Энергосберегающий способ регулирования расхода жидкости в гидросистемах и гидросистема для его осуществления

Изобретение относится к области машиностроительного гидропривода и может быть использовано в гидросистемах сельскохозяйственных, строительно-дорожных и других мобильных машин, а также в станкостроении, нефтяной и горнодобывающей промышленности. Энергосберегающий способ регулирования расхода жидкости в гидросистемах, содержащих, по меньшей мере, два исполнительных гидродвигателя, питающихся от одного нерегулируемого насоса, заключается в том, что поток рабочей жидкости от насоса подают одновременно ко всем гидродвигателям через объемный делитель потока, выполненный в виде обратимых гидромашин, при этом избыточный поток рабочей жидкости в гидролинии наиболее нагруженного гидродвигателя из дозирующего клапана возвращают через логический элемент на вход объемного делителя потока, а давление рабочей жидкости в гидролинии наиболее нагруженного гидродвигателя поднимают обратимой гидромашиной объемного делителя потока, работающей в данный момент в режиме насоса, последовательно установленного за нерегулируемым насосом и приводимого обратимой гидромашиной объемного делителя потока, работающей в режиме гидромотора, и при этом рекуперируют энергию возвращаемого потока рабочей жидкости в одной из гидромашин объемного делителя потока, имеющей положительную разность давлений и работающей в данный момент в режиме гидромотора. Гидросистема содержит, по меньшей мере, два исполнительных гидродвигателя, сообщенных гидролиниями с нерегулируемым насосом через объемный делитель потока, выполненный в виде обратимых гидромашин, при этом гидросистема снабжена логическими элементами и регуляторами потока, установленными в гидролиниях сообщения гидродвигателей с выходами объемного делителя потока, и при этом регулятор потока выполнен в виде регулируемого дросселя, вход и выход которого сообщены соответственно с выходом объемного делителя потока и гидродвигателем, и дозирующего клапана, вход и полость управления которого подключены ко входу дросселя, пружинная полость дозирующего клапана подключена дополнительной линией управления к выходу дросселя, а выход дозирующего клапана подключен ко входу логического элемента, выполненного в виде двухпозиционного трехлинейного гидрораспределителя с гидроуправлением, одна из линий управления которого подключена к выходу дозирующего клапана, а другая - ко входу объемного делителя потока, к которому также подключен один из выходов трехлинейного гидрораспределителя, а другой - к сливу. Технический результат - снижение потребления энергии. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроительного гидропривода и может быть использовано в гидросистемах сельскохозяйственных, строительно-дорожных и других мобильных машин, а также в станкостроении, нефтяной и горнодобывающей промышленности.

В технике известны два способа регулирования расхода жидкости: дроссельный и объемный.

В первом случае дросселирующее устройство может быть установлено на пути жидкости от насоса к гидродвигателю - “дроссель на входе”; на пути жидкости от гидродвигателя к баку - “дроссель на выходе” и “дроссель в параллели”, дроссель устанавливают на ответвлении в бак жидкости, поступающей к гидродвигателю (Т.М.Башта. Гидропривод и гидропневмоавтоматика, Москва, Машиностроение, 1972, стр. 142-146).

Потери энергии при таком дроссельном способе регулирования существенны и могут составить более половины мощности питающего насоса.

В силовых гидроприводах чаще обращаются к объемному способу регулирования, имеющему значительно меньшие потери (Т.М.Башта. Гидропривод и гидропневмоавтоматика, Москва, Машиностроение, 1972, стр. 152-158).

Однако и такой способ регулирования не полностью удовлетворяет требованиям потребителя: высокая стоимость регулируемых гидромашин, практически, на порядок выше стоимости нерегулируемых, особенно на высокий уровень давления, кроме того, наличие сложных регуляторов приводит к снижению надежности и долговечности гидропривода в целом.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому техническому результату к описываемому изобретению является энергосберегающий способ регулирования расхода жидкости в гидросистемах, содержащих, по меньшей мере, два гидродвигателя, питающихся от одного нерегулируемого насоса, заключающийся в том, что поток рабочей жидкости от насоса подают одновременно ко всем гидродвигателям через объемный делитель потока, выполненный в виде обратимых гидромашин.

И гидросистема, содержащая, по меньшей мере два гидродвигателя, сообщенных гидролиниями через объемный делитель потока, выполненный в виде обратимых гидромашин, с нерегулируемым насосом (Т.М.Башта. Гидропривод и гидропневмоавтоматика, Москва, Машиностроение, 1972, стр. 115-117).

В данном способе регулирования при использовании его в гидросистемах, имеющих различную нагрузку на гидродвигателях, удается поднять уровень давления в наиболее нагруженной ветви гидросистемы за счет использования одной из обратимых гидромашин делителя потока в качестве дополнительного насоса, а другой - в качестве гидромотора, приводящего этот насос.

Однако КПД такого способа регулирования и гидросистемы для его осуществления невысок из-за того, что не используется энергия “лишнего” расхода нерегулируемого дополнительного насоса под давлением нагрузки.

Технической задачей изобретения является осуществление рекуперации теряемой энергии избыточного расхода нерегулируемого дополнительного насоса, под давлением нагрузки направив его слив на вход объемного делителя потока.

Указанная задача решается за счет того, что в известном энергосберегающем способе регулирования расхода жидкости в гидросистемах, содержащих, по меньшей мере, два исполнительных гидродвигателя, питающихся от одного нерегулируемого насоса, заключающемся в том, что поток рабочей жидкости от насоса подают одновременно ко всем гидродвигателям через объемный делитель потока, выполненный в виде обратимых гидромашин новым является то, что избыточный поток рабочей жидкости в гидролинии наиболее нагруженного гидродвигателя из дозирующего клапана возвращают через логический элемент на вход объемного делителя потока, а давление рабочей жидкости в гидролинии наиболее нагруженного гидродвигателя поднимают обратимой гидромашиной объемного делителя потока, работающей в данный момент в режиме насоса, последовательно установленного за нерегулируемым насосом и приводимого обратимой гидромашиной объемного делителя потока, работающей в режиме гидромотора, и при этом рекуперируют энергию возвращаемого потока рабочей жидкости в одной из гидромашин объемного делителя потока, имеющей положительную разность давлений и работающей в данный момент в режиме гидромотора.

А также за счет того, что известная гидросистема, содержащая, по меньшей мере, два исполнительных гидродвигателя, сообщенных гидролиниями с нерегулируемым насосом через объемный делитель потока, выполненный в виде обратимых гидромашин, при этом новым является то, что гидросистема снабжена логическими элементами и регуляторами потока, установленными в гидролиниях сообщения гидродвигателей с выходами объемного делителя потока, при этом регулятор потока выполнен в виде регулируемого дросселя, вход и выход которого сообщен соответственно с выходом объемного делителя потока и гидродвигателем, и дозирующего клапана, вход и полость управления которого подключены ко входу дросселя, пружинная полость дозирующего клапана подключена дополнительной линией управления к выходу дросселя, а выход дозирующего клапана подключен ко входу логического элемента, выполненного в виде двухпозиционного трехлинейного гидрораспределителя с гидроуправлением, одна из линий управления которого подключена к выходу дозирующего клапана, а другая - ко входу объемного делителя потока, к которому также подключен один из выходов трехлинейного гидрораспределителя, а другой - к сливу.

На чертеже показана принципиальная схема гидросистемы, осуществляющей энергосберегающий способ регулирования расхода жидкости в гидросистемах.

Гидросистема содержит два исполнительных гидродвигателя 1, 2, сообщенных гидролиниями 3, 4 с нерегулируемым насосом 5 через объемный делитель потока 6, выполненный в виде обратимых гидромашин 7, 8, два логических элемента 9, 10 и два регулятора потока 11, 12, установленных в гидролиниях 3, 4 сообщения гидродвигателей 1, 2 с выходами 13, 14 объемного делителя потока 6, при этом каждый регулятор потока 11 и 12 выполнен в виде регулируемого дросселя 15, вход 16 и выход 17 которого сообщены соответственно с одним из соответствующих выходов 13, 14 объемного делителя потока 6 и соответствующим гидродвигателем 1, 2, и дозирующего клапана 18, вход 19 и полость 20 управления которого подключены ко входу 16 дросселя 15, пружинная полость 21 дозирующего клапана 18 подключена дополнительной линией 22 управления к выходу 17 дросселя 15, а выход 23 дозирующего клапана 18 подключен ко входу 24 логического элемента 9, 10, выполненного в виде двухпозиционного трехлинейного гидрораспределителя 25 с гидроуправлением, одна из линий 26 управления которого подключена к выходу 23 дозирующего клапана 18, а другая линия управления 27 подключена ко входу 28 объемного делителя потока 6, к которому также подключен один из выходов 29 гидрораспределителя 25, а другой выход 30 - к сливу в бак 31. К баку 31 всасывающей гидролинией 32 подключен насос 5, напорная гидролиния 33 которого сообщена со входом 28 объемного делителя потока 5 и дополнительным предохранительным клапаном 34, сообщенным своим выходом с баком 31.

Энергосберегающий способ регулирования расхода жидкости в гидросистеме осуществляют следующим образом: поток рабочей жидкости от насоса 5 подают одновременно ко всем гидродвигателям 1, 2 через объемный делитель потока 6, выполненный в виде обратимых гидромашин 7, 8, при этом поток рабочей жидкости, например, в гидролинии 3, как наиболее нагруженного гидродвигателя 1, из дозирующего клапана 18 регулятора потока 11 возвращают через логический элемент 9 на вход 28 объемного делителя потока 6, а давление рабочей жидкости в гидролинии 3 наиболее нагруженного гидродвигателя 1 поднимают обратимой гидромашиной 7 объемного делителя потока 6, работающей в данный момент в режиме насоса, последовательно установленного за нерегулируемым насосом 5, и приводимого обратимой гидромашиной 8 объемного делителя потока 6, работающей в режиме гидромотора, и при этом рекуперируют энергию возвращаемого потока рабочей жидкости в гидромашине 8 объемного делителя потока 6, имеющей положительную разность давлений и работающей в данный момент в режиме гидромотора.

Гидросистема работает следующим образом.

Насос 5 подает рабочую жидкость под давлением в обратимые гидромашины 7, 8 с жестко связанными приводными валами объемного делителя потока 6, который направляет ее к регуляторам потока 11, 12, обеспечивающим возможность регулирования скорости и мощности исполнительных гидродвигателей 1, 2. При этом избыточный поток рабочей жидкости из регулятора потока 11 или 12 через дозирующий клапан 18 направляется в логический элемент 9 или 10, который направляет его либо в бак 31, если давление в соответствующей гидролинии 3 или 4 исполнительных гидродвигателей 1 или 2 ниже давления на входе 28 объемного делителя потока 6, или на вход 28 объемного делителя потока 6, если давление на соответствующем гидродвигателе 1 или 2 более, чем давление на входе 28 объемного делителя потока 6 и соответственно нерегулируемого насоса 5. При различных нагрузках на исполнительных гидродвигателях 1 и 2 давление на одном выходе 13 или 14 объемного делителя потока 6 всегда будет выше давления питающего нерегулируемого насоса 5 потому, что при

и при Р1Р2 Рн<(Рι )max.

Где рн - давление питающего нерегулируемого насоса;

p1 - давление на выходе из одной обратимой гидромашины объемного делителя потока;

р2 - давление на выходе из другой обратимой гидромашины объемного делителя потока;

Pι - давление на выходе из l-той обратимой гидромашины объемного делителя потока.

Так как величина Рн является функцией среднего арифметического параметров р1 и Р2, то Рн всегда меньше максимального из этих значений.

Таким образом происходит рекуперация мощности избыточного потока, т.е. эта жидкость поступит в гидромашину объемного делителя с положительным перепадом давления - гидромотор, где вызовет момент, вращающий насос - гидромашину объемного делителя потока с отрицательным перепадом давления, для создания повышенного давления по сравнению с входным.

1. Энергосберегающий способ регулирования расхода жидкости в гидросистемах, содержащих, по меньшей мере, два исполнительных гидродвигателя, питающихся от одного нерегулируемого насоса, заключающийся в том, что поток рабочей жидкости от насоса подают одновременно ко всем гидродвигателям через объемный делитель потока, выполненный в виде обратимых гидромашин, отличающийся тем, что избыточный поток рабочей жидкости в гидролинии наиболее нагруженного гидродвигателя из дозирующего клапана возвращают через логический элемент на вход объемного делителя потока, а давление рабочей жидкости в гидролинии наиболее нагруженного гидродвигателя поднимают обратимой гидромашиной объемного делителя потока, работающей в данный момент в режиме насоса, последовательно установленного за нерегулируемым насосом, и приводимого обратимой гидромашиной объемного делителя потока, работающей в режиме гидромотора, и при этом рекуперируют энергию возвращаемого потока рабочей жидкости в одной из гидромашин объемного делителя потока, имеющей положительную разность давлений и работающей в данный момент в режиме гидромотора.

2. Гидросистема, содержащая, по меньшей мере, два исполнительных гидродвигателя, сообщенных гидролиниями с нерегулируемым насосом через объемный делитель потока, выполненный в виде обратимых гидромашин, отличающаяся тем, что гидросистема снабжена логическими элементами и регуляторами потока, установленными в гидролиниях сообщения гидродвигателей с выходами объемного делителя потока, при этом регулятор потока выполнен в виде регулируемого дросселя, вход и выход которого сообщен соответственно с выходом объемного делителя потока и гидродвигателем, и дозирующего клапана, вход и полость управления которого подключены к входу дросселя, пружинная полость дозирующего клапана подключена дополнительной линией управления к выходу дросселя, а выход дозирующего клапана подключен к входу логического элемента, выполненного в виде двухпозиционного трехлинейного гидрораспределителя с гидроуправлением, одна из линий управления которого подключена к выходу дозирующего клапана, а другая - ко входу объемного делителя потока, к которому также подключен один из выходов трехлинейного гидрораспределителя, а другой - к сливу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроительного гидропривода и может быть использовано в различных гидропневмосистемах грузоподъемных машин, сельскохозяйственных, строительно-дорожных и других мобильных машин, а также в станкостроении, нефтяной (буровых установок) и горнодобывающей промышленности

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для рекуперации гидравлической энергии с повышенной эффективностью и безопасностью, в том числе, в мобильных приложениях, таких как дорожно-строительные машины, подъемно-транспортное оборудование, а также гидравлические гибридные грузовые и легковые автомобили

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для рекуперации гидравлической энергии в гидросистемах с широким диапазоном скоростей нагнетания и вытеснения жидкости, в том числе, в гидравлических гибридных автомобилях, а также в строительном, дорожном и подъемно-транспортном оборудовании

Изобретение относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения, точнее - к приводным устройствам, включающим гидравлические или пневматические средства, и может быть использовано в качестве привода, например насоса, для подъема жидкостей с больших глубин

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для рекуперации гидравлической энергии с повышенной эффективностью и безопасностью в мобильных приложениях, таких как дорожно-строительные машины, подъемно-транспортное оборудование, а также гидравлические гибридные грузовые и легковые автомобили

Изобретение относится к гидравлической приводной системе для привода устройства, содержащей приводной блок, который может приводить устройство через первичный гидравлический контур из первой и второй гидравлических вытеснительных машин, третью гидравлическую вытеснительную машину, соединяемую или соединенную для передачи механической энергии с устройством, и аккумулятор высокого давления, гидравлически соединенный или соединяемый с третьей гидравлической вытеснительной машиной

Изобретение относится к машиностроению, в частности к производству гидропневматических аккумуляторов, преимущественно расположенных на транспортных машинах с двигателями внутреннего сгорания

Изобретение относится к землеройно-транспортным машинам (ЗТМ) с гидростатической трансмиссий (ГСТ, ГОТ). ЗТМ содержит ДВС, гидронасосы и гидромоторы трансмиссии с бортовыми редукторами, гидропривод рабочего оборудования, а также электрический или гидравлический накопитель энергии, который через регулирующий гидроаппарат или электронное коммутирующее устройство подключен соответственно к гидролиниям трансмиссии или рабочего оборудования либо к электрическим цепям, по меньшей мере, одного электромотора, электрогенератора или электромотора-генератора. Обмен энергией между накопителем энергии и трансмиссией, ДВС и гидросистемой рабочего оборудования осуществляется под управлением электронного модуля и позволяет стабилизировать режимы работы ДВС, а также сократить время его работы не в оптимальных режимах. В том числе обеспечивает снижение дисперсии крутящего момента нагрузки на ДВС и накопление энергии во время отката (холостого хода) ЗТМ, когда ДВС недогружен, с последующей отдачей этой энергии во время рабочего хода. Изобретение обеспечивает повышение производительности ЗТМ в режиме разработки и транспортирования грунта, повышение ее топливной экономичности и приспособленности для работы в зимних условиях. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к самоходным рабочим машинам, в частности. Моторно-транс-миссионная установка (МТУ) содержит ДВС, один генератор или гидронасос, соединенный с ДВС, один электромотор или гидромотор привода хода и бортовые редукторы, связанные с ведущими колесами или гусеницами машины. С помощью одного или нескольких генераторов или гидронасосов осуществляется преобразования кинетической энергии одной вращающейся части ДВС, генератора или гидронасоса в электрическую или гидравлическую энергию. ДВС имеет номинальный коэффициент запаса крутящего момента не менее 25% и/или к одной вращающейся части ДВС, генератора или гидронасоса, прикреплен маховик, момент инерции которого возрастает с увеличением скорости его вращения. В частных вариантах реализации изобретения генератор, гидронасос или группа этих генераторов или гидронасосов соединяются с ДВС через повышающий редуктор и/или упругую муфту, генератор размещен в герметичной вакуумной камере и соединен с ДВС через повышающий редуктор и магнитную муфту, в состав МТУ включены контроллеры, реализующие различные алгоритмы управления МТУ. Изобретение обеспечивает улучшение массогабаритных характеристик МТУ и возможность ее применения на машинах с гидростатическими и электромеханическими силовыми передачами. 24 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх