса с переменным расходом в пределах диапазона регулирования указанного насоса, при этом насос с переменным расходом обеспечивает только расход гидравлического масла, требуемый для исполняющего элемента, и, если рабочее давление превышает заданное значение давления, установленное для клапана давления, насос с переменным расходом будет отрегулирован до меньшего рабочего объема, чтобы уменьшить отклонение; регулирование расхода заключается в регулировании перепада между значениями давления выше по потоку и ниже по потоку от дросселирующего отверстия путем использования регулируемого дросселирующего отверстия (например, направляющего клапана), при этом расход насоса с переменным расходом регулируют по перепаду давления, причем расход на выходе насоса с переменным расходом будет равен фактическому расходу, требуемому для исполняющего механизма независимо от того, как изменяется уровень давления; регулирование мощности заключается в том, чтобы поддерживать постоянный передаточный крутящий момент при условии постоянно меняющегося рабочего давления, при этом необходимо изменять угол наклонной шайбы (рабочий объем соответствующего насоса с переменным расходом) насоса с переменным расходом, при этом выходной расход и давление насоса с переменным расходом остаются неизменными при фиксированной частоте вращения на входе, тем самым, обеспечивая необходимое регулирование при постоянной мощности.

[032] Как показано на Фиг. 1, некоторые варианты выполнения настоящего изобретения включают насосную систему, регулируемую нагрузкой, причем система содержит: насос 1 с переменным расходом; насос 2 с постоянным расходом, причем насос 2 с постоянным расходом и насос 1 с переменным расходом выполнены с возможностью приведения в действие одним и тем же приводным механизмом; механизм регулирования рабочего объема, используемый для регулирования рабочего объема насоса 1 с переменным расходом; регулировочный маслопровод; и клапан 3, выполненный с возможностью подачи по регулировочному маслопроводу парциального выходного давления насоса 2 с постоянным расходом к регулировочному отверстию механизма регулирования рабочего объема, чтобы увеличить максимальный рабочий объем насоса 1 с переменным расходом, когда задающая частота вращения приводного механизма возрастает.

[033] Как показано на Фиг. 1, насос 1 с переменным расходом и насос 2 с постоянным расходом приводятся в действие одним и тем же приводным механизмом, например, двигателем. Частота вращения насоса 1 изменяется вместе с частотой вращения насоса 2. Когда частота вращения насоса 2 с постоянным расходом увеличивается, частота вращения насоса 1 с переменным расходом также увеличивается соответственно. Клапан 3 размещен с возможностью подачи сигнала об изменении парциального давления насоса с постоянным расходом к регулировочному отверстию механизма регулирования рабочего объема, так что, когда частота вращения приводного механизма увеличивается, механизм регулирования рабочего объема может увеличивать максимальный рабочий объем насоса 1, при этом может быть обеспечено гибкое управление мощностью гидравлического насоса при различной частоте вращения на входе, коэффициент использования мощности гидравлического насоса увеличивается, максимальная рабочая частота вращения приводного механизма может быть эффективно снижена, и улучшена энергосберегающая эффективность гидравлической системы. Насосная система, регулируемая нагрузкой, предложенная в настоящей заявке, обеспечивает возможность гибкого управления мощностью вместе с частотой вращения с помощью собственного маслопровода с гидравлическим управлением и без дополнительного использования электрического контроллера или жгута проводов, а также имеет широкое практическое применение.

[034] В некоторых вариантах выполнения клапан 3 представляет собой пропорциональный клапан, при этом парциальное выходное давление, действующее на регулировочное отверстие механизма регулирования рабочего объема, возрастает вместе с увеличением рабочего давления масла в насосе 2 с постоянным расходом, так что сигнал об изменении частоты вращения приводного механизма может быть получен с высокой степенью точности, и может быть эффективно повышена точность регулирования.

[035] Что касается конструкции клапана, в некоторых вариантах выполнения, как изображено на Фиг. 1, клапан 3 имеет первое впускное отверстие Р1 для масла, первое выпускное отверстие Р2 для масла и второе выпускное отверстие Р3 для масла; клапан 3 содержит демпфер 31 и гидравлический пропорциональный клапан 32; выпускное отверстие В2 для масла насоса 2 с постоянным расходом сообщается с первым впускным отверстием Р1 для масла; демпфер 31 расположен на трубопроводе между первым отверстием Р1 для впуска масла и первым отверстием Р2 для выпуска масла; гидравлический пропорциональный клапан 32 расположен на трубопроводе между первым впускным отверстием Р1 и вторым выпускным отверстием Р3; первое регулировочное отверстие клапана 32 сообщается с первым впускным отверстием Р1; второе регулировочное отверстие клапана 32 сообщается с первым выпускным отверстием Р2 и вторым выпускным отверстием Р3; а второе выпускное отверстие Р3 для масла сообщается с регулировочным отверстием механизма регулирования рабочего объема.

[036] Демпфер 31 выполняет функцию снижения давления. Благодаря конструкции и расположению гидравлического пропорционального клапана 32 давление масла в первом впускном отверстии Р1 для масла действует на первое регулировочное отверстие гидравлического пропорционального клапана 32, а давление масла в первом выпускном отверстии Р2 для масла и втором выпускном отверстии Р3 для масла действует на второе регулировочное отверстие гидравлического пропорционального клапана 32. Поскольку площадь первого регулировочного отверстия сердечника клапана равна площади второго регулировочного отверстия, когда гидравлический пропорциональный клапан 32 сбалансирован, давление масла в первом отверстии Р1 для масла равно сумме значений давления масла в первом выпускном отверстии Р2 и втором выпускном отверстии Р3, т.е. давление масла во втором выпускном отверстии Р3 равно давлению масла в первом впускном отверстии Р1 минус давление масла в первом выпускном отверстии Р2, а давление масла во втором отверстии Р3 для масла представляет собой скачок давления, создаваемый демпфером 31. В демпфере 31 давление сбрасывается пропорциональным образом, поэтому, когда давление масла в первом впускном отверстии Р1 возрастает, возрастает давление масла в первом выпускном отверстии Р2 и давление масла во втором выпускном отверстии Р3. Когда давление масла во втором выпускном отверстии Р3 действует на регулировочное отверстие механизма регулирования рабочего объема, посредством указанного механизма может быть увеличен максимальный рабочий объем насоса 1 с переменным расходом, когда задающая частота вращения приводного механизма возрастает.

[037] Следует отметить, что давление масла во втором выпускном отверстии Р3 составляет лишь малую долю от давления масла в первом выпускном отверстии Р2, и главную роль играет давление масла в первом выпускном отверстии Р2; следовательно, расположение клапана 3 не повлияет на выходную мощность первого выпускного отверстия Р2, действующего в качестве масляного канала для вывода рабочей мощности.

[038] Что касается конструкции механизма регулирования рабочего объема, в некоторых вариантах выполнения, как изображено на Фиг. 1, механизм регулирования рабочего объема включает клапан 6 мощности и регулируемый цилиндр 7 для регулирования угла отклонения наклонной шайбы насоса 1 с переменным расходом, причем клапан 6 мощности может изменять количество масла, подаваемого по регулировочному маслопроводу в регулируемый цилиндр 7, для регулирования рабочего объема насоса 1 с переменным расходом; выпускное отверстие В1 насоса 1 с переменным расходом сообщается с первым регулировочным отверстием (левое регулировочное отверстие на Фиг. 1) клапана 6 мощности через регулировочный маслопровод; клапан 3 сообщается с регулировочным отверстием Y через регулировочный маслопровод для подачи давления масла из второго выпускного отверстия Р3 ко второму регулировочному отверстию (правое регулировочное отверстие на Фиг. 1) клапана 6 мощности, так чтобы эффективно изменять положение сердечника клапана 6, а затем изменять количество масла, подаваемого по регулировочному маслопроводу в регулируемый цилиндр 7, тем самым, регулируя рабочий объем насоса 1 с переменным расходом и обеспечивая высокую степень практического применения.

[039] Как изображено на Фиг. 1, в некоторых вариантах выполнения по регулировочному маслопроводу обеспечена подача масла в бесштоковую полость регулируемого цилиндра 7; поршневой шток регулируемого цилиндра 7 используют для регулирования угла отклонения наклонной шайбы насоса 1 с переменным расходом; клапан 6 мощности представляет собой гидравлический пропорциональный клапан; когда сердечник клапана 6 мощности находится в первом положении регулирования (левое положение на Фиг. 1), посредством насоса 1 с переменным расходом обеспечена подача масла в бесштоковую полость регулируемого цилиндра 7 через клапан 6; а когда сердечник клапана 6 мощности находится во втором положении регулирования (правое положение на Фиг. 1), из бесштоковой полости регулируемого цилиндра 7 через клапан 6 мощности обеспечен выпуск масла. Благодаря данной конфигурации, когда давление масла во втором выпускном отверстии Р3 действует на второе регулировочное отверстие клапана 6 мощности, преимущественно удерживать клапан 6 во втором положении регулирования (правое положение на Фиг. 1). По сравнению со случаем, когда давление масла не действует на второе выпускное отверстие Р3, угол отклонения наклонной шайбы насоса 1 с переменным расходом не увеличивается, так что рабочий объем насоса 1 увеличивается.

[040] В некоторых вариантах выполнения, как изображено на Фиг. 1, поршневой шток оснащен элементом 8 обратной связи с углом отклонения наклонной шайбы; причем между указанным элементом 8 и вторым регулировочным отверстием клапана 6 мощности расположена пружина 9 для обратной связи с углом отклонения наклонной шайбы, находящаяся в предварительно сжатом состоянии. Благодаря тому, что указанная пружина 9 находится в предварительно сжатом состоянии, давление масла во втором выпускном отверстии Р3 и указанная пружина 9 совместно воздействуют на второй конец клапана 6 мощности, и давление масла в выпускном отверстии В1 насоса 1 с переменным расходом, действующее на первое регулировочное отверстие клапана 6 мощности, сбалансировано.

[041] Что касается регулирования перепада давления, которое зависит от нагрузки, в некоторых вариантах выполнения механизм регулирования рабочего объема дополнительно содержит клапан 5 регулирования расхода и клапан 4 регулирования давления, размещенные на регулировочном маслопроводе; конец для обратной связи с нагрузкой клапана 5 регулирования расхода сообщается с отверстием X для обратной связи с нагрузкой; масло из регулировочного маслопровода подается по рабочему маслопроводу насоса 1 с переменным расходом; причем клапан 5 регулирования расхода и клапан 4 регулирования давления являются техническими средствами, известными из уровня техники, поэтому их описание не включено в данный документ.

[042] Используя в качестве примера для крана вариант выполнения на Фиг. 1 и приводной механизм в качестве примера двигателя, принцип управления насосной системой, регулируемой нагрузкой, предложенной в настоящем изобретении, заключается в следующем:

[043] Когда кран находится в рабочем состоянии, частота вращения двигателя обычно соответствует низкочастотному режиму, и максимальное значение выходного крутящего момента двигателя является низким. Чтобы двигатель не заглох вследствие большой нагрузки, насос 1 с переменным расходом должен ограничить максимальный выход для рабочего объема.

[044] Когда насосная система, регулируемая нагрузкой, работает в условиях обычной эксплуатации, действует клапан 5 регулирования расхода, и насос 1 с переменным расходом обеспечивает расход, требуемый для системы. При увеличении частоты вращения рабочий объем насоса постепенно увеличивается.

[045] Если нет клапана 3, обеспечивающего подачу давления, посредством клапана 6 мощности обеспечивается перемещение сердечника клапана справа к левому положению под действием давления масла в выпускном отверстии В1 насоса 1 с переменным расходом, так что элемент 8 обратной связи с углом отклонения наклонной шайбы и поршень приводятся в движение для перемещения вправо. Насос 1 обеспечивает подачу масла в бесштоковую полость регулируемого цилиндра 7 через клапан 6 мощности, так что поршневой шток перемещается влево, и в результате достигается состояние равновесия для стабилизации рабочего объема насоса при значении Vmax1.

[046] В случае, если есть клапан 3 для подачи давления, давление масла во втором выпускном отверстии Р3 из клапана 3 соответственно увеличивается вместе с частотой вращения, и соответственно увеличивается выходное давление к регулировочному отверстию Y насоса 1, так что клапан 6 мощности может перемещаться слева к правому положению, при этом из бесштоковой полости регулируемого цилиндра 7 обеспечен выпуск масла через указанный клапан 6, и поршневой шток перемещается влево. Когда достигнуто новое состояние равновесия, рабочий объем насоса стабилизируется при значении Vmax2. По сравнению с максимальным рабочим объемом Vmax1 насоса с переменным расходом при той же частоте вращения рабочий объем увеличивается и соответственно также увеличивается выходной крутящий момент системы, так что при той же высокой частоте вращения рабочий объем насоса 1 увеличивается, и коэффициент использования мощности гидравлической системы повышается.

[047] Клапан 4 регулирования давления используют для ограничения максимального давления насоса 1 с переменным расходом. Если давление на выходе насоса 1 превышает заданное значение, такое давление напрямую действует на бесштоковую полость регулируемого цилиндра 7, так что рабочий объем насоса 1 уменьшается.

[048] Некоторые варианты выполнения настоящего изобретения включают гидравлическую систему управления, содержащую вышеупомянутую насосную систему, регулируемую нагрузкой.

[049] Некоторые варианты выполнения настоящего изобретения включают техническое оборудование, в том числе оптическое оборудование, включая вышеупомянутую насосную систему, регулируемую нагрузкой. Указанная насосная система, предложенная в настоящем изобретении, особенно подходит для крана, поэтому в некоторых вариантах выполнения техническое оборудование представляет собой кран.

[050] Выше приведено подробное описание вариантов выполнения настоящего изобретения. Для облегчения понимания концепций настоящего изобретения описание некоторых деталей, известных из уровня техники, опущено. Специалисты в данной области техники могут в полной мере понять, как реализовать техническое решение, представленное в данном документе согласно приведенному выше описанию.

[051] Хотя некоторые конкретные варианты выполнения настоящего изобретения были подробно проиллюстрированы в качестве примеров, специалисты в данной области техники должны понимать, что представленные выше примеры приведены исключительно для иллюстрации и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения. Специалистам в данной области следует понимать, что в описанных выше вариантах выполнения могут быть выполнены модификации или части технических признаков может быть выполнена эквивалентная замена, не выходя за рамки объема и сущности настоящего изобретения. Объем настоящего изобретения определен прилагаемой формулой изобретения.

В настоящем изобретении предложены насосная система, регулируемая нагрузкой, гидравлическая система управления и техническое оборудование. Указанная насосная система содержит насос с переменным расходом и насос с постоянным расходом, которые выполнены с возможностью приведения в действие одним и тем же приводным механизмом, механизм регулирования рабочего объема, предназначенный для регулирования рабочего объема насоса с переменным расходом, регулировочный маслопровод и клапан, выполненный с возможностью подачи через регулировочный маслопровод парциального выходного давления насоса с постоянным расходом к регулировочному отверстию механизма регулирования рабочего объема с обеспечением увеличения максимального рабочего объема насоса с переменным расходом при увеличении задающей частоты вращения приводного механизма. Благодаря конструкции указанного клапана с его помощью обеспечена подача сигнала об изменении парциального давления насоса с постоянным расходом к регулировочному отверстию механизма регулирования рабочего объема, так что указанный механизм может увеличивать максимальный рабочий объем насоса с переменным расходом, когда задающая частота вращения приводного механизма увеличивается. Предложенная в настоящем изобретении насосная система обеспечивает гибкое регулирование мощности вместе с частотой вращения посредством собственного маслопровода с гидравлическим управлением, причем без дополнительного использования электрического контроллера или жгута проводов, и имеет широкое практическое применение. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Насосная система, регулируемая нагрузкой, содержащая:

насос (1) с переменным расходом,

насос (2) с постоянным расходом, причем насос (2) с постоянным расходом и насос (1) с переменным расходом выполнены с возможностью приведения в действие посредством одного и того же приводного механизма,

механизм регулирования рабочего объема, выполненный с возможностью регулирования рабочего объема насоса (1) с переменным расходом,

регулировочный маслопровод и

клапан (3), выполненный с возможностью подачи через указанный регулировочный маслопровод парциального выходного давления насоса (2) с постоянным расходом к регулировочному отверстию механизма регулирования рабочего объема с обеспечением увеличения максимального рабочего объема насоса (1) с переменным расходом при возрастании задающей частоты вращения приводного механизма.

2. Насосная система по п. 1, в которой указанный клапан (3) является пропорциональным клапаном, при этом обеспечено возрастание парциального выходного давления, действующего на регулировочное отверстие механизма регулирования рабочего объема, вместе с увеличением рабочего давления масла в насосе (2) с постоянным расходом.

3. Насосная система по п. 1, в которой указанный клапан (3) имеет первое впускное отверстие (Р1) для масла, первое выпускное отверстие (Р2) для масла и второе выпускное отверстие (Р3) для масла, причем

клапан (3) содержит демпфер (31) и гидравлический пропорциональный клапан (32),

с указанным первым впускным отверстием (Р1) сообщается выпускное отверстие (В2) для масла насоса (2) с постоянным расходом,

демпфер (31) расположен на трубопроводе между указанным первым впускным отверстием (Р1) и указанным первым выпускным отверстием (Р2),

гидравлический пропорциональный клапан (32) расположен на трубопроводе между указанным первым впускным отверстием (Р1) и указанным вторым выпускным отверстием (Р3),

с указанным первым впускным отверстием (Р1) сообщается первое регулировочное отверстие гидравлического пропорционального клапана (32),

с указанным первым выпускным отверстием (Р2) и указанным вторым выпускным отверстием (Р3) сообщается второе регулировочное отверстие гидравлического пропорционального клапана (32), и

указанное второе выпускное отверстие (Р3) сообщается с регулировочным отверстием механизма регулирования рабочего объема.

4. Насосная система по п. 1, в которой механизм регулирования рабочего объема содержит клапан (6) мощности и регулируемый цилиндр (7) для регулирования угла отклонения наклонной шайбы насоса (1) с переменным расходом, причем

клапан (6) мощности выполнен с возможностью изменения количества масла, подаваемого по регулировочному маслопроводу в насосе (7) с переменным расходом, для регулирования рабочего объема насоса (1) с переменным расходом,

с первым регулировочным отверстием клапана (6) мощности через регулировочный маслопровод сообщается выпускное отверстие (В1) для масла насоса (1) с переменным расходом, и

указанный клапан (3) через регулировочный маслопровод подает парциальное выходное давление насоса (2) с постоянным расходом ко второму регулировочному отверстию клапана (6) мощности.

5. Насосная система по п. 4, в которой обеспечена подача масла по регулировочному маслопроводу в бесштоковую полость регулируемого цилиндра (7), причем

поршневой шток регулируемого цилиндра (7) выполнен с возможностью регулирования угла отклонения наклонной шайбы насоса (1) с переменным расходом,

клапан (6) мощности является гидравлическим пропорциональным клапаном, и

когда сердечник клапана (6) мощности находится в первом положении регулирования, насос (1) с переменным расходом подает масло в бесштоковую полость регулируемого цилиндра (7) через клапан (6) мощности, а когда сердечник клапана (6) мощности находится во втором положении регулирования, масло выпускается из бесштоковой полости регулируемого цилиндра (7) через клапан (6) мощности.

6. Насосная система по п. 5, в которой поршневой шток оснащен элементом (8) обратной связи с углом отклонения наклонной шайбы, при этом между указанным элементом (8) обратной связи и указанным вторым регулировочным отверстием клапана (6) мощности расположена пружина (9) для обратной связи с углом отклонения наклонной шайбы, находящаяся в предварительно сжатом состоянии.

7. Насосная система по п. 4, в которой механизм регулирования рабочего объема содержит клапан (5) регулирования расхода и клапан (4) регулирования давления, которые расположены на регулировочном маслопроводе, причем

конец клапана (5) регулирования расхода, предназначенный для обратной связи с нагрузкой, сообщается с отверстием (X) для обратной связи с нагрузкой, и

регулирующее масло регулировочного маслопровода подается из рабочего маслопровода насоса (1) с переменным расходом.

8. Гидравлическая система управления, содержащая насосную систему, регулируемую нагрузкой, выполненную по п. 1.

9. Техническое оборудование, содержащее насосную систему, регулируемую нагрузкой, выполненную по п. 1.

10. Техническое оборудование по п. 9, которое представляет собой кран.