Объемная гидромашина Советский патент 1976 года по МПК F04C1/06 F15B7/00 

(54) ОБЪЕМНАЯ ГИДРОМАШИНА Б-Б на фиг. 1; m фиг. 3 - схема подключения; гидромашины к нереверсивной гидросистеме с замкнутой циркуляцией; на фиг. 4 - схема подключения гидромашины при ее использовании в качестве гидроприводного насоса с двумя выходными потоками; на фиг. 5- схема подключения гидромашины к реверсивной гидросистеме с замкнутой циркуляцией; на фиг. 6 - вариант конструктивного исполнения гидромашины для ее использования в реверсивной гидросистеме. Объемная гидромашина содержит неподвижньй корпус, которьш состоит из двух крышек 1 и 2 и кольца 3, установленного между крышками. В крышках 1 и 2 установлены втулки 4, в которых может вращаться внутренний ротор 5, помешенный между крышками 1 и 2 и кольцом 3. Внутри кольца 3 установлен внешний ротор 6. Роторы 6 и 5 имеют оси вращения В и Г соответственно, причем ось вращения Г смещена относительно оси В. Роторы 5 и 6 снабжены наружными 7 и внутренними 8 зубьями, причем ротор 6 имеет на один зуб больше. Зубья 7 и 8 ограничивают рабочие камеры 9, объем которых изменяется при вращении роторов 5 и 6. При вращении роторов 5 и 6 в направлении по часовой стрелке (стрелка Д на фиг. 2 и 3) камеры 9 увеличиваются в объеме справа от плоскости X-X и уменьшаются в объеме слева от этой плоскости. В крышке 2 вьшолнены отверстия, образующие всасьшающий 10 и нагнетательнъш 11 каналы. В крышке 2 между рабочими камерами 9 и каналами 10 и 11 установлено распределительное устройство, в котором вьшолнены окна 12 и 13, соединяюшие соответс венно каналы 10 и И с правой и левой (относительно плоскости X-X) зонами, в которых объем рабочих камер соответственно увеличивается и уменьшается. Окна 12 и 13 изолированы друг от друга перегородками 14 и 15, разделяющими упомянутые зоны всасьтания и нагнетания (не показаны). При работе гидромашины жидкость поступает из всасьшаюшего канала 10 к распределительному окну 12, из которого попадает в рабочую камеру 9 и через окно 13 попадает в нагнетательньш канал 11. Распределительное устройство содержит в правой зоне окно 16, рабочая жидкость к которому может быть подведена посредством канала 17, выпол ненного в крышке 2. Окно 16 изолировано от окон 1 и 13 перегородками 15 и 18 (на чертежах не показаны) Гидросистема содержит источник питания 19, исполнительньш механизм 20, напорную 21 и сливную 22 гидрояинии, гидробак 23 и гидролинии 24 и 25 доя отвода )ггечек рабочей жидкости из источника питания 19 и исполнительного механизма 20. Гидромашина может быть применена в качестве устройства для поддержания заданного уровня избыточного давления в сливной гидрояинии нереверсивной гидросистемы с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости. Гидромашина подключается к нереверсивной гидросистеме посредством гидролиний 26,27 и 28, причем линия 26 сообщает напорную магистраль 21 с каналом 10 и окном 12, гидролиния 27 - сливную магистраль 22 с каналом 11 и окном 13, а линия 28 сообшает гидробак 23 с каналом 17 и окном 16. При работе; гидросистемы восполнение утечек рабочей жидкости из источника питания и исполнительного механизма, а также поддержание избыточного давления рабочей жидкости в сливной магистрали 22, необходимого для безкавитационной работы источника питания 19 и нормального функционирования исполнительного механизма 20 осуществляется посредством описываемой гидромашины. Рабочие камеры 9, расположенные справа от плоскости Х-Х, на некотором участке хода подвергаются рабочему давлению в магистрали 21, которое подводится в эти камеры от магистрали 21 по гидролинии 26, каналу 10 и окну 12 распределительного устройства, на другой части хода рабочие камеры 9 подвергаются давлению в гидробаке 23 (причем давление в этом баке может быть отличным от нуля). На этой части хода камеры 9 сообщаются с гидробаком 23 посредством гидролинии 28, канала 17 и распределительного окна 16. Рабочие камеры 9, расположенные слева от плоскости Х-Х, подвергаются лишь низкому давлению в сливной магистрали 22 через гидролинию 27, канал 11 и распределительное окно 13. Разность давлений в окнах 12 и 13 дает двигательный эффект, который приводит во вращение роторы 5 и 6 в направлении по стрелке Д. Рабочие камеры 9, таким образом, могут переносить рабочую жидкость, обеспечивающую движение роторов от окна 12 к окну 13, а также заимствованную из гидробака 23 рабочую жидкость от окна 16 к окну 13. Эта заимствованная рабочая жидкость обеспечивает избыточное давление в сливной гидролинии 22, причем скорость вращения роторов 5 и 6 является функцией отношения количества рабочей жидкости, проходящей через гидрояинии 26 и 27, то есть действительных потребностей уровня избыточного давления в сливной гидролишш 22 гидросистемы. Таким образом, гидромашина обеспечивает автоматическую модуляцию объемных подач и давлений с учетом следуюших уравнений: Q,, 026+028(1) (P26-P28)-026 (P27-P28)-Q27(2) где О2 6 и Р2 6 - объемная подача и давление в гидро.пинии 26; Ог 7И Ра 7 - объемная подача и давление в гидролинии 27, а О2 8 и Р2 8 - объемная подача и давление в гидролинии 28. Уравнение (1) выражает сохранение количественной оценки объемной подачи, а уравнение (2) сохранение энергии. Предлагаемая гидромашина отличается от известных тем, что скорость ее вращения автоматически приспосабливается к нужному уровню избыточного давления в сливной магистрали и, следовательно, не уменьшает выходной мощности источника питания в противоположность обычным насосам подпитки, имеющим постоянньш избыточный расход, сбрасьшаемый в гидробак через подпорный клапан, тем самым ,п.д. гидросистемы в целом.

Предлагаемая гидромащина может функционировать как гидроприводной насос, работающий от двух или нескольких потоков и при этом обеспечивающий два или несколько выходных потоков.

Для этого в распределительном устройстве гидромапщны вьшолняется два окна 29 и 30, таким обраэом окна 12 и 16 являются всасьшающими,а 29 и 30 - нагнетательными (фиг.4). Окно 12 гидролинией 31 сообщено с источником питания 32, а окно 16 гидролииией 33 сообщено с источником питания 34. Соответственно напорные окна 29 и 30 посредством гидролиний 35 и 36 сообщаются с исполнительными механизмами 37 и 38. В этом случае гидромашина суммирует расходы рабочей жидкости от двух источников питания 32 и 34 и делит их на два потока, идущие к исполнительным механизмам 3 и 38.

При использовании гидромашины в качестве устройства для поддержания избыточного давления в сливной магистрали реверсивной гидросистемы с замкнутой циркуляцией ее распределительное устройство содержит четвертое окно, то есть окно 13, расположенное слева от плоскости X-X, заменяется двумя отдельными окнами 29 и 30 (фиг. 5). Окно 12 сообщено с магистралью 21 гидролинией 26, а окно 29 сообщено с магистралью 22 гидролинией 27. Окно 16 сообщается с окном 12 посредством обратного клапана 39, а окно 30 с окном 29 посредством обратного клапана 40. Распределительные окна 16 и 30,кроме этого,посредством обратных клапанов 41 и 42 и гидролинии 28 сообщаются с гидробаком 23. В гидролинию 28 может быть включено устройство 43 для фильтрации жидкости.

При таком подключении гидромашины к реверсивной гидросистеме она работает следуюпд1м образом.

В случае, когда магистраль 21 является напорной, а магистраль 22 - сливной, рабочая жидкость циркулирует, и роторы 5 и 6 вращаются в направлении, указанном сплошными стрелками (фиг. 5) причем клапаны 40 и 41 открьшаются, а клапаны 39 и 42 закрьтаются под действием перепада давления между соответствующими окнами.

При реверсировании потока рабочей жидкости, то есть когда напорной становится магистраль 22, а сливной-магистраль 21, рабочая жидкость циркулирует и вращение роторов 5 и 6 происходит в направлении показанном пунктирными стрелками (фиг.5), причем клапаны 39 и 42 открыты, а клапаны 40 и 41 - закрыты.

Эффект создания избыточного давления в сливной магистрали в обоих случаях происходит аналогично описанному.

Пример конструктивного исполнения гидромащины представлен на фиг. 6. Обратные клапаны 39,40 и 41, 42 встроены внутрь гидромашины. Кроме того, гидромащина может быть выполнена аксиально- или радиально-поришевой, лопастной и т.п.

Формула изобретения

1.Объемная гидромащина, содержащая распределительное устройство по крайней мере с тремя рабочими окнами сообщаемыми с рабочими камерами, первое и второе из которых расположены в зоне увеличения их рабочих объемов, а третье окно расположено в зоне уменьшения рабочих объемов этих камер, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности работы гидромашины в качестве устройства для поддержания заданного уровня избыточного давления в сливной гидролинии нереверсивной гидросистемы с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости, первое окно распределительного устройства сообщено с напорной гидролинией гидросистемы, второе - с гидробаком гидросистемы, а третье окно - с ее сливной гидролинией.

2.Объемная гидромашина по п. 1 с распределительным устройством, содержащим четыре рабочих окна, четвертое из которых расположено в зоне уменьшения объемов рабочих камер, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности работы гидромашины в качестве устройства для поддержания заданного уровня избыточного давления в сливной гидролинии реверсивной гидросистемы с замкнутой циркуляцией рабочей жидкости, второе и первое, а также третье и четвертое окна распределительного устройства соответственно сообшены между собой посредством двух обратных клапанов для циркуляции рабочей жидкости от второго окна к первому и от третьего окна к четвертому, причем первое и четвертое окна сообщены соответственно с гидролиниями замкнутого контура, а второе и третье окна, посредством двух др}тих обратных клапанов, сообщены с гидробаком.