Делитель-сумматор потока

Полезная модель относится к гидромашиностроению и может быть использована в объемном гидроприводе машин для синхронизации перемещения исполнительных органов.

Задачей, решаемой полезной моделью, является расширение функциональных возможностей делителя-сумматора потока.

Делитель-сумматор потока содержит ротор, установленный по образующей поверхности подшипника скольжения статора и имеющий возможность вращения, оснащенный полостью, связанной с подводящей магистралью делителя-сумматора потока и периодически с каналами подключения потребителей в подшипнике скольжения и статоре делителя-сумматора потока, ротор установлен по наружной образующей поверхности подшипника скольжения статора, а его полость выполнена в виде как минимум одного продольного паза на внутренней образующей поверхности. Каналы подключения потребителей в подшипнике скольжения статора могут быть выполнены в виде секторных пазов. Секторные пазы в подшипнике скольжения статора при этом смещены друг относительно друга по оси делителя-сумматора потока.

Делитель-сумматор потока может устанавливаться в любом рациональном, с точки зрения компоновочных решений, месте трансмиссии с отбором мощности на привод ротора от внешнего источника энергии.

2 з.п. ф-лы, 17 илл.

Полезная модель относится к гидромашиностроению и может быть использована в объемном гидроприводе машин для синхронизации перемещения исполнительных органов.

Известен делитель потока шестеренный, содержащий корпус, шестерни, закрепленные на валах, установленных в подшипниках скольжения корпуса, образующие полости, низкого давления, связанную с баком гидросистемы через канал в корпусе, и высокого, связанную с напорными магистралями потребителей [1].

Известный делитель потока шестеренный обеспечивает работу в режиме объемного делителя потоков, реализуя возможности использования в многомоторных приводах при синхронном перемещении рабочих органов.

Недостатком известного делителя потока шестеренного являются ограниченные функциональные возможности и низкая надежность работы. Ограниченные функциональные возможности обусловлены тем, что известный делитель потока шестеренный может работать только с двумя, и не более, потребителями. Низкая надежность работы объясняется тем, что в предложенной конструктивной схеме полости низкого и высокого давления соединены каналами в шестернях. Это приведет к снижению объемного КПД гидромашины и гидравлической мощности.

Известен делитель-сумматор потока, содержащий ротор, установленный по образующей поверхности подшипника скольжения статора и имеющий возможность вращения, оснащенный полостью, связанной с подводящей магистралью делителя потока и периодически с каналами подключения потребителей в подшипнике скольжения и статоре делителя потока [2].

Известный делитель-сумматор потока обеспечивает надежную работу в режиме деления и суммирования потока рабочей жидкости с контурами нескольких потребителей за счет периодического подключения контура каждого потребителя к полости высокого давления.

Недостатком делителя-сумматора потока являются ограниченные функциональные возможности. Это объясняется тем, что делитель-сумматор потока должен устанавливаться на фланец насоса или привода, что не позволяет установить его в рациональном, с точки зрения компоновочных решений, месте машины.

Задачей, решаемой полезной моделью, является расширение функциональных возможностей делителя-сумматора потока. Техническим результатом от реализации поставленной задачи будет возможность деления потока рабочей жидкости любого насоса гидросистемы без изменения конструктивной его схемы. Привод ротора может осуществляться от внешнего источника энергии без увязки с фланцами насоса или привода. Делитель-сумматор потока может устанавливаться в любом рациональном, с точки зрения компоновочных решений, месте трансмиссии с отбором мощности на привод ротора от внешнего источника энергии.

Решение поставленной задачи достигается тем, что делитель-сумматор потока содержит ротор, установленный по образующей поверхности подшипника скольжения статора и имеющий возможность вращения, оснащенный полостью, связанной с подводящей магистралью делителя-сумматора потока и периодически с каналами подключения потребителей в подшипнике скольжения и статоре делителя-сумматора потока. Ротор установлен по наружной образующей поверхности подшипника скольжения статора, а его полость выполнена в виде как минимум одного продольного паза на внутренней образующей поверхности. Каналы подключения потребителей в подшипнике скольжения статора могут быть выполнены в виде секторных пазов. Секторные пазы в подшипнике скольжения статора при этом могут быть смещены друг относительно друга по оси делителя-сумматора потока.

Новым в заявленном техническом решении является то, что ротор установлен по наружной образующей поверхности подшипника скольжения статора, а его полость выполнена в виде как минимум одного продольного

паза на внутренней образующей поверхности. Каналы подключения потребителей в подшипнике скольжения статора могут быть выполнены в виде секторных пазов. Секторные пазы в подшипнике скольжения статора при этом могут быть смещены друг относительно друга по оси делителя-сумматора потока.

Полезная модель поясняется следующими чертежами.

На фиг.1 представлен продольный разрез делителя-сумматора потока с первым вариантом конструктивного исполнения и малой степенью дискретизации потока рабочей жидкости;

на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;

на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1;

на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1;

на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.1;

на фиг.6 - продольный разрез делителя-сумматора потока с первым вариантом конструктивного исполнения и высокой степенью дискретизации потока рабочей жидкости;

на фиг.7 - разрез Д-Д на фиг.6;

на фиг.8 - разрез Е-Е на фиг.6;

на фиг.9 - продольный разрез делителя-сумматора потока со вторым вариантом конструктивного исполнения и малой степенью дискретизации потока рабочей жидкости;

на фиг.10 - разрез Ж-Ж на фиг.9;

на фиг.11 - разрез З-З на фиг.9;

на фиг.12 - разрез И-И на фиг.9;

на фиг.13 - разрез К-К на фиг.9;

на фиг.14 - разрез Л-Л на фиг.9;

на фиг.15 - продольный разрез делителя-сумматора потока со вторым вариантом конструктивного исполнения и высокой степенью дискретизации потока рабочей жидкости;

на фиг.16 - разрез М-М на фиг.15;

на фиг.17 - разрез Н-Н на фиг.15.

Делитель-сумматор потока (см. фиг.1, 6, 9, 15) содержит ротор 1, установленный по наружной образующей поверхности подшипника скольжения 2 статора 3, выполненного в виде оси. Статор 3 оснащен площадкой 4 (см. фиг.14) для установки в любом удобном месте машины. Ротор 1 делителя-сумматора потока оснащен шкивом 5 для привода его ременной передачей (см. фиг.1, 6), либо полумуфтой 6 (см. фиг.9, 15), взаимодействующей со шлицем вала привода (не показан).

Ротор 1 оснащен на внутренней образующей поверхности как минимум одним продольным пазом 7 и кольцевой канавкой 8, полости которых связаны между собой, и, через каналы 9 в подшипнике скольжения 2, с полостью кольцевой канавки 10 статора 3. Полость кольцевой канавки 10 связана с подводящим каналом 11 делителя-сумматора потока посредством каналов 12, 13.

Полость продольного паза 7 связана последовательно с полостями секторных пазов 14, 15, образованных в подшипнике скольжения 2. Полости секторных пазов 14, 15 (см. фиг.1, 9) связаны с каналами подключения потребителей 16, 17 посредством радиальных 18 и продольных 19, 20 каналов, выполненных в статоре 3.

Для увеличения степени дискретизации потока рабочей жидкости центральные плоскости секторных пазов 14, 15 смещаются друг относительно друга по оси делителя-сумматора потока. При этом каждый из секторных пазов 14, 15 заменяется группой пазов (см. фиг.6, 15). Длины каналов 19, 20 корректируются соответствующим образом. Для обеспечения связи полостей групп секторных пазов 14, 15 с каналами 19, 20 на внутренней поверхности подшипника скольжения 2 образованы кольцевые канавки 21, 22, с полостями, связанными с полостями секторных пазов 14, 15 через радиальные каналы 18.

В первом варианте конструктивного исполнения (см. фиг.1, 6) подводящий канал 11, и каналы 16, 17 подключения потребителей расположены в различных зонах статора 3. При втором варианте конструктивного исполнения (см. фиг.9, 15) подводящий канал 11, и каналы 16, 17 подключения потребителей расположены в одной зоне статора 3.

Делитель-сумматор потока оснащен системой дренажа, включающей кольцевые канавки 23, радиальные 24 и продольный 25 каналы.

Делитель-сумматор потока работает следующим образом.

Делитель-сумматор потока устанавливается своей посадочной поверхностью 4 в установочное место. Ротор 1 приводится ременной передачей с использованием шкива 5 (см. фиг.1, 6) при установке делителя-сумматора потока параллельно валу механизма привода, либо посредством муфты 6 (см. фиг.9, 15) при установке делителя-сумматора потока соосно с валом механизма привода. При выполнении делителя-сумматора потока по предлагаемым конструктивным схемам, он устанавливается в любое удобное место без увязки с местом положения насоса.

При включении привода ротор 1 вращается. При работе в режиме делителя потока рабочая жидкость насоса (не показан) поступает в канал 11 статора 3, и через каналы 13, 12 в полость кольцевой канавки 10 статора 3. Из полости кольцевой канавки 10 рабочая жидкость через каналы 9 подшипника скольжения 2 поступает в полости кольцевой канавки 8 и продольного паза 7 ротора 1.

Из полости продольного паза 7 ротора 1 рабочая жидкость насоса периодически поступает в полости секторных пазов 14, 15. Из полостей секторных пазов жидкость поступает в полости кольцевых канавок 21, 22 (см. фиг.6, 15), образованных в подшипнике скольжения 2, и далее, к каналам подключения потребителей 16, 17. При конструктивном исполнении делителя-сумматора потока, предполагающем малую степень дискретизации потока рабочей жидкости насоса (см. фиг.1, 9), рабочая жидкость поступает в

напорную магистраль каждого потребителя один раз за оборот ротора 1. При конструктивном исполнении делителя-сумматора потока, предполагающем высокую степень дискретизации потока рабочей жидкости насоса (см. фиг.6, 15), рабочая жидкость поступает в напорную магистраль каждого потребителя несколько раз (на чертеже три раза) за оборот ротора 1.

Смещение секторных пазов 14, 15 по оси делителя-сумматора потока необходимо при увеличении степени дискретизации потока рабочей жидкости. Смещение рационально также для уменьшения перетечек рабочей жидкости между контурами потребителей при различных нагрузочных режимах контуров.

Рабочая жидкость насоса дискретными порциями поступает в каналы 16, 17, напорных магистралей двух потребителей. Параметры расходов рабочей жидкости по напорным магистралям потребителей не зависят от нагрузочных режимов работы отдельных потребителей. Параметры расходов рабочей жидкости, подаваемой насосом по напорным магистралям потребителей, определяются геометрическими параметрами продольного паза 8, секторных пазов 14, 15, образованных в подшипнике скольжения 2. Для изменения параметров расхода рабочей жидкости по напорным магистралям различных потребителей при заданном значении расхода насоса, изменяются центральные углы секторных пазов 14, 15 подшипника скольжения 2. Это приводит к изменению времени взаимодействия полостей каждого из секторных пазов 14, 15, и продольного паза 7. Так, для увеличения расхода рабочей жидкости в напорную магистраль данного потребителя, увеличивается центральный угол соответствующего секторного паза, для уменьшения - уменьшается.

При работе делителя-сумматора потока в режиме суммирования потоков рабочей жидкости, из различных гидравлических контуров в единую магистраль, рабочая жидкость подается в каналы 16, 17 со стабильными расходными характеристиками, и через каналы 19, 20, 18 в полости кольцевых

канавок 21, 22, и полости секторных пазов 14, 15. Из полостей секторных пазов 14, 15 рабочая жидкость периодически поступает в полость продольного паза 7, и, далее, в канал 11 (в данном случае отводящий).

Для изменения числа потребителей изменяется число секторных пазов, и каналов, выполненных в статоре 3. Конструктивная схема делителя-сумматора потока с размещением каналов подвода и отвода рабочей жидкости по различным зонам статора (см. фиг.1, 6) имеет более высокие потенциальные возможности по увеличению числа потребителей, поскольку подводящий и отводящие каналы разнесены по различным зонам статора. Конструктивная схема делителя-сумматора потока с размещением каналов подвода и отвода рабочей жидкости в одной зоне статора (см. фиг.9, 15) имеет более высокие потенциальные возможности по рационализации компоновочных решений систем приводов с использованием предлагаемого делителя-сумматора потока, поскольку расширяются возможности обеспечения привода ротора 1.

Таким образом, предлагаемое техническое решение расширяет функциональные возможности делителя потока за счет обеспечения возможности деления потока рабочей жидкости любого насоса гидросистемы без изменения конструктивной схемы его. Привод ротора может осуществляться от внешнего источника энергии без увязки с параметрами насоса, поток которого делится. Делитель потока может устанавливаться в любом, рациональном с точки зрения компоновочных решений, месте трансмиссии, с отбором мощности на привод ротора от внешнего источника энергии.

Источники информации, принятые во внимание при оформлении заявки:

1. Гидропневмоавтоматика и гидропривод мобильных машин. Объемные гидро- и пневмомашины и передачи: учеб. пособие для вузов / А.Ф.Андреев, Л.В.Барташевич, Н.В.Богдан, А.В.Королькевич, М.И.Мамонов, Е.В. Романчик,

Б.В.Сабадах; Под ред. В.В.Гуськова - Мн.: Выш. шк., 1987-310 с. стр. 149, рис. 7.11.

2. Патент №3362 Республики Беларусь на полезную модель «Делитель потока», МПК F15В 11/22, опубл. 28.02.07 // Афiцыйны бюлетэнь / Нацыянальны цэнтр iнтэлектуальнай уласнасцi/ - 2007, - №1 (54), - С.189.

1. Делитель-сумматор потока, содержащий ротор, установленный по образующей поверхности подшипника скольжения статора и имеющий возможность вращения, оснащенный полостью, связанной с подводящей магистралью делителя-сумматора потока и периодически с каналами подключения потребителей в подшипнике скольжения и статоре делителя-сумматора потока, отличающийся тем, что ротор установлен по наружной образующей поверхности подшипника скольжения статора, а его полость выполнена в виде как минимум одного продольного паза на внутренней образующей поверхности.

2. Делитель-сумматор потока по п.1, отличающийся тем, что каналы подключения потребителей в подшипнике скольжения статора выполнены в виде секторных пазов.

3. Делитель-сумматор потока по п.2, отличающийся тем, что секторные пазы в подшипнике скольжения статора смещены относительно друг друга по оси делителя-сумматора потока.