CS196183B1

CS196183B1 - Circuitry for stabilizing the position of hydraulic motor piston in systems operating with alternating throughflow of power fluid carrier

Info

Publication number: CS196183B1
Application number: CS366578A
Authority: CS
Inventors: Juraj Hupka
Original assignee: Juraj Hupka
Priority date: 1978-06-06
Filing date: 1978-06-06
Publication date: 1980-03-31

Description

Vynález sa týká zapojenia pre stabílízáciu polohy piesta hydromotora v systéme so striedavým prietokom nositela energie za podmienok menitelnej amplitudy a frekvencíe v hydrogenerátore.The invention relates to an arrangement for stabilizing the position of a hydraulic motor piston in an alternate energy carrier system under variable amplitude and frequency conditions in a hydrogen generator.

Princip vysokofrekvenčních mechanizmov so striedavým prietokom nositela energie spočívá v stríedavom přenose energie medzi hydrogenerátorom a hydromotorom. Přenos energie sa uskutočňuje vyvodzovaním tlakovej energie na stípec nositela energie v jednotných fázach, ktorý prenáša periodické kmitanie okolo rovnovážnej polohy s určitou frekvenciou a amplitudou s výstupným priamočiarým vratným pohybom piesta. Známe dvojfázové hydraulické mechanizmy s výstupným striedavým pohybom piesta dosahujú tohto účinku dvorná spósobmi. V prvora případe je obvod striedavého prietoku vytvořený priamou vázbou medzi hydrogenerátorom a hydromotorom. V druhom případe je obvod striedavého prietoku vytvořený nepriamou vázbou medzi hydrogenerátorom a hydromotorom, kde zaradením rozvádzacieho zariadenia do jednosměrného obvodu sa striedavý prietok vytvára v pripojenom obvode. Nevýhodou uvedených známých riešení je, že dochádza k takzvanému plávaníu piesta hydromotora spósobenému například nerovnoměrným unikáním nositela energie z jednotlivých fáz systému so striedavým prietokom nositela energie.The principle of high-frequency mechanisms with alternating flow of energy carrier consists in alternating energy transfer between the pump and the hydraulic motor. The energy transfer is effected by applying pressure energy to the energy carrier column in uniform phases, which transmits periodic oscillation about an equilibrium position with a certain frequency and amplitude with an outward rectilinear reciprocating motion of the piston. The known two-phase hydraulic mechanisms with the output alternating movement of the piston achieve this effect in a courtly manner. In the first case, the alternating flow circuit is formed by a direct coupling between the pump and the hydraulic motor. In the second case, the alternating flow circuit is formed by an indirect coupling between the pump and the hydraulic motor, where the inclusion of the distributor device in the unidirectional circuit generates the alternating flow in the connected circuit. A disadvantage of the known solutions mentioned above is that there is so-called floating of the hydraulic piston caused, for example, by uneven leakage of the energy carrier from the individual phases of the system with the alternating flow of the energy carrier.

Plávaníe je umožněné tým, že piest hyd-. romotora je volné vedený a dochádza k němu pri nerovnomernom zaťažovaní piestnice hydromotora, kedy pomyselná os y symetrie, okolo ktorej kmitá piest hydromotora,sa premiestnuje o hodnotu Ay v smere vačšícb úbytkou nositela energie. Pri váčších odchylkách reálnej osi y*okamžitého kmítania, vzhladom k pomyselnej osi y symetrie, hrozí narazenie piesta o dno pracovného valca hydromotora. Tomuto sa predchadza zastavením zariadenia a jeho opátovným nastavením do symetrickej polohy, pričom takéto riešenie musí byt poměrně hermetické, čo súčasne neumožňuje preplachovanie a filtráciu nositela energie. Pri inom riešení, kde stabilizácia polohy piesta hydromotora je zaistená tým, že v koncových polohách kmitajúceho piesta dochádza k jeho odlahčeníu skratovaním, musí' byť zasa dodržaná konštantná amplitúda.Swimming is made possible by the fact that the piston hyd-. The romotor is loosely guided and occurs when the hydraulic motor piston rod is unevenly loaded, where the notional y-axis of symmetry about which the hydraulic motor piston oscillates is shifted by the value of Ay in the direction of the loss of the energy carrier. In the case of major deviations of the real y-axis of instantaneous oscillation relative to the notional y-axis of symmetry, the piston may hit the bottom of the hydraulic cylinder of the working cylinder. This is prevented by stopping the device and resetting it to a symmetrical position, and such a solution must be relatively hermetic, which at the same time does not allow flushing and filtration of the energy carrier. In another solution, where the stabilization of the position of the piston of the hydraulic motor is ensured by the fact that in the end positions of the oscillating piston it is lightened by short-circuiting, a constant amplitude must be maintained.

Uvedené nedostatky odstraňuje zapojenie pre stabilizáciu polohy piesta hydromotora v systéme so striedavým prietokom nositela energie vytvořené zo zdroja priamočíareho striedavého pohybu spojeného s piestnicou pr iamoč iareho hyd rogenerátora, pr acovné priestory ktorého sú prostredníctvom prvej fáze poistenej prvým poisťovacím ventilom a druhej fáze poistenej druhým poisťovacím ventilom spojené s pracovnými priestormi ‘ priamočíareho hydromotora opatřeného snímačom polohy podlá vynálezu, ktorého podsta· ta spočívá v tom, že snímač polohy je spoje ný cez vyhodnocovaciu aparatúru so servopohonom, na ktorý je napojený jednak prvý regulátor prietoku, zaradený v treťom od- padovom vedení, napojenom na jeden pracovný priestor priamočíareho hydromotora a jednak druhý regulátor prietoku, zaradený v štvrtom odpadovom vedení, napojenom na druhý pracovný priestor hydromotora, pričom prvá fáza je cez prvý prcpúšťací ventil a druhá fáza cc-a dt^ný prepúštaeí ventil napojená na doplňovací obvod, ktorý je vytvořený z akumulátora a z rotačr^bo bydrogeneráto ra, napojeného na vstupe cez filter ra nádrž a na výstupe jednak na akumulátor a jednak cez třetí prepúštací ventil no piate odpadové v c d e η ί e .These drawbacks are eliminated by the engagement to stabilize the position of the hydraulic piston in the alternate flow system of the carrier of energy generated from a source of rectilinear alternating motion connected to the piston rod of a straight hydraulic generator, the working spaces of which are first secured by a first safety valve and second secured by a second connected to the working spaces of a linear hydraulic motor provided with a position sensor according to the invention, the principle being that the position sensor is connected via an evaluation apparatus to an actuator to which the first flow regulator connected in the third discharge line is connected, connected to one working space of the linear hydraulic motor and secondly a second flow regulator arranged in the fourth discharge line connected to the second working space of the hydraulic motor, the first phase being through the first prime valve and second phase cc- and dt-relief valve connected to a make-up circuit, which is made up of a battery and a rotary or residential generator connected at the inlet through the filter and the tank and at the outlet both to the accumulator and to the third leakage valve but to the fifth waste η ί e.

Výhodou zapojenia pre stabilizáciu polohy piesta hydromotora v systéme so striedavým prietokom nositela energie je hlavně to, že prakticky vylučuje moUost havárie, z titulu narazenia piesta na dno valca a umožňuje preplachovanie systému spolu s fíltráciou nosíte fa energie. Zapojenie ďalej zaistuje. že plynulé změny amplitudy a trek^eacie hydrogenerátora sleduje návazné počas prevádzky v plnom rozsahu aj hydroraotor. V neposlednom radě je výhodou aj.to, že umožňuje plynulý náběh rýchlosti piesta v krajných úvratiach, čo má priazn i v ·/ vplyv na zníženie hlučnosti zariadenia.The advantage of wiring to stabilize the position of the hydraulic motor piston in an alternate energy carrier flow system is that it virtually eliminates the possibility of an accident due to the piston striking the cylinder bottom and allows the system to be flushed together with the filtering of the energy carrier. The connection further ensures. The hydrotrainer also monitors the continuous changes in the amplitude and treble of the pump. Last but not least, it also has the advantage that it allows a smooth rise in the speed of the piston at extreme dead centers, which also has a positive effect on reducing the noise of the device.

Ϊ a p r i. p o j o n o ns v ý k r e s je znázorněný příklad prevedenia zapojenia pre stabilizáciu poroby piesta hydromotora v systéme so striedavým prietokom nosi.tela energie podlá vyná lezu, t.j. je znázorněné využitie zapojenia pri prevádzaní únavových skáš ok materiálu .Ϊ a p r i. An example of an embodiment of a wiring for stabilizing the piston of a hydraulic motor in an alternate flow system of an energy carrier according to the invention, i. shows the utilization of the wiring in carrying out fatigue tests of material.

Zapojenie pre stabilizáciu polohy, piesta hydromotora v systém·: so striedavým prietokom nositele energie je vytvořené zo zdroja J_ pr iamo č i ar eho _t s t r i edav ého pohonu, ku ktorému je připojená piestnica priamočiareho hydrogenerátora 2· Pracovné priestor y príaraočiarcho hydrogenerátora 2_ sú spojené pomocou prvej fáze 17 a druhej fáze 18 s prac.ovnými priestorrai priamočiareho. hydromotora *3. Voči pretaženiu je prvá fáza 12. ^a druhá fáza 18 poistená prvým p o ,í s č o v a c i m ventilom 1 2 zaradeným do druhého odpadového vedenia 2 1 a druhým poistovac ím ventilom 1 I , zaradeným do prvého odpadového vedenia 20 . doplňovaeiemu obvo du 12 je prvá fáza 17_ připojená cez prvý prepúščací ventil 12 a druhá fáza 18 cez druhý prepušfaci ventil 16. Súčasťou doplňovacíeho obvodu 1J) je akumulátor 2 ^a rotačný h y d r o g e n e r ή tor 2 napojený cez filter 22 ^{n a} nádrž 2 6, pričom na výstupe rotačněho hydrogenerátora 2 j^{θ cez} třetí prepúštací ventil 10 napojený doplňovací obvod 1 9 na piate odpadové vedenie 24. Polohu piesta priamočiareho hydromotora 3 snímá snímač 2 spojený s vyhodnocovanou aparaturou 5, v ktorej sa získaný signál spracováva pre riadenie činnosti servopohonu 2· Servopohon 2 zaistuje nastavenie prvého regulátora 13 prietoku v tretom odpadovom vedení 2 2 napoj enom na jeden pracovný priestor priamočiareho hydromotora 3_ a druhého regulátora 14 prietoku v štvrtom odpadovom vedení 23 napojenom na druhý pracovný priestor priamočiareho hydromotora 2·Involvement to stabilize the position of the piston hydraulic motor in the system ·: alternating flow of energy carriers is generated from the source J_ pr IAMO no i ar eho _t stri EDAV EHO drive, to which is attached piston rod linear hydraulic pump 2 · workspaces y príaraočiarcho hydro-2_ are connected by means of a first phase 17 and a second phase 18 with working spaces rectilinear. hydraulic motor * 3. Against the overload, the first phase 12 ^{and the} second phase 18 are insured by a first computer with a check valve 12 connected to the second discharge line 21 and a second relief valve 11 connected to the first discharge line 20. to the make-up circuit 12, a first phase 17 is connected via a first bypass valve 12 and a second phase 18 via a second bypass valve 16. The replenishment circuit 11 comprises a battery 2 ^{and a} rotary pump or generator 2 connected via a filter 22 ^{to a} tank 26, a rotary hydraulic pump 2 j ^{θ through the} third relief valve 10 is connected up circuit 1 9 of a fifth of second lead 24. the position of the piston of the linear hydraulic motor 3 detects the engine 2 associated with evaluation apparatus 5, in which the resulting signal is processed to control the operation of the actuator 2 · actuator 2 ensures setting the first flow regulator 13 in the third discharge line 22 connected to one working space of the linear hydraulic motor 3 and the second flow regulator 14 in the fourth discharge line 23 connected to the second working space of the linear hydraulic motor 2;

Zdroj 2 vyvodzuje priamočiary striedavý pohyb, ktorý priamočiary hydrog^nerátor 2 prenáša cez stípec nositela energie v prvej fáze 22 ^{a v} druhej fáze 18 do priamočiareho hydromotora 2· Tým sa vytvoří vazba medzi pohybom priamočiareho hydrogenerátora 2 ^a priamočiareho hydromotora 2? čo znamená, že aj poloha piesta priamočiareho hydromotora 2 j^e závislá na polohe piesta priamočiareho hydrogenerátora 2. Pri využití. zapojenia v zariadení na prevádzanie únavových skúšok materiálu sa k predíženej piestnici priamočiareho hydromotora 2 ukotvujú skúšobné vzorky 7 a pri vyvodzovaní zdvihu dochádza k ich zaťažovaníu.The source 2 derives a linear alternating motion, which the linear hydrogenator 2 transmits through the energy carrier column in the first phase 22 ^{and the} second phase 18 to the linear hydraulic motor 2. This creates a link between the linear hydraulic motor 2 ^{and the} linear hydraulic motor 2? which means that the position of the piston of the linear hydraulic motor 2 ^e j depends on the position of the piston of the linear hydraulic pump 2. In use. wiring in the material fatigue testing device, the test pieces 7 are anchored to the extended piston rod of the linear hydraulic motor 2 and loaded with the stroke.

V p1y v o m vlastnej tuhosti skusobných vzorkov 7 uarastá odpor voci pohybu piesta priamočiareho hydromotora 3, ktorý sa zvnesuje úměrně so zdvihom piesta, čorau přináleží aj stupaní «i tlaku v od pověda j úce j fáze.The resistance to movement of the piston of the linear hydraulic motor 3 increases in proportion to the inherent stiffness of the samples 7, which increases in proportion to the stroke of the piston, and also increases the pressure in the corresponding phase.

Počas prevádzky dochádza priebežne k únikem nositela energie z pracovných prie storov priamočiareho hydromotora 3. Keď odchylka Δν sposobená únikem nositela energie překročí dovolenu tolcranciu, dochádza na základe signálu zo snímača 4, ktorý sa porovnává vo vyhodnocovacej apara túře 5 ku zmene prietoku v prvom regulátore 13 alebo v druhom regulátore 14 v závislosti od polohy reálnej osi Prvý regulátor 13 a druhý regulátor 14 je ovládaný cez servopohon 6 na základe signálu z vyhodnocovacej a p a ratúry 2 ^a odpúštanie množstva nositela energie prebieha vždy z opačného pracovného priestora priamočiareho hydromotora 2» ^ako je zmysel odchýlky ay. Cyklus doplňcvania nositela energie prebieha· v závislosti na poklese tlaku v prvej fáze 1 7 , alebo v druhej fáze 2θ k tlaku v doplňovacoin obvode 22, ku ktorému je za učelom vyrovuania náhlých zmien tlaku připojený akumulátor 8. V případe jednostranného zaťažovania piestnice priamočiareho hydromotora 2 J^e prvá fáza 17, alebo druhá fáza 18 pod vyšším tlakom. Pri miznúcom a pnlzujucom charaktere zatažovania nedochádza prakticky k jej odlahčeniu, a preto úniky nositela energie budu váčšie.During operation, there is a continuous leakage of the energy carrier from the working spaces of the linear hydraulic motor 3. When the deviation Δν caused by the energy carrier leakage exceeds the permissible tolerance, the flow from the sensor 4 compares in the evaluation apparatus 5 to the flow controller. or the second controller 14 depending on the position of the real axis first controller 13 and second controller 14 is operated via the actuator 6 based on a signal from the evaluation apa ratúry 2 ^and forgiveness amount of the wearer's energy always takes place from the opposite working space of the linear hydraulic motor 2 ^»and co is the point deviations ay. The energy carrier replenishment cycle takes place depending on the pressure drop in the first stage 17 or the second stage 2θ to the pressure in the make-up circuit 22 to which the accumulator 8 is connected for the purpose of evolving sudden pressure variations. I ^t is a first stage 17 and second stage 18 at a pressure. With the disappearing and slippery nature of the load, it is virtually not lightened, and therefore the leaks of the energy carrier will be more weighty.

K doplňovaniu dochádza potom len do odTahčenej fáze nižšieho tlaku. Odstráneníe uvedených disproporcií umožňuje vzájomné nastavenie prvého prepúsťacieho ventila 15, druhého prepúštacieho ventila 16 a tretieho prepúšťacieho ventila 10 ako aj upínanie dvoch predpatých skúšobnvch vzorkov 2» kedy sa využívá na vymedzenie polohy piesta priamočiareho hydromotora 2 vlastná tuhost skušobnýcli vzorkov 7_. Jc samozřejmé, že v takto chápajiom stabilizovaní polohy je velkost: skúšobných vzorkov £» respektive velkostí ich stabi 1 izujúcich sil daná tuhošťou a výchylkou řozhodujúca vzhladom k negativnému účinku pohyblivých hmot, čím sa tiež znižuje v konečnou» dosledku frekvencia cyklovania. Výhodným sa javí zafačoval piéstnicu priamočiareho hydromotora 2 s oboch stráň, najma v případe pulzujúceho zaťažovania, nakolko sa tým zlepšuje účinnost celého systému, ktorý sa nedoplňuje do plného protitlaku, akoby tomu bolo pri nevyvážení vzájomným predpatím skúšobných vzorkov 7. Súčasne sa zjednodušuje systém s regulovaným odpadom, pričom sa i naďalej umožňuje prep 1 a chován ie obvodu, čo má nesporné radu výhod. Zapojenie pre stabilizáciu polohy piesta priamočiareho hydromotora 3 umožňuje stotožnenie reálnej osi okolo ktorej kmitá piest s pomyselnou osou symetrie. Množstvo úbytkov nositela energie a s tým spojené jeho doplňovanie prebieha súčasne a priebežne tak, aby nevzniklo pri striedavom pohybe vakuum medzi stípcom kvapaliny a piestom, čo by málo za následok vznik nežiadúcich rázov. Preplachovanie obvodu nositelom energie zlepšuje chladenie, čo má príaznivý vplyv na zníženie oběhového čísla, a tým i na zníženie opotrebenia použitej kvapaliny, pričom sa nezvyšuje náročnost na sposob doplňovania úbytkov tak, ako je tomu pri regulovaní doplňovania příslušným dávkováním do vysokotlakových fáz.The replenishment then takes place only in the withdrawn phase of the lower pressure. The elimination of these disproportions allows the first bypass valve 15, the second bypass valve 16 and the third bypass valve 10 to be aligned, as well as the clamping of two bias test pieces 2, wherein the inherent stiffness of the test pieces 7 is used to define the piston position of the rectilinear hydraulic motor. Of course, in such a perceived position stabilization, the size of the test specimens and / or the magnitude of their stabilizing forces given by the stiffness and deflection is decisive due to the negative effect of the moving masses, thus also reducing the cycling frequency. It appears to be advantageous to have a straight-side hydraulic motor 2 with both sides, especially in the case of a pulsating load, as this improves the efficiency of the entire system, which does not replenish to full back pressure. while still allowing the circuit to be switched and behaved, which has an undisputed number of advantages. The engagement for stabilizing the position of the piston of the linear hydraulic motor 3 allows identification of the real axis about which the piston oscillates with the notional axis of symmetry. The amount of loss of energy carrier and the associated refilling takes place simultaneously and continuously so that there is no vacuum between the liquid column and the piston in alternating movement, which would result in undesirable shocks. Flushing of the circuit by the energy carrier improves cooling, which has a beneficial effect on reducing the circulating number and thus reducing wear of the used liquid, while not increasing the demand for loss of replenishment, as is the case with regulating replenishment by appropriate dosing into high pressure phases.

Zapojenie pre stabilizáciu polohy piesta hydromotora v systéme so striedavým prietokom nositela energie sa móže s výhodou využit ako pri únavových skúškach materiálu, tak i pri róznych stavebných strojoch a zariadoníach s přídavným vibračnýra pohybom. Naviac tu existujú ďalšie možnosti jeho využitia v po Inohospodárstve a v banskom príemvs1e.The arrangement for stabilizing the position of the hydraulic motor piston in an alternating energy carrier flow system can be advantageously used both in fatigue testing of materials and in various construction machines and devices with additional vibration movement. In addition, there are other possibilities for its use in agriculture and mining.

Claims

Involvement. for stabilizing the position of the hydraulic motor piston in an alternate flow system of a carrier of energy, formed from a source of rectilinear alternating motion connected to a piston rod of a linear hydrogenator, the working spaces of which are first connected by a first safety valve and second connected by a second a position sensor, characterized in that the position sensor (4) is connected via an evaluation apparatus (5) to an actuator (6) to which the first flow regulator (13) arranged in the third one is connected

OF THE INVENTION a waste line (22) connected to one working space of a linear hydraulic motor (3) and a second flow regulator (14) arranged in a waste line quarter (23) connected to a second working space of a linear hydraulic motor (3), is connected via a first bypass valve (15) and a second phase (18) via a second bypass valve (16) to a replenishment circuit (19) which is formed of an accumulator (8) and a rotary pump (9) connected to the inlet via a filter (25) to the tank (26) and at the outlet both to the accumulator (8) and through the third relief valve (10) to the fifth waste line (24).