JP2009508039A - Method for generating an undulating flow of working fluid and apparatus for the method - Google Patents
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Abstract
回転子滑動羽根装置の回転子(2)の回転と、羽根(4)による入口孔(6)からの搬送孔(9)の流体の分離と、前記搬送孔の前記装置の出口孔(7)への搬送と、それらの前記出口孔への合流であって、前記搬送孔の容量とそれらの流体圧力が搬送過程で変化し、前記搬送孔が前記出口孔と合流される瞬間により前記圧力が前記出口圧力と実質的に等しくなるようにされることにより特徴付けられる流体移動が続く合流と、により波立たない流体の流れを発生する方法である。回転子の表面の環状溝の作動チャンバーを有する回転子滑動羽根装置は羽根チャンバーと可変容量の強制チャンバー(10)の羽根を備えている。その装置は前記強制チャンバーの容量とそれらの流体圧力の変更手段と、前記強制チャンバーの作動流体の圧力変化の程度を調整する手段とを備えている。 Rotation of the rotor (2) of the rotor sliding blade device, separation of the fluid in the transport hole (9) from the inlet hole (6) by the blade (4), and the outlet hole (7) of the device in the transport hole And the volume of the transport holes and their fluid pressures change during the transport process, and the pressure is changed according to the moment when the transport holes are merged with the exit holes. A method of generating a fluid flow that is less undulated by a confluence followed by fluid movement characterized by being made substantially equal to the outlet pressure. A rotor sliding blade device having an annular groove working chamber on the surface of the rotor comprises a blade chamber and a blade of a variable capacity forced chamber (10). The apparatus comprises means for changing the capacity of the forced chambers and their fluid pressure, and means for adjusting the degree of pressure change of the working fluid in the forced chamber.
Description
本発明は、機械工学に関し、高圧で動作する回転子滑動羽根ポンプ及び水力モータにおいて、作動流体の流れの波動及びそれらにより発生する振動及び騒音のレベルの実質的な削減のために使用可能である。 The present invention relates to mechanical engineering and can be used in rotor sliding vane pumps and hydraulic motors operating at high pressures to substantially reduce the flow of working fluid flow and the level of vibration and noise generated thereby. .
以下の構成から構成される、回転子滑動羽根装置を使用する作動流体の波立たない流れの発生方法が知られている。その構成は、ハウジングの内面に沿って回転子の回転で滑動する羽根が搬送孔の作動流体の搬送部分を入口圧力の装置のハウジングの入口孔から分離し、その搬送孔が出口孔と合流され、搬送部分が出口孔に置き換えられた後、作動流体の前記搬送部分を入口圧力と実質的に等しくない出口圧力を有する装置のハウジングの出口孔に搬送する。 There is known a method for generating a non-rippling flow of working fluid using a rotor sliding blade device configured as follows. The structure is such that a blade sliding with the rotation of the rotor along the inner surface of the housing separates the conveying portion of the working fluid in the conveying hole from the inlet hole of the housing of the inlet pressure device, and the conveying hole is merged with the outlet hole. , After the transfer portion is replaced by the outlet hole, the transfer portion of the working fluid is transferred to the outlet hole of the housing of the device having an outlet pressure that is not substantially equal to the inlet pressure.
作動流体の波立たない流れの前記発生方法は、回転子滑動羽根装置において動力の流体力学変形の2つの変形を含んでいる。第1の変形では、機械動力は低圧の入口孔から高圧の出口孔への作動流体の流れを回転で発生する回転軸に供給される。この場合、回転子装置はポンプとして作動し、機械動力を水力に変換する。 The method for generating an undulating flow of working fluid includes two variations of hydrodynamic deformation of power in the rotor sliding blade device. In the first variant, mechanical power is supplied to a rotating shaft that generates a rotating flow of working fluid from a low pressure inlet hole to a high pressure outlet hole. In this case, the rotor device operates as a pump and converts mechanical power into hydraulic power.
第2の変形では、高圧の作動流体は回転子滑動羽根装置の入口孔に搬送され、回転子を回転させ、それにより、水力を機械動力に変換する。この場合、装置は水力モータとして動作する。 In the second variant, the high-pressure working fluid is conveyed into the inlet hole of the rotor sliding blade device and rotates the rotor, thereby converting hydraulic power into mechanical power. In this case, the device operates as a hydraulic motor.
以下、基本的な変形として機械動力の水力への変換をする作動流体の波立たない流れの発生方法を説明する。すなわち、前記すべての効果は入口孔と出口孔の間の圧力低下の反対信号により異なる水力のために変わらないことを覚えているポンプとしての回転子滑動羽根装置を説明する。ポンプとして動作する回転子装置のため、入口孔は吸込孔及び出口孔、圧送孔と呼ばれる。入口孔から出口孔への搬送部分の搬送領域は前方搬送領域と呼ばれる。 In the following, a method of generating a non-rippling flow of working fluid that converts mechanical power into hydraulic power as a basic modification will be described. That is, a rotor sliding vane device as a pump that remembers that all the effects do not change due to different hydraulic forces due to the opposite signal of the pressure drop between the inlet and outlet holes. Because of the rotor device that operates as a pump, the inlet holes are called suction holes, outlet holes, and pumping holes. The conveyance area of the conveyance part from the inlet hole to the outlet hole is called a front conveyance area.
この方法を実施する現在の回転子滑動羽根装置は作動チャンバーの構成によって2つの主なタイプに細分される。 Current rotor sliding blade devices implementing this method are subdivided into two main types depending on the configuration of the working chamber.
第1のタイプの回転子装置では、作動チャンバーはハウジングの内部の円筒形状表面と回転子の外部の円筒形状表面により巻かれている。そのような装置の羽根は通常、回転子に対して放射状に移動する可能性を有して配置されている(ポンプハンドブック、イゴア ジェイ.カラシック、ジョセフ ピー.メシナ、ポール クーパー、チャールス シー.ヒールド、マックグロウ−ヒル 著作権2001、1986,1976、セクション3.8)。そのような装置で作動チャンバーを形成するハウジング及び回転子の表面は異なる曲率を有している。そのため、流れの均一性、すなわち、吸い込み及び圧送の一定速度はお互いにだけに対してそれらの一定の位置で供給可能である。回転子とハウジングの円筒形状表面の間の距離を変えることによる移動調整は運動学上、不均一に搬送させる。以下、移動は回転子の1回の回転に付き入口ダクトから出口ダクトへ回転子装置により搬送される作動流体の容量を意味する。 In a first type of rotor device, the working chamber is wound by a cylindrical surface inside the housing and a cylindrical surface outside the rotor. The blades of such devices are usually arranged with the possibility of moving radially with respect to the rotor (Pump Handbook, Igor J. Karasik, Joseph P. Mesina, Paul Cooper, Charles Sea. Heald, McGraw-Hill Copyright 2001, 1986, 1976, section 3.8). The housing and rotor surface that form the working chamber in such a device have different curvatures. Therefore, the flow uniformity, i.e. the constant speed of suction and pumping, can be supplied at their constant position only relative to each other. The movement adjustment by changing the distance between the rotor and the cylindrical surface of the housing is kinematically conveyed. In the following, movement means the volume of working fluid carried by the rotor device from the inlet duct to the outlet duct with one rotation of the rotor.
第2のタイプの回転子装置では、作動チャンバーは回転子の表面とその反対に配置されるハウジングのカバープレートの内面とにより巻かれている。このタイプの装置は回転子に対して、軸方向移動(米国特許第570584号)、放射状移動(米国特許第894391号)、及び羽根の回転(米国特許第1096804号及び米国特許第2341710号)といった、羽根の異なる移動種類を供給する。いずれの種類の羽根の移動にとっても、以下において、羽根が配置される孔は、羽根チャンバーと呼ばれる。回転子と作動チャンバーを形成するハウジングの平坦な表面はそれらの間のいかなる距離でも、すなわち、いかなる移動でも一定の搬送を行う。 In a second type of rotor device, the working chamber is wound by the surface of the rotor and the inner surface of the cover plate of the housing arranged oppositely. This type of device is relative to the rotor, such as axial movement (U.S. Pat. No. 5,570,584), radial movement (U.S. Pat. No. 8,894,391), and blade rotation (U.S. Pat. No. 10,968,804 and U.S. Pat. No. 2,341,710). Supply different moving types of blades. For any type of blade movement, in the following, the hole in which the blade is placed is referred to as the blade chamber. The flat surface of the housing that forms the rotor and the working chamber provides a constant transport at any distance between them, i.e. any movement.
ポンプの回転子表面で環状溝の作動チャンバーの配置(米国特許第1096804号、米国特許第3315164号、米国特許第6547546号、及びロシア特許第2175731号)は作動チャンバーでの回転子の放射状アンローディング及び羽根の堅固な固定を提供する。そのようなポンプで相互に回転する部分の間の主な密閉は、環状溝が作られ以下において回転子の作動部分と呼ばれる回転子のその部分の表面、及び前記環状溝に隣接するハウジングのカバープレートの対応する表面であって以下においてハウジングの作動カバープレートと呼ばれる表面に移動される。回転子及びハウジングの前記密閉表面は平坦に形成されることができる。そのため、技術的な熱の平坦な密閉表面の間の他の隙間は、ハウジングの作動カバープレートへの回転子の作動部分の押圧のため、他に対する1つの密閉表面の前方への接近移動により容易に取られる。 The arrangement of the annular groove working chamber on the rotor surface of the pump (US Pat. No. 1,109,804, US Pat. No. 3,315,164, US Pat. No. 6,547,546 and Russian Patent No. 2,157,731) is the radial unloading of the rotor in the working chamber. And provide firm fixation of the blades. The main sealing between the mutually rotating parts of such a pump is that the annular groove is made and the surface of that part of the rotor, referred to below as the working part of the rotor, and the housing cover adjacent to said annular groove It is moved to the corresponding surface of the plate, hereinafter referred to as the working cover plate of the housing. The sealing surfaces of the rotor and the housing can be formed flat. Therefore, other gaps between the technical thermal flat sealing surfaces are facilitated by the forward movement of one sealing surface relative to the other due to the pressing of the working part of the rotor against the working cover plate of the housing. To be taken.
大多数の公知な回転子滑動羽根装置では、流体部分は回転子の孔及び回転子とハウジングの間に形成された孔において出口孔から入口孔に返送される。以下において、これらの孔は、後方の搬送孔と呼ばれ、それらに含まれる作動流体の部分は後方搬送部分である。出口孔から入口孔への後方搬送孔に含まれる作動流体の後方搬送部分の搬送領域は、以下において後方搬送領域と呼ばれる。 In most known rotor sliding blade devices, the fluid portion is returned from the outlet hole to the inlet hole at the rotor hole and the hole formed between the rotor and the housing. In the following, these holes are referred to as rear transport holes, and the portion of the working fluid contained in them is the rear transport portion. The conveyance area of the rear conveyance part of the working fluid contained in the rear conveyance hole from the outlet hole to the inlet hole is hereinafter referred to as a rear conveyance area.
上述した方法を実行する装置に最も類似するロシア特許第2175731号に記載されている装置を考える。 Consider the device described in Russian Patent No. 2,175,731, which is most similar to the device performing the method described above.
上記した特許は、特許において「ハウジングのカバープレート」と呼ばれる作動カバープレート及び支持カバープレートを備えるハウジングを有するポンプについて説明している。ハウジングの作動カバープレートの反対に配置された回転子の面は、特許で「ディスプレーサ」と呼ばれている羽根を有する特許で「回転子の開口」と呼ばれている羽根チャンバーを通過する円筒形状の環状溝を有している。回転子の表面は、環状溝とは反対側に配置されており、密閉エレメントの面に沿って滑動する可能性を持って接触し、それらの反対に配置され、ハウジングの作動カバープレートの溝穴に取り付けられている。ポンプは、特許が「パーティション」と呼ぶ、吸い込み孔を圧送孔から分離する後方搬送リミッターを有している。入口孔に接続される吸い込み孔は特許では「入口開口」と呼ばれ、出口孔に接続される圧送孔は特許では「出口開口」と呼ばれる。後方搬送を遮断する回転子手段と滑動接触する後方搬送リミッターの表面は、特許では「円筒形状の環状溝の内面」と呼ばれている。後方搬送リミッターはハウジングの作動カバープレートに固定されている。ポンプは特許が「お互いに対するディスプレーサの軸方向の配列を設定する機構」と呼ぶ羽根駆動機構を含んでいる。羽根と滑動絶縁接触するハウジングのエレメントはそれと回転子の間の距離が装置の移動を決定するようになっており、以下において前方搬送リミッターと呼ばれる。このポンプの前方搬送リミッターは作動カバープレートの内面の一部分により形成されている。装置の調整可能な実施例では、特許は前方搬送リミッターを「軸方向に移動可能な絶縁エレメント」と呼んでいる。回転子の第2の面はハウジングの支持カバープレートと接触する。 The above-mentioned patent describes a pump having a housing with an actuating cover plate and a support cover plate, referred to in the patent as a “housing cover plate”. The face of the rotor located opposite the working cover plate of the housing has a cylindrical shape that passes through a vane chamber called the "rotor opening" in the patent with vanes called the "displacer" in the patent An annular groove is provided. The surface of the rotor is arranged on the opposite side of the annular groove and contacts it with the possibility of sliding along the face of the sealing element, and placed on the opposite side of it, the slot in the working cover plate of the housing Is attached. The pump has a rear transfer limiter that separates the suction hole from the pumping hole, which the patent calls a “partition”. The suction holes connected to the inlet holes are called “inlet openings” in the patent, and the pumping holes connected to the outlet holes are called “outlet openings” in the patent. The surface of the rear conveyance limiter that is in sliding contact with the rotor means for blocking the rear conveyance is called “the inner surface of a cylindrical annular groove” in the patent. The rear transfer limiter is fixed to the operating cover plate of the housing. The pump includes a blade drive mechanism that the patent calls a “mechanism for setting the axial arrangement of displacers relative to each other”. The element of the housing that is in sliding insulation contact with the vanes is such that the distance between it and the rotor determines the movement of the device, and is referred to in the following as a forward transport limiter. The pump forward limiter is formed by a portion of the inner surface of the working cover plate. In an adjustable embodiment of the device, the patent refers to the forward transport limiter as an “insulating element movable in the axial direction”. The second surface of the rotor contacts the support cover plate of the housing.
前記方法及びそれが実行される回転子装置は入口と出口の間でのかなりの圧力低下により流れが波動する大きな欠点を有している。それは入口圧力で吸い込み孔から搬送孔に流体が流れるといった事実により発生する。その後、搬送部分は閉塞された搬送孔に搬送される。上述した環状溝に作られた作動チャンバーを有する装置では、搬送孔は2つの近接した羽根の間の環状溝の内部の部分と、作動チャンバーに接続される回転子内部の孔、例えば羽根チャンバーにより形成される。絶縁手段が前方搬送領域を介して圧送孔と吸い込み孔との間の作動流体の内部漏れを除去した場合、その後、搬送中の流体の搬送部分の圧力は出口圧力に届かない。 The method and the rotor apparatus in which it is implemented have the major disadvantage that the flow waves due to a considerable pressure drop between the inlet and the outlet. It is caused by the fact that fluid flows from the suction hole to the transport hole at the inlet pressure. Thereafter, the transport portion is transported to the closed transport hole. In the device with the working chamber made in the annular groove described above, the transport hole is formed by the inner part of the annular groove between two adjacent blades and the hole inside the rotor connected to the working chamber, for example the blade chamber. It is formed. When the insulating means removes internal leakage of the working fluid between the pressure feed hole and the suction hole via the front transfer region, the pressure of the transfer portion of the fluid being transferred does not reach the outlet pressure thereafter.
結果として、搬送孔が圧送孔と合流すると、流体の搬送部分の圧力と圧送孔における流体圧力との間に大きな差がある。作動流体の圧縮率のため、吸い込み孔から搬送孔へ流体減圧の反対の流れが周期的に現れ、圧力を釣り合わせ、圧送領域及び圧力系統の流量割合及び圧力の周期的波動を引き起こす。そのような減圧により搬送孔に運ばれる流体搬送の減圧の全体の大きさは流体の圧縮率と釣り合わされる圧力差に依存する。 As a result, when the transport hole merges with the pressure feed hole, there is a large difference between the pressure at the fluid transport portion and the fluid pressure at the pressure feed hole. Due to the compressibility of the working fluid, the opposite flow of fluid depressurization from the suction hole to the transfer hole appears periodically, balancing the pressure, causing the flow rate of the pumping area and pressure system and the periodic wave of pressure. The overall magnitude of the reduced pressure of the fluid transport carried to the transport hole by such pressure reduction depends on the pressure difference balanced with the compressibility of the fluid.
異なる作動流体は異なる定数の圧縮率を有しているため、上記した減圧の影響が現れ始める圧力低下の値は異なる。約0.001MPa−1の圧縮率要因を有する通常の工業油にとって、上記した減圧の影響は数MPaの圧力低下で現われ始める。 Since different working fluids have different constant compression ratios, the pressure drop values at which the above depressurization effects begin to appear are different. For ordinary industrial oils having a compressibility factor of about 0.001 MPa −1 , the above-described depressurization effect begins to appear with a pressure drop of several MPa.
数十MPaの出口圧力で、減圧搬送の全体の大きさは流体の搬送部分の大きさの数パーセントに達する。圧送領域から吸い込み領域に搬送される作動流体の後方搬送部分のかなりの容量では、後方搬送孔から入口孔への流体の減圧の拡大によりこの場合に引き起こされるポンプの吸い込み系統で対応する圧力波動が生じることもある。波動周波数は減圧流れの起源の周波数により決定される。減圧波動のレベルは、圧力低下、絶縁手段の質、回転子の回転速度、出口圧力下にある孔の容量と搬送容量との割合及びそれらの流体力学特性の多くの要因に依存する。 With an outlet pressure of several tens of MPa, the overall size of the vacuum transfer reaches several percent of the size of the fluid transfer part. With a considerable capacity of the rear transfer part of the working fluid transferred from the pumping area to the suction area, the corresponding pressure wave in the pump suction system caused in this case by the expansion of the reduced pressure of the fluid from the rear transfer hole to the inlet hole Sometimes it happens. The wave frequency is determined by the frequency of origin of the reduced pressure flow. The level of decompression wave depends on many factors such as pressure drop, insulation quality, rotor rotation speed, the ratio of the hole capacity to the transport capacity under the outlet pressure and their hydrodynamic properties.
高い圧送圧力で良好な絶縁手段を有する実際的な移動ポンプでは、これらの波動は電気駆動のために水力駆動を排除することがよくある水力システムでの騒音及び振動を引き起こす主な理由となる意味のある値に達することができる。 In practical moving pumps with good pumping pressure and good insulation means, these waves are the main reason for causing noise and vibration in hydraulic systems that often eliminate hydraulic drive for electric drive A certain value of can be reached.
高い圧送圧力での全体の流体力学効率の減少として前記効果のそのような結果をも説明する。実際に、圧送孔から圧送孔に戻って搬送孔への反対の減圧流れにより運ばれる減圧搬送の全体の大きさを置換するため、ディスプレーサはポンプの駆動に供給される動力の追加の部分を消費する追加の仕事をさせる。この追加の動力は、それが作動流体の加熱への反対の減圧流れ、水力システムの振動、圧送ダクト及び吸い込みダクトの音波、及び可聴音の騒音により変換される時、圧送系統に搬送されない。 Such a result of the effect is also described as a decrease in overall hydrodynamic efficiency at high pumping pressure. In fact, the displacer consumes an additional part of the power supplied to the drive of the pump to replace the overall size of the vacuum transport carried from the pumping hole back to the pumping hole by the opposite vacuum flow to the transport hole. Let the additional work you do. This additional power is not transferred to the pumping system when it is converted by the vacuum flow opposite to the heating of the working fluid, hydraulic system vibrations, pumping and suction duct sound waves, and audible noise.
密閉エレメントの品質の向上によりポンプの容積効率が増加すると、茶道流体の漏れによる動力損失は減少し、減圧流れの動力は増加し、ポンプの最大値管及び数十MPaの圧送圧力において、それは負荷に搬送される動力の数パーセントに達する。可変移動の大多数のポンプでは、圧力系統への搬送は搬送部分の容量の同時の減少及び後方搬送部分の容量の増加により減少される。高い圧送圧力及び負荷への少ない搬送においてそのようなポンプの減圧による動力損失は負荷に搬送される有用な動力を超えることが明らかである。 As the volumetric efficiency of the pump increases due to the improved quality of the sealing element, the power loss due to leakage of the tea ceremony fluid decreases, the power of the decompression flow increases, and at the pump maximum pipe and pumping pressure of several tens of MPa it is Reaching a few percent of the power delivered to the. In the majority of variable displacement pumps, the transfer to the pressure system is reduced by a simultaneous decrease in the capacity of the transfer part and an increase in the capacity of the rear transfer part. It is clear that the power loss due to such pump depressurization exceeds the useful power delivered to the load at high pumping pressure and low delivery to the load.
例えば、前方搬送リミッター(特許EB00374731)の表面の絞り管のような、減圧の圧力波動に亘って円滑にする受動的な手段の適用はそれらの継続期間を増加する圧力波動の大きさを減少させ、それにより、流体を加熱することにより損失を増加させる水力システムの騒音及び振動の動力損失の負担を減少させる。しかし、減圧による動力損失の全体レベルはそのような受動的な手段により減少させることはできない。 For example, the application of passive means to smooth over the pressure wave of reduced pressure, such as the throttle tube on the surface of the forward transfer limiter (patent EB00374731), reduces the magnitude of the pressure wave that increases their duration. , Thereby reducing the burden of hydraulic system noise and vibration power loss, which increases the loss by heating the fluid. However, the overall level of power loss due to decompression cannot be reduced by such passive means.
回転子の早い回転速度では圧送領域に搬送された容量を合流することで生じる圧力減圧の衝撃は急勾配の前方エッジを有している。その結果、圧力系統に高周波数の音波波動を発生する。この場合の圧力系統の容量は分配特性として考えられ、この容量の単なる増加が減圧波動及びそれに関係する騒音及び振動の高周波数成分の対応する減少に常に導くとは限らない。 At a high rotational speed of the rotor, the pressure reduction impact caused by joining the volumes conveyed to the pumping area has a steep front edge. As a result, high-frequency acoustic waves are generated in the pressure system. The capacity of the pressure system in this case can be considered as a distribution characteristic, and a mere increase in this capacity does not always lead to a corresponding decrease in decompression waves and the associated high frequency components of noise and vibration.
本発明の目的は、回転子滑動羽根装置の減圧により引き起こされた作動流体の流れの波動レベルを減少させると共にそれにより水力システムにおける騒音及び振動の発生及び作動流体の加熱のための動力損失を減少させることである。 The object of the present invention is to reduce the wave level of the working fluid flow caused by the decompression of the rotor sliding blade device and thereby reduce the power loss due to the generation of noise and vibration and the heating of the working fluid in the hydraulic system It is to let you.
本発明は、以下の方法によりこの目的を達成する。すなわち、作動流体波立たない流れは回転子滑動羽根装置の回転子の回転により発生され、入口圧力の流体で装置の入口孔を充填し、回転子及び入口圧力に実質的に等しくない出口圧力で装置の出口孔から分離された羽根の間の搬送孔を回転子の入口孔に接続され、羽根により搬送孔の入口孔から作動流体の搬送部分を分離し、出口孔へ搬送孔を接続し、装置の出口孔に作動流体を移動する方法である。各搬送孔は前記搬送孔が入口孔及び出口孔から分離される回転子の回転の角度のその個々の範囲に対応している。搬送孔の移動の間、それらの作動流体の搬送部分の圧力は搬送孔の容量の変化により変化し、前記圧力は搬送孔と出口孔との合流の瞬間により出口圧力と実質的に等しくなるようになっている。 The present invention achieves this object by the following method. That is, the non-fluid flow of the working fluid is generated by the rotation of the rotor of the rotor sliding blade device, filling the inlet hole of the device with fluid at the inlet pressure, and at the outlet pressure not substantially equal to the rotor and inlet pressure. The conveying hole between the blades separated from the outlet hole of the apparatus is connected to the inlet hole of the rotor, the conveying part of the working fluid is separated from the inlet hole of the conveying hole by the blade, the conveying hole is connected to the outlet hole, This is a method of moving the working fluid to the outlet hole of the apparatus. Each transport hole corresponds to its respective range of rotor rotation angles at which the transport hole is separated from the inlet and outlet holes. During the movement of the transfer hole, the pressure of the transfer portion of the working fluid changes due to the change of the transfer hole capacity, and the pressure becomes substantially equal to the outlet pressure at the moment of confluence of the transfer hole and the outlet hole. It has become.
ポンプとして作動する回転子滑動羽根装置では、圧送孔とも呼ばれる出口孔の圧力は吸い込み孔とも呼ばれる入口孔の圧力を超える。そのため、本発明は、吸い込み孔からポンプの圧送孔への移動の間、ポンプの搬送孔の容量を減少させると共に、搬送部分の圧力を対応して増加させる。水力モータとして作動する装置では、出口孔の圧力は入口孔の圧力より低い。そのため、本発明は水力モータの入口孔から出口孔へのそれらの移動の間、水力モータの搬送孔の容量を増加させると共に、搬送部分の圧力を対応して減少させる。以下、基本的な変形としてポンプとして動作する回転子滑動羽根装置における作動流体の波立たない流れの発生方法について説明する。説明する解決策はまた、入口孔と出口孔の間の圧力低下の反対の信号に従って変更される水力モータにも適用可能である。 In a rotor sliding blade device that operates as a pump, the pressure in the outlet hole, also called a pressure feed hole, exceeds the pressure in the inlet hole, also called a suction hole. Therefore, the present invention reduces the capacity of the transport hole of the pump and correspondingly increases the pressure of the transport part during movement from the suction hole to the pumping hole of the pump. In a device operating as a hydraulic motor, the pressure in the outlet hole is lower than the pressure in the inlet hole. Therefore, the present invention increases the capacity of the transport hole of the hydraulic motor and correspondingly decreases the pressure of the transport part during their movement from the inlet hole to the outlet hole of the hydraulic motor. In the following, a method of generating a non-wave-like flow of working fluid in a rotor sliding blade device that operates as a pump as a basic modification will be described. The described solution is also applicable to hydraulic motors that are modified according to the opposite signal of the pressure drop between the inlet and outlet holes.
前記搬送孔が出口孔と合流する瞬間により上記した圧力が出口圧力と実質的に等しくなるような搬送孔の容量の変化による搬送部分の作動流体圧力の変化は上述した合流の瞬間の搬送孔と出口孔の間の減圧流れの起源を除去する。それにより、これらの減圧流れにより発生する波動は除去され、作動流体の流れの不均一性は改善される。 The change in the working fluid pressure in the conveying portion due to the change in the capacity of the conveying hole so that the pressure described above becomes substantially equal to the outlet pressure at the moment when the conveying hole merges with the outlet hole is the same as the conveying hole at the moment of merging described above. Remove the origin of the reduced pressure flow between the outlet holes. Thereby, the waves generated by these decompressed flows are eliminated, and the non-uniformity of the working fluid flow is improved.
作動流体の波立たない流れの発生方法を実行するため、装置は入口孔及び出口孔を有するハウジングを提供され、前方搬送リミッターを有する作動カバープレートとそれに形成される後方搬送リミッターとを備えている。その装置は、作動部分の羽根チャンバーを有する回転子と、回転子の作動部分の作動面の表面に形成されると共にハウジングに取り付けられる羽根駆動機構に運動学的に接続される羽根を有する羽根チャンバーに接続される環状溝とを備えている。ハウジングの作動カバープレートは回転子の作動部分の作動面の表面に滑動絶縁接触し、環状溝の作動チャンバーを形成する。前方搬送リミッターと滑動絶縁接触する前方搬送絶縁回転子手段と同様に後方搬送リミッターと滑動絶縁接触する後方搬送絶縁回転子手段は羽根を備え、お互いに分離し、入口孔は入口に水力学的に接続され、出口孔は出口に水力学的に接続され、少なくとも1つの搬送孔は環状溝、前方搬送リミッター及び2つの近接羽根の表面により結合された内部羽根孔を含んでいる。各搬送孔は上記した搬送孔が入口孔及び出口孔から分離された回転子の回転角度のその個々の範囲に対応する。 In order to carry out the method of generating an undulating flow of working fluid, the apparatus is provided with a housing having an inlet hole and an outlet hole, and comprises a working cover plate having a forward conveying limiter and a rear conveying limiter formed thereon. . The apparatus comprises a rotor chamber having a vane chamber of an actuating portion and a vane chamber having vanes kinematically connected to a vane drive mechanism formed on the surface of the actuating surface of the actuating portion of the rotor and attached to the housing. And an annular groove connected to the. The working cover plate of the housing is in sliding insulating contact with the surface of the working surface of the working part of the rotor, forming an annular groove working chamber. Similar to the forward conveying insulated rotor means in sliding insulation contact with the forward conveying limiter, the rear conveying insulating rotor means in sliding insulation contact with the rear conveying limiter are provided with vanes and separated from each other, and the inlet hole is hydraulically connected to the inlet. Connected, the outlet hole is hydraulically connected to the outlet, and the at least one transport hole includes an annular groove, a forward transport limiter, and an inner blade hole joined by the surfaces of two adjacent blades. Each transport hole corresponds to its respective range of rotor rotation angles where the transport holes described above are separated from the inlet and outlet holes.
作動流体の流れの波動レベルを減少させるため、各搬送孔は上記した搬送孔に含まれる内部羽根の孔に接続される少なくとも1つの強制チャンバーを備え、各強制チャンバーはそれが入口孔に接続される回転子の回転角度での強制チャンバーの容量とそれが出口孔に接続される回転子の別の回転角度での同一の強制チャンバーの容量との間の釣り合いを変更する可能性を有して容量の変化手段に運動学的に接続される。 In order to reduce the wave level of the working fluid flow, each transport hole comprises at least one forced chamber connected to the hole of the inner vane contained in the transport hole described above, and each forced chamber is connected to the inlet hole. With the possibility of changing the balance between the capacity of the forced chamber at the rotation angle of the rotor and the capacity of the same forced chamber at another rotation angle of the rotor to which it is connected to the outlet hole Kinematically connected to the capacity changing means.
提供された発明の本質は上記した方法を実現する装置の図表及び図面により説明される。 The essence of the provided invention is illustrated by means of a diagram and a drawing of an apparatus implementing the above method.
図1は、(a)その角度移動による搬送孔の容量の依存関係と、(b)入口孔φdetach。からの搬送孔の分離角度から出口孔φmerg。と合流する角度への回転子の回転角度φtotalの範囲内でその角度移動φによる搬送孔の作動流体の搬送部分の圧力の依存関係の2種類の図表を表わしている。以下、角度及び対応する角度移動はその回転軸の周りの回転子の回転角度として理解される。図表はその角度移動による搬送孔の容量の依存関係の異なるタイプに与えられる。すなわち、搬送孔の一定容量の場合(曲線1a,1b)、出口圧力でその圧力を等しくするために与えられる搬送孔の容量を減少させる場合(曲線2a,2b)、及び不十分な場合(曲線2a,2b)と搬送孔の容量を過度に減少させる場合(曲線4a,4b)である。すべての図表は理想的なポンプ、すなわち、漏れによる搬送部分の大きさに変化がないポンプとして動作する装置のために与えられる。
FIG. 1 shows (a) the dependency relationship of the capacity of the transport hole due to its angular movement, and (b) the inlet hole φdeatch. From the separation angle of the conveying hole from the outlet hole φ merg. FIG. 2 shows two types of graphs showing the dependency of the pressure of the conveying portion of the working fluid in the conveying hole by the angular movement φ within the range of the rotation angle φtotal of the rotor to the angle at which it is merged. Hereinafter, the angle and the corresponding angular movement are understood as the rotation angle of the rotor about its axis of rotation. The chart is given for different types of transport hole capacity dependency due to its angular movement. That is, when the transport hole has a constant capacity (curves 1a and 1b), when the capacity of the transport hole given to make the pressure equal to the outlet pressure is decreased (
図2の図表は搬送孔の容量を減少する異なる程度のための減圧波動を有する時間ベースの出口圧力を示している。すべての図表は図1の場合と同一の装置及び同一の状態のために与えられる。図表の曲線は、搬送孔の一定容量である曲線5と、圧力を等しくする搬送孔の容量の変化である曲線6と、搬送孔の容量の不十分な変化である曲線7と、搬送孔の容量の過度の変化である曲線8に対応している。
The diagram of FIG. 2 shows the time-based outlet pressure with reduced pressure waves for different degrees to reduce the capacity of the transport hole. All charts are given for the same equipment and the same conditions as in FIG. The curves in the chart are a
図3は、ハウジング1、回転子の作動部分2に形成された羽根チャンバーを有する回転子を有すると共にハウジングに形成された前方搬送リミッター5と滑動絶縁接触する羽根を有し、入口孔6から出口孔7に内部羽根孔8を分離する回転子滑動羽根装置の搬送孔の容量の変化を表わしている。各搬送孔9は、内部羽根孔8と、それに接続されると共に水力シリンダーに類似する回転子に形成された強制チャンバー10とを備え、搬送孔9の容量は回転子の回転による強制チャンバー10の容量の周期的変化により実現される。強制チャンバー10の容量の前記周期的変化は、例えば、ハウジング1に取り付けられるカム機構12を有する強制チャンバー10の移動可能な壁11の運動学的接続により実現可能である。好適な実施例(図4)は回転子2の作動部分と同時に回転する可能性を有して取り付けられる回転子13の支持部分を有し、それに対して傾斜し、回転子の支持部分13と作動部分2の回転軸の相互傾斜が回転子の回転で前記強制チャンバー10の容量の周期的な変化を引き起こすようになっている。
FIG. 3 shows a
回転子の回転として強制チャンバーの容量を変えることによる搬送孔の容量の変化は前方搬送リミッターに沿った羽根滑動の突出程度を変えると共に回転子の入口孔及び出口孔からのこの搬送孔を分離させることにより行われる内部羽根孔の容量の変化により補充可能である。 Changing the capacity of the transfer hole by changing the capacity of the forced chamber as the rotation of the rotor changes the extent of blade sliding along the forward transfer limiter and separates this transfer hole from the rotor inlet and outlet holes. It can be replenished by changing the capacity of the inner blade hole.
圧力を達成するためのポンプの閉塞された搬送孔の容量の削減は作動流体の圧縮仕事をするために要求される圧送圧力に等しく、そのため、一定の動力消費を要求する。流体の圧縮に消費されるこの動力は搬送孔の容量と後方搬送孔の容量の割合により大きい又は小さい程度の圧力系統に搬送され、圧縮流体の膨張で負荷に使用可能である。上記した割合はポンプの構造に依存し、可変の移動のポンプにとってそれはポンプの現在の移動にも依存する。圧縮に消費される動力の他の部分は出口孔から入口孔へ後方搬送領域を通って後方搬送孔に戻される作動流体の割合に比例する。本発明の好適な実施の形態は前記後方搬送孔と入口孔との合流の瞬間によりそれらの圧力が入口圧力に実質的に等しくなる後方搬送孔の容量のそのような変化を供給する。出口圧力が入口圧力を超えるポンプのモードでは、後方搬送領域で閉塞された後方搬送孔は入口圧力の値に作動流体の圧力の減少分を供給して増大される。この場合、閉塞された後方搬送孔に閉じ込められた作動流体は仕事を拡張させる。作動流体の圧縮に消費される動力のこの他の部分はポンプの駆動に戻る。水力モータのモードでは、入口から出口孔への動きでの搬送孔の容量の増加はその拡張で圧縮された作動流体に回復潜在動力を保存させる。 The reduction in the volume of the closed transport hole of the pump to achieve the pressure is equal to the pumping pressure required to do the compression work of the working fluid and therefore requires a constant power consumption. This power consumed for compressing the fluid is transferred to a pressure system that is larger or smaller than the ratio of the capacity of the transport hole and the capacity of the rear transport hole, and can be used for the load by expansion of the compressed fluid. The proportions described above depend on the structure of the pump, and for variable displacement pumps it also depends on the current movement of the pump. The other part of the power consumed for compression is proportional to the proportion of working fluid returned from the outlet hole to the inlet hole through the rear conveying region and back to the rear conveying hole. The preferred embodiment of the present invention provides such a change in the capacity of the rear transport hole such that the moment of merging of the rear transport hole and the inlet hole causes their pressure to be substantially equal to the inlet pressure. In the mode of the pump where the outlet pressure exceeds the inlet pressure, the rear conveying hole closed in the rear conveying area is increased by supplying a decrease in the working fluid pressure to the inlet pressure value. In this case, the working fluid confined in the closed rear transfer hole expands work. This other part of the power consumed to compress the working fluid returns to driving the pump. In the hydraulic motor mode, the increase in the capacity of the transport hole in the movement from the inlet to the outlet hole causes the working fluid compressed by the expansion to save the recovery potential power.
作動流体搬送部分の圧力変化の範囲の調整
作動流体の所定の混合及び一定温度では、作動流体の搬送部分の圧力Pi(φ)は搬送孔の容量Vi(φ)とその作動流体の搬送部分の質量Mi(φ)により決定される。入口孔からの搬送孔の分離の瞬間に、その容量Vi(φdetach。i)及びその作動流体の質量Vi(φdetach。i)が装置の移動により決定される。搬送孔の入口孔φdetach。iからの分離角度から出口孔φmerg。iとの合流角度への回転子の回転角度φtotal。iの前記範囲内のその角度移動での搬送孔の作動流体の質量Mi(φ)の変化はそれからの漏れ及び高圧力の孔からそれへの流入によりi搬送孔への流量割合DRi(φ)での作動流体の移動となる。回転子滑動羽根装置の絶縁手段の所定の特性では、作動流体の帆走部分の質量dMi(φ)の変化は出口圧力と入口圧力の差dP、及び回転子の回転速度ωに依存する。入口孔から出口孔への搬送孔の移動では、その容量Vi(φ)はその角度移動の搬送孔Ai(φ)の容量の可変部分の選択された依存関係に従って変化する。
Vi(φ)=Vi(φdetach。i)+Ai(φ)
本発明の見地から、依存関係Ai(φ)の重要な特性は、以下において搬送孔の容量の変化の全体の大きさと呼ばれる所定角度範囲φtotaliでの搬送孔の容量の変化範囲である。
Adjusting the range of pressure change in the working fluid conveying part At a predetermined mixing and constant temperature of the working fluid, the pressure Pi (φ) of the working fluid conveying part is equal to the capacity Vi (φ) of the conveying hole and the conveying part of the working fluid. It is determined by the mass Mi (φ). At the moment of separation of the transport hole from the inlet hole, its volume Vi ( φdeatch.i ) and its working fluid mass Vi ( φdeatch.i ) are determined by movement of the device. Inlet hole φdetach of the transfer hole . From the separation angle from i, outlet hole φ merg. The rotation angle φ total of the rotor to the merging angle with i . The change in the mass Mi (φ) of the working fluid in the conveying hole at that angular movement within the aforementioned range of i is a flow rate ratio DRi (φ) to the i conveying hole due to leakage from it and inflow into it from the high pressure hole This is the movement of the working fluid. In the predetermined characteristic of the insulating means of the rotor sliding blade device, the change in the mass dMi (φ) of the sailing portion of the working fluid depends on the difference dP between the outlet pressure and the inlet pressure, and the rotational speed ω of the rotor. In the movement of the transport hole from the inlet hole to the outlet hole, its capacity Vi (φ) changes according to the selected dependency of the variable part of the capacity of the transport hole Ai (φ) of its angular movement.
Vi (φ) = Vi ( φdeatch. I) + Ai (φ)
From the viewpoint of the present invention, an important characteristic of the dependency relationship Ai (φ) is a change range of the capacity of the transport hole in a predetermined angle range φ total i, which will be referred to as an overall size of the change of the capacity of the transport hole in the following.
Atotal=Ai(φmerg。i)−Ai(φdetach。i)=Vi(φmerg。i)−Vi(φdetach。i)
出口圧力Poutに等しい出口孔との合流の瞬間により搬送孔の圧力Pi(φmerg。i)を達成するため、出口圧力と入口圧力との間の差dPにより、装置の移動で、回転子の回転速度ω及び搬送孔の作動流体の質量の変化で、搬送孔の容量の変化から起こる作動流体の搬送部分の圧力変化の範囲の調整が与えられる。本発明はそのような調整の2つの方法を提供する。
A total = Ai (φ merg. I) -Ai (φ detach. I) = Vi (φ merg. I) -Vi (φ detach. I)
In order to achieve the transport hole pressure Pi (φ merg. I) by the moment of merging with the outlet hole equal to the outlet pressure P out , the rotor moves with the movement of the device due to the difference dP between the outlet pressure and the inlet pressure. The change in the rotation speed ω and the mass of the working fluid in the conveying hole provide adjustment of the range of pressure change in the conveying portion of the working fluid resulting from the change in the capacity of the conveying hole. The present invention provides two methods of such adjustment.
第1の方法は、入口圧力と出口圧力の間の差の大きな変化で発生した流量の不均一さのレベルの点で好ましく、所定の角度範囲φtotaliで搬送孔の容量の変化の全体の大きさAtotalを変え、依存関係Ai(φ)を変えることによりその調整は実行されることを提供する。この方法は以下において全体の大きさの調整方法と呼ばれる。 The first method is preferred in terms of the level of flow non-uniformity caused by a large change in the difference between the inlet pressure and the outlet pressure, and the overall change in the capacity of the transport hole in a predetermined angular range φ total i. It is provided that the adjustment is performed by changing the magnitude Atotal and changing the dependency Ai (φ). This method will be referred to as an overall size adjustment method in the following.
費用面で好適な第2の方法は、所定の依存関係Ai(φ)で、搬送孔がφmerg。iを変えることにより、又はφdetach。iを変えることにより、入口孔及び出口孔から分離されるφdetach。iからφmerg。iに回転子の回転角度の範囲φtotaliを変えることによりその調整が実行される。この方法は以下において全体の角度の調整方法と呼ばれる。 A second method suitable in terms of cost is a predetermined dependency Ai (φ), and the transport hole is φmerg. by changing i or φdeatch. φdetach separated from the inlet and outlet holes by changing i . i to φ merg. The adjustment is executed by changing the range of rotation angle φ total i of the rotor to i. This method is hereinafter referred to as the overall angle adjustment method.
両方の調整方法は以下において詳細に考慮される。 Both adjustment methods are considered in detail below.
全体の大きさの調整方法
本発明は、回転子の装置の移動の依存関係で、入口圧力と出口圧力の差dP及び搬送孔dMの作動流体の質量の変化で、搬送孔の容量の変換の全体の大きさAtotalが変わる。
The present invention is a method of adjusting the size of the transfer hole by changing the inlet pressure and the outlet pressure dP and the change in the mass of the working fluid in the transfer hole dM. The overall size Atotal changes.
装置の移動が増加した場合、全体の大きさAtotalも増加する。装置の移動が減少した場合、全体の大きさは、例えば、回転子の作動部分の回転軸に対するその回転軸の傾斜角度を変える可能性を有して、又は強制チャンバーの移動可能な壁の別の駆動機構により形成される前方搬送リミッターと回転子の支持部分の間の運動学的接続によって、減少される。出口圧力と入口圧力との間の差dPの大きさが増加した時、全体大きさAtotalも増加し、その差が減少した時、その大きさも減少する。搬送孔の容量Viの変化を記載する図5の曲線9a、及びその圧力Piの変化を記載する9bはより大きな圧力低下dPに対応し、曲線10a及び10bはより小さな圧力低下dPに対応する。dPに依存するAtotalの調整は、例えば、圧力センサ及び電気駆動を使用して行うことができる。
When the movement of the device increases, the overall size Atotal also increases. If the movement of the device is reduced, the overall size can be changed, for example, with the possibility of changing the angle of inclination of the axis of rotation relative to the axis of rotation of the working part of the rotor, or separate of the movable walls of the force chamber. This is reduced by the kinematic connection between the forward transport limiter and the support part of the rotor formed by the drive mechanism. When the magnitude of the difference dP between the outlet pressure and the inlet pressure increases, the overall magnitude Atotal also increases, and when the difference decreases, the magnitude also decreases. The
より正確に搬送孔の圧力Piを出口圧力Poutと等しくするため、特に、回転子の回転の可変速度で、又は可変温度及び作動流体の粘度で、本発明は、入口圧力Pinと出口圧力Poutの間の選択された値に等しい基準圧力Pref(Pin,Pout)と、基準角度φrefiに等しい回転子の選択された回転角度での搬送孔の圧力Pi(φrefi)との間の差により、全体の大きさAtotalを調整する。前記基準角度φrefiは分離角度φdetach。iから合流角度φmerg.iの範囲内で選択され、すなわち、φrefiはi搬送孔が出口孔と合流する角度に対して選択されたシフト角度φshiftによりシフトされた角度に等しく選択される。すなわち、
φrefi=φmerg.i−φshift
当業者は、回転子の所定の回転速度で回転子の回転角度Vi(φ)の搬送孔の容量の所定の依存関係及び選択された搬送孔の絶縁手段を通して所定の漏れ割合で、この孔の基準角度φrefiに等しい回転子の回転角度での前記搬送孔の圧力Pi(φrefi)と、この搬送孔が出口孔と合流する回転子の回転角度でのその圧力Pi(φmerg.i)との間に特定の対応があることが分かる。
In order to make the transport hole pressure Pi more precisely equal to the outlet pressure Pout, in particular, at a variable speed of rotation of the rotor, or at a variable temperature and viscosity of the working fluid, the present invention provides a combination of the inlet pressure Pin and the outlet pressure Pout. Between a reference pressure P ref (Pin, Pout) equal to a selected value between and a pressure P i (φ ref i) of the conveying hole at a selected rotation angle of the rotor equal to the reference angle φ ref i The overall size Atotal is adjusted by the difference. The reference angle φ ref i is the separation angle φ detect. i from merging angle φ merg. i is selected within i, i.e., φ ref i is selected equal to the angle shifted by the selected shift angle φ shift relative to the angle at which the i transport hole meets the exit hole. That is,
φ ref i = φ merg. i-φ shift
A person skilled in the art will determine that this hole has a predetermined leakage rate through the predetermined dependency of the capacity of the conveying hole of the rotor rotation angle Vi (φ) and the insulating means of the selected conveying hole at a predetermined rotational speed of the rotor. The pressure Pi (φ ref i) of the transfer hole at the rotation angle of the rotor equal to the reference angle φ ref i and the pressure Pi (φ merg.) At the rotation angle of the rotor where the transfer hole merges with the outlet hole . It can be seen that there is a specific correspondence with i).
そのため、所定の出口圧力Poutでのポンプモードでは、搬送孔が出口孔に合流する瞬間により搬送部分の圧力Piと出口圧力Poutとを等しくするという条件で、基準圧力Pref(Pout)の値が決定される。基準角度では、ポンプの搬送孔の圧力Pi(φrefi)が基準圧力Pref(Pout)以下の場合、その後、搬送孔の容量の変化の全体の大きさAtotalが増加するが、それが基準圧力以上の場合には、全体の大きさは減少する。水力モータでは、出口圧力Poutの代わりに入口圧力PinはPref(Pout)とPi(φrefi)の間の相互関係の全体の大きさAtotalの反対の関係と同様に使用され、すなわち、基準角度で水力モータPi(φrefi)の搬送孔の圧力が基準圧力Pref(Pin)以下の場合には、その後、搬送孔の容量の変化の全体の大きさAtotalが減少し、それが基準圧力を超えた場合には、その大きさは増加する。 Therefore, in the pump mode at a predetermined outlet pressure Pout, the value of the reference pressure P ref (Pout) is set under the condition that the pressure Pi and the outlet pressure Pout of the conveying portion are equalized at the moment when the conveying hole joins the outlet hole. It is determined. At the reference angle, if the pressure Pi (φ ref i) of the transport hole of the pump is equal to or lower than the reference pressure P ref (Pout), then the overall magnitude Atotal of the change in the capacity of the transport hole increases. Above the pressure, the overall size decreases. In a hydraulic motor, instead of the outlet pressure Pout, the inlet pressure Pin is used in the same way as the inverse relationship of the overall magnitude Atotal of the correlation between P ref (Pout) and Pi (φ ref i), ie the reference If the pressure of the transport hole of the hydraulic motor Pi (φ ref i) is less than or equal to the reference pressure P ref (Pin) at an angle, then the overall magnitude Atotal of the change in the capacity of the transport hole decreases, which is the reference When the pressure is exceeded, the magnitude increases.
基準圧力Pref(Pout)と基準角度Pi(φrefi)での搬送孔の圧力との間の差により全体の大きさAtotalの調整が、例えば、圧力センサ及び電気駆動を使用して実行可能である。本発明の好適な実施の形態では、水力アクチュエータが使用され、例えば、差動複動式水力シリンダーが使用される。この場合(図6)、全体の大きさAtotalの調整は差動複動式水力シリンダー15のピストン14を移動することにより行われ、ピストン14は水力シリンダー15の第1孔16をのぞき込む第1の側より基準圧力以下及び水力シリンダー15の第2の孔17をのぞき込む第2の側より出口圧力以下(入口圧力以下の水力モータのため)である。水力シリンダー15の第1孔16の搬送孔9との水力接続は、開放角度φunlock.に等しい回転子の回転角度で制御弁18を開放すると共に、基準角度φrefに等しい回転子の回転角度で制御弁18を開放することにより提供される。水力シリンダー15の第1の孔が弁19を介して搬送孔9に接続される時、基準圧力と搬送孔の圧力との間に差がある場合、孔16と搬送孔9とピストン14の間の作動流体の流れは移動する。全体の大きさAtotalの変化へのピストン14の移動の変形は、回転軸の傾斜角度を変更する可能性を有して形成される回転子の前記支持部分への、又は強制チャンバーの移動可能な壁の別の駆動機構へのピストン14の運動学的接続により実現される。
Due to the difference between the reference pressure P ref (Pout) and the pressure of the conveying hole at the reference angle Pi (φ ref i), the overall magnitude Atotal can be adjusted using, for example, a pressure sensor and an electric drive It is. In a preferred embodiment of the invention, a hydraulic actuator is used, for example a differential double-acting hydraulic cylinder. In this case (FIG. 6), the overall size Atotal is adjusted by moving the
搬送孔が出口孔と合流する瞬間により搬送部分の圧力を出口圧力に等しくする基準圧力に対する出口(水力モータでは入口)圧力の割合は、ピストン14の第1及び第2の側の領域の割合及び例えば回転子の支持部分を傾斜させる手段の側からピストン14に作用する外力の値により決定される。
The ratio of the outlet (inlet for hydraulic motor) pressure to the reference pressure that makes the pressure of the conveying part equal to the outlet pressure at the moment when the conveying hole merges with the outlet hole is the ratio of the region on the first and second sides of the
基準角度Pi(φrefi)のポンプの搬送孔の圧力が基準圧力Pref(Pout)以下の場合、流体は水力シリンダー15の第1孔16から搬送孔9へ流れ、ピストン14は第2の側から第1の側へ移動し、搬送孔の容量の変化の全体の大きさAtotalを増加させる。基準角度Pi(φrefi)でのポンプの搬送孔の圧力が基準圧力Pref(Pout)を超えた場合、流体は搬送孔9から水力シリンダー15の第1孔16へ流れ、ピストン14は第1の側から第2の側へ移動し、搬送孔の容量の変化の全体の大きさを減少させる。前記圧力の一様性はピストン14の釣り合い点に対応する。
When the pressure in the transport hole of the pump at the reference angle Pi (φ ref i) is equal to or lower than the reference pressure P ref (Pout), the fluid flows from the
水力シリンダー15の第1の孔と以下において代償的な比較流れと呼ばれる搬送孔9との間の流体の前記流れは、全体の大きさAtotalを変化させると同時に搬送孔の作動流体の質量を変化させ、それらの圧力をも変化させる。搬送孔の不十分な圧力、Pi(φref)<Pref(Pout)では、代償的な比較流れは水力シリンダーの第1孔から搬送孔に流れ(図7の曲線11a)、作動流体の質量及び搬送孔の圧力を増加させる(曲線11b及び11d)。搬送孔の過大な圧力、Pi(φref)>Pref(Pout)では、代償的な比較流れは搬送孔から前記水力シリンダーの第1孔に流れ(曲線12a)、作動流体の質量及び搬送孔の圧力を減少させる(曲線12b及び12d)。曲線13a〜13dの種類はPout0の安定した動作モードでの搬送孔の作用を示している。
The flow of fluid between the first hole of the
Pout0からPout1への出口圧力の急速な変化で、代償的な比較流れによる搬送孔の作動流体の質量の変化は全体の大きさの調整の不活発さを補償することができ、これはそのような調整方法の更なる利点であると考えられる。図7の曲線13cから曲線11c又は12cへの移行は、水力シリンダー15の第1孔16から搬送孔9への作動流体の部分の代償的な比較流れ(曲線11a又は12a)による搬送のため、Atotalの変化を相応じて示している。水力シリンダーの第1孔からの質量の一回の搬送後にシフトされた曲線11cは曲線14cの上方にあり、すなわち、全体の大きさA’total1は全体の大きさAtotal1の値に達せず、圧力Pout1でのピストン14の平衡位置に対応する。曲線11bはPi(φref)<Pref(Pout0)での搬送孔の質量の変化dMiを示している。増加した質量のため、搬送孔Pi(φref)の圧力の変化は搬送部分の一定の質量での不十分な全体の大きさA’total1に対応する曲線11〜1dに従わないが、平衡な全体の大きさAtotal1に対応する曲線14dによりよく近似する曲線11dに従い、そのため、合流の瞬間により搬送孔Pi(φref)の圧力を出口圧力Pout1とより釣り合わせる。同様に、曲線12cは曲線15cの下方にあり、すなわち、搬送孔から水力シリンダーへの1回の質量搬送後の全体の大きさA’total2は、圧力Pout2のピストン14の平衡な位置に対応して全体の大きさの値Atotal2に届かない。しかしながら、より小さい質量のため(曲線12b)、搬送孔Pi(φref)の圧力の変化は曲線15dにより近似する曲線12dに従い、そのため、合流の瞬間により搬送孔Pi(φref)の圧力は出口圧力Pout2とよりよく釣り合う。
With the rapid change in outlet pressure from
搬送孔の圧力Piを出口圧力Poutとより正確に釣り合わせるため、本発明は出口圧力の波動の大きさ及び位相により搬送孔の容量の変化の全体の大きさAtotalの調整を提供する。出口圧力が入口圧力を超えるポンプのモードでは、それは以下のようになされる。搬送孔を出口孔に合流する瞬間が圧力の波動の正の立上り前部(図2の曲線8)と一致した場合、Atotalは減少するが、前記瞬間が圧力波動の負の立下り前部(曲線5,7)と一致した場合、Atotalは増加する。出口圧力が入口圧力以下となる水力モータのモードでは、Atotalは反対に前記瞬間の正の立上り前部で増加し、負の立下り前部で減少する。出口圧力の波動の大きさが増加した場合、前記全体の大きさの変化割合は増加する。
In order to more accurately balance the transport hole pressure Pi with the outlet pressure Pout, the present invention provides an adjustment of the overall magnitude A total of the change in capacity of the transport hole according to the magnitude and phase of the wave of the outlet pressure. In the mode of the pump where the outlet pressure exceeds the inlet pressure, it is done as follows. If the moment of joining the conveying hole to the outlet hole coincides with the positive rising front of the pressure wave (
出口圧力の波動の大きさ及び位相による全体の大きさAtotalの調整は、例えば、圧力波動センサー、位相検出器及び電気駆動を使用して実行可能である。 Adjustment of the overall magnitude A total by the magnitude and phase of the wave of the outlet pressure can be performed using, for example, a pressure wave sensor, a phase detector and an electric drive.
本発明の好適な実施の形態は、基準圧力と基準角度での搬送孔の圧力との間の差による全体の大きさの前記調整方法の使用を提供し、基準角度は出口圧力の波動の大きさ及び位相により変化する。 The preferred embodiment of the present invention provides for the use of the method of adjusting the overall magnitude due to the difference between the reference pressure and the pressure of the conveying hole at the reference angle, where the reference angle is the magnitude of the wave of the outlet pressure. It depends on the height and phase.
ポンプのモードでは、出口圧力が入口圧力を超え、搬送孔を出口孔と合流する瞬間が全体の大きさの過大な値を示す圧力波動の正の立上り前部と一致した場合、シフト角度の値が減少し、それにより、基準角度はこの孔を出口孔に合流する角度に近付けられる。それにより、基準角度の搬送孔の圧力は規準圧力より高くなり、全体の大きさは減少する。前記瞬間が圧力波動の負の立下り前部と一致した場合、シフト角度の値は増加し、入口孔からの搬送孔の分離角度に規準角度を近付け、結果として基準角度の搬送孔の圧力は基準圧力以下となり、全体の大きさは増加する。一方、水力モータのモードでは、入口圧力は出口圧力を超え、搬送孔が出口孔と合流する瞬間が圧力波動の正の立上り前部と一致した場合、シフト角度の値は増加し、それにより、基準角度の値は出口孔からのこの搬送孔の分離角度に近付く。しかし、前記瞬間が圧力波動の負の立下り前部に一致した場合、シフト角度の値は減少し、基準角度はこの孔を出口孔と合流する角度に近付く。シフト角度は、例えば、制御弁18の開閉の瞬間を変えることにより調整可能である。出口圧力の波動の大きさが増加すると、シフト角度の変化の範囲もまた増加する。
In the pump mode, if the outlet pressure exceeds the inlet pressure and the moment when the conveying hole merges with the outlet hole coincides with the positive rising front of the pressure wave, which shows an excessive value of the overall size, the value of the shift angle , Thereby bringing the reference angle closer to the angle at which this hole meets the outlet hole. Thereby, the pressure of the transport hole at the reference angle becomes higher than the reference pressure, and the overall size is reduced. When the moment coincides with the negative falling front of the pressure wave, the value of the shift angle increases, bringing the reference angle closer to the separation angle of the transfer hole from the inlet hole, and as a result, the pressure of the transfer hole at the reference angle is Below the reference pressure, the overall size increases. On the other hand, in the hydraulic motor mode, if the inlet pressure exceeds the outlet pressure and the moment when the transport hole joins the outlet hole coincides with the positive rising front of the pressure wave, the value of the shift angle increases, The value of the reference angle approaches the separation angle of this transport hole from the outlet hole. However, if the instant coincides with the negative falling front of the pressure wave, the value of the shift angle decreases and the reference angle approaches the angle at which this hole meets the outlet hole. The shift angle can be adjusted, for example, by changing the opening / closing moment of the
すべての搬送孔で漏れが同じ場合、シフト角度はすべての孔で等しく選択される。しかし、異なる搬送孔が異なる漏れの割合を有している場合、異なる搬送孔のシフト角度の異なる値の選択が漏れの範囲を補償することができる。搬送孔の容量の変化の全体の大きさ(図8の曲線16a)は漏れの平均割合に応じて選択される(曲線16c)。等しいシフト角度では、代償的な比較流れは、φ=φref=φmerg.−φshiftで搬送孔の圧力を等しくするが、出口孔で合流する瞬間により、漏れの差は搬送孔の圧力を広げ(曲線17b,18b)、異なる信号の波動を残す。異なる漏れ割合を補償するため、異なる搬送孔のためのシフト角度は異なって選択される。漏れの割合がすべての搬送孔(曲線16c)で平均レベルを超える搬送孔(曲線18c,18d)のためのポンプのモードでは、シフト角度φshift2は平均シフト角度φshift0を超える。漏れ割合がすべての搬送孔の平均レベル以下の孔(曲線17c,17d)では、シフト角度φshift1は平均シフト角度φshift0以下となり、漏れの範囲を補償させる。漏れの割合が平均の割合(曲線18c)を超える孔では、シフト角度φshift2はより大きくなり、基準角度では、φref2=φmerg.2−φshift2となり、その圧力Pi(φref2)は基準圧力Pref(Pout0)以下となる。そのため、代償的な比較流れは水力シリンダー15の第1孔16からこの搬送孔に移動し、孔16の作動流体の質量を減少させると共に前記搬送孔(曲線18c)の作動流体の質量及び圧力を増加させ、それからの高い漏れ割合により生じる作動流体の損失を補償する。漏れ割合が平均以下となる孔では(曲線17c)、より小さいシフト角度φshift1が選択され、そのため、基準角度では、φref1=φmerg.−φshift1となり、その圧力Pi(φref1)は基準圧力Pref(Pout0)より高くなる。そのため、代償的な比較流れは搬送孔から孔16に移動し、低い漏れ割合で前記搬送孔の作動流体の質量及び圧力を減少させると共に水力シリンダー15の第1孔16の作動流体の質量を増加させ、これにより、高い漏れ割合でそれから搬送孔への代償的な比較流れにより取られた作動流体の損失を補償する。水力モータのモードでは、漏れ割合でシフト角度の反対の依存関係が適用される。漏れ割合は、例えば、搬送孔の圧力を測定することにより検出可能である。好適な実施の形態は、それぞれの搬送孔にとって、出口圧力の波動が出口孔と合流する瞬間に検出され、この搬送孔の基準角度は上述したように波動の大きさ及び位相により選択されることを提供する。
If the leaks are the same for all transport holes, the shift angle is selected equally for all holes. However, if different transport holes have different leak rates, selection of different values for the shift angles of the different transport holes can compensate for the leak range. The overall magnitude of the change in capacity of the transport hole (curve 16a in FIG. 8) is selected according to the average rate of leakage (
全体の角度の調整方法
本発明は全体角度の調整手段により、すなわち、搬送孔が入口孔及び出口孔から分離され、搬送孔の容量の変化がその圧力を変化させる角度範囲の調整、φtotal=φmerg.−φdetachにより、搬送孔の圧力の変化範囲の調整方法をも提供する。この調整方法での搬送孔Atotalの容量の変化の全体の大きさは、入口圧力と出口圧力との間の最大差及び最大移動に応じて選択される。搬送孔の容量及びその作動流体の圧力の対応する変化は図9に示されている(曲線19a,19b)。最大の圧力低下dP及び移動では、全体角度φtotalも最大となる。dP又は移動が変化すると、全体角度φtotalも変化し、すなわち、dP又は移動が減少すると、φtotalは減少し、これらの特性が増加すると、全体角度が増加する。
The present invention relates to a method for adjusting the overall angle. The present invention adjusts the angle range in which the conveying hole is separated from the inlet hole and the outlet hole, and the change in the capacity of the conveying hole changes its pressure, φ total = φ merg. The -.phi detach, also provides a method of adjusting the variation range of the pressure of the transport pores. The overall magnitude of the change in the capacity of the transport hole A total in this adjustment method is selected according to the maximum difference and the maximum movement between the inlet pressure and the outlet pressure. The corresponding changes in the capacity of the transport hole and the pressure of its working fluid are shown in FIG. 9 (
全体角度φtotalを調整する2つの変形例がある。 There are two variations for adjusting the overall angle φ total .
第1の変形例では、φmerg.は、搬送孔の圧力が出口圧力と等しくなる瞬間に、先立って搬送孔を出口孔に接続することにより変化する。先立った結果として、搬送孔の作動流体の圧力のさらなる変化が停止する(図9の曲線20b,21b)。搬送孔を先立って出口孔に接続することは、前記搬送孔を出口孔から分離する羽根を移動させることにより、又は常閉のバイパスダクトを介して搬送孔を出口孔に接続することにより実行可能である。開放しているバイパスダクトの瞬間から開始する後者の場合には、流体の一部分はバイパスダクトを介して搬送孔から出口孔に移動される(図9の曲線20c,d、21c,d)(水力モータでは、出口孔から搬送孔へ)。バイパスダクトは、例えば、圧力センサ及び電気制御弁を使用して開放される。本発明の好適な実施の形態は、バイパスダクトの端部の間の圧力差の信号が変化する時に開放されるバイパスダクトの背圧弁を使用している。
In the first modification, φ merg. Is changed by connecting the transport hole to the outlet hole in advance at the moment when the pressure of the transport hole becomes equal to the outlet pressure. As a previous result, further changes in the pressure of the working fluid in the transport hole stop (
第2の実施の形態では、全体の大きさAtotalは最大(図10の曲線22a,22b)、すなわち、dPの最大値及び装置の移動の最大値に対応して、選択され、dP又は装置の移動が変わると、φdetachは搬送孔の入口孔からの遅れた分離により変わる。φdetachの変化は以下のように実行可能である。入口孔から出口孔へ搬送される搬送孔は選択された角度移動内で入口孔に接続されたままである(曲線23b〜d、24b〜d)。前記遅れは、搬送孔の入口孔へのこの羽根による遅れた分離に導く羽根の移動特性を変えることにより、又は開放可能なバイパスダクトを介して搬送孔を入口孔に接続することにより実現可能である。後者の場合、バイパスダクトを閉鎖させる瞬間まで一部分の流体はバイパスダクトを介して搬送孔(図10の曲線23c,d及び24c,d)から出口孔ではなくて入口孔へ(水力モータでは、入口孔から搬送孔へ)移動する。バイパスダクトは、例えば、圧力センサ及び電気制御弁を使用して開放される。本発明の好適な実施の形態は出口孔の圧力波動の大きさ及び位相によりφdetachを調整する。ポンプのモードでは、出口圧力が入口圧力を超えた場合、これは次のように実現される。搬送孔を出口孔に合流する瞬間が圧力波動の正の立上り前部(図2の曲線8)に一致した場合、φdetachは増加し、すなわち、前記遅れは増加するが、前記瞬間が圧力波動の負の立下り前部(曲線5,7)に一致した場合、φdetachは減少する。水力モータのモードでは、出口圧力が入口圧力以下になると、圧力波動の正の立上り前部(図2の曲線8)に一致した場合、φdetachは反対に前記瞬間に負の立下り前部で増加し、正の立上り前部で減少する。
In the second embodiment, the overall magnitude Atotal is selected (corresponding to the maximum value of the curves 22a and 22b in FIG. 10), that is, the maximum value of dP and the maximum value of movement of the device. As the movement changes, φdetach changes due to delayed separation from the inlet hole of the transport hole. The change in φdetach can be performed as follows. The transport holes transported from the inlet holes to the outlet holes remain connected to the inlet holes within the selected angular movement (curves 23b-d, 24b-d). Said delay can be realized by changing the movement characteristics of the vanes leading to delayed separation by this vane to the inlet hole of the conveying hole or by connecting the conveying hole to the inlet hole via an openable bypass duct. is there. In the latter case, up to the moment when the bypass duct is closed, a part of the fluid passes through the bypass duct (curves 23c, d and 24c, d in FIG. 10) from the outlet hole to the inlet hole (in the hydraulic motor, the inlet hole). Move from hole to transport hole). The bypass duct is opened using, for example, a pressure sensor and an electric control valve. The preferred embodiment of the present invention adjusts φdetach according to the magnitude and phase of the pressure wave in the outlet hole. In the pump mode, if the outlet pressure exceeds the inlet pressure, this is achieved as follows. If the moment when the conveying hole merges with the outlet hole coincides with the positive rising front of the pressure wave (
両方の実施の形態では、バイパスダクトの抵抗は、本発明の目的の見地から重要な上記したバイパスダクトに沿った流体の流れがバイパスダクトの端部の間で圧力低下を生じないように選択される。 In both embodiments, the resistance of the bypass duct is selected such that the fluid flow along the bypass duct, which is important from the point of view of the invention, does not cause a pressure drop between the ends of the bypass duct. The
後方搬送孔を入口圧力に合流する瞬間により後方搬送孔の作動流体の圧力を入口圧力に等しくするため、現在の後方搬送孔が出口孔及び入口孔から分離される回転子の回転角度の範囲の調整のため同様の解決策がある。全体の大きさAtotalが一定の場合、各工法搬送孔のための回転子の回転角度の前記範囲は出口圧力と入口圧力の間の差の増加により増加され、前記差の減少により減少される。移動が増加された時に全体の大きさAtotalが増加された場合、回転子の回転角度の前記範囲の最大値は最大移動に対応し、移動が増加した時に回転子の回転角度の前記範囲は減少される。 In order to make the pressure of the working fluid in the rear transport hole equal to the inlet pressure at the moment when the rear transport hole joins the inlet pressure, the current rear transport hole is within the range of the rotation angle of the rotor separated from the outlet hole and the inlet hole. There is a similar solution for coordination. When the overall size Atotal is constant, the range of the rotor rotation angle for each method transport hole is increased by increasing the difference between the outlet pressure and the inlet pressure and decreased by decreasing the difference. If the overall size Atotal is increased when the movement is increased, the maximum value of the range of the rotor rotation angle corresponds to the maximum movement, and the range of the rotor rotation angle is decreased when the movement is increased. Is done.
搬送孔の容量の変化のシヌソイドの法則
費用面で好適な本発明の実施の形態では、搬送孔の容量がシヌソイドの法則に従って搬送孔の角度移動により変化することを示している。それぞれのi搬送孔の角度移動は回転子のその位置から回転子の回転の方向で測定された角度φiを意味し、この搬送孔は入口孔及び出口孔から等距離にある。シヌソイドの法則又は正弦関数は、ここでは、フーリエ級数の拡張ですべての他の膨張係数ak及びbkの絶対値を超える絶対値a1を供給するその角度移動の搬送孔Ai(φi)の容量の変数部分のそのような依存関係として理解される。
Sinusoid's Law of Change in Capacity of Transport Hole In the preferred embodiment of the present invention, it is shown that the capacity of the transport hole is changed by the angular movement of the transport hole according to the law of sinusoid. The angular movement of each i transport hole means an angle φ i measured in the direction of rotation of the rotor from that position of the rotor, which transport hole is equidistant from the inlet and outlet holes. The sinusoidal law or sine function here is the angular movement of the transport hole Ai (φ i ), which supplies an absolute value a 1 that exceeds the absolute value of all other expansion coefficients a k and b k with an extension of the Fourier series. Is understood as such a dependency of the variable part of the capacity.
搬送孔の容量のシヌソイド変化のための回転子の回転軸に対して平行でシフトされた軸を有するハウジングの円筒形状表面の使用は、放射状ピストン又は放射状の滑動羽根ポンプの移動の調整と類似する軸の前記シフトを変えることにより搬送孔の容量の変化の範囲を変えることを許容する。本発明は、強制チャンバーの移動可能な壁の駆動機構の案内カムの表面としてハウジングの前記シフトされた円筒形状表面を使用している。 The use of a cylindrical surface of the housing having an axis that is parallel and shifted with respect to the rotor's axis of rotation for sinusoidal change in the capacity of the transfer hole is similar to adjusting the movement of a radial piston or radial sliding vane pump. By changing the shift of the shaft, it is allowed to change the range of change in the capacity of the transport hole. The present invention uses the shifted cylindrical surface of the housing as the surface of the guide cam of the movable wall drive mechanism of the forced chamber.
別の実施の形態は、シリンダーの軸に垂直な平面及び小角度で前記表面の方に傾斜する平面により円筒形状表面に制限される線部分の長さのシヌソイドの角度の依存関係を使用している。 Another embodiment uses a sinusoidal angle dependency of the length of the line segment limited to a cylindrical surface by a plane perpendicular to the axis of the cylinder and a plane inclined at a small angle towards the surface. Yes.
搬送孔の容量のシヌソイド変化のために回転子の回転軸に垂直な平面に対する小さいゼロでない角度で傾斜するハウジングの表面の使用は、軸方向のピストンポンプの移動の調整と同様の前記傾斜角度を変えることにより搬送孔の容量の変化の範囲を変えることを許容する。本発明は強制チャンバーの移動可能な壁の駆動機構の案内カム表面としてハウジングの前記傾斜面の表面を使用している。 The use of a housing surface that is inclined at a small non-zero angle with respect to a plane perpendicular to the rotor's axis of rotation due to the sinusoidal change in the capacity of the transfer hole results in an inclination angle similar to the adjustment of axial piston pump movement. By changing, it is allowed to change the range of change of the capacity of the transport hole. The present invention uses the surface of the inclined surface of the housing as the guide cam surface of the movable chamber drive mechanism of the forced chamber.
本発明の好適な実施の形態(図4)は回転子2の作動部分と同時に回転すると共にそれに対して傾斜する可能性を有して取り付けられる回転子13の支持部分を使用し、入口孔6と出口孔7を通過する平面において回転子の支持部分13と作動部分2の回転軸の相互傾斜がシヌソイドの法則に従って強制チャンバー10の容量の周期的な変化を提供する。
The preferred embodiment of the present invention (FIG. 4) uses a support portion of a
可変容量の搬送孔の容量の変化のシヌソイドの法則は、出口孔と入口孔に接続される前記孔の全体容量を周期的に変えることにより回転子滑動羽根装置の搬送の第2の運動学的不均一さを生じる(図4)。搬送の前記不均一さは2つのタイプの出口孔での搬送の鋭い急激な変化を有している(図11の曲線25)。第1のタイプ<<a>>のジャンプは搬送孔が出口孔と合流する瞬間に出口孔で起こる。第2のタイプ<<b>>のジャンプは後方搬送孔が出口孔から分離する瞬間に出口孔で起こる。後方搬送孔の出口孔からの前記分離が出口孔と合流する搬送孔と同時に起こった場合、第2のタイプの搬送ジャンプは第1のタイプのジャンプと同時に起こり、結果として搬送の全体の大きさが増加する(図12の曲線26)。ポンプでは、前記ジャンプは搬送を増加させる。搬送の急激な増加の間の間隔<<c>>では、搬送は次第に減少する。
The sinusoidal law of change in the capacity of the variable capacity transport hole is that the second kinematics of the transport of the rotor sliding blade device by periodically changing the overall capacity of the hole connected to the outlet hole and the inlet hole. Inhomogeneity occurs (FIG. 4). The non-uniformity of the transport has sharp and sharp changes in the transport at the two types of exit holes (
図12は13枚の羽根を有する回転子滑動羽根ポンプの搬送の第2の運動学的不均一さの例を示しており、水力学的油に特有の40MPaの圧送圧力と0.001MPa−1の作動流体の圧縮率に対応して、回転子の支持部分の傾斜角度で、搬送孔の容量が7cm3、出口孔とそれに接続される回転子の孔とハウジングの迷路の容量の合計が32cm3に等しい。搬送孔の作動流体の質量のゼロ変化で、前記第2の運動学的不均一さは、第1及び第2のタイプの搬送のジャンプが同時に起こった時にポンプの搬送の約2%の大きさを有している。第1及び第2のタイプの搬送のジャンプが同時に起こらなかった場合、第2の運動学的不均一さは減少する(図11の曲線25)。第2のタイプのジャンプが第1のタイプのジャンプの間の中間に起こった場合。前記ジャンプの第2の運動学的な不均一さは約1%となる。
FIG. 12 shows an example of the second kinematic non-uniformity of the transport of a rotor sliding blade pump with 13 blades, with a pumping pressure of 40 MPa and 0.001 MPa −1 characteristic of hydraulic oil. Corresponding to the compression rate of the working fluid, the capacity of the conveying hole is 7 cm 3 at the inclination angle of the support portion of the rotor, and the total capacity of the outlet hole, the rotor hole connected thereto and the labyrinth of the housing is 32 cm. Equal to 3 . With zero change in the mass of the working fluid in the transfer hole, the second kinematic non-uniformity is about 2% of the pump transfer when the first and second types of transfer jumps occur simultaneously. have. If the first and second types of transport jumps do not occur simultaneously, the second kinematic non-uniformity is reduced (
ジャンプするダクトの容量がゼロに近い場合、すなわち、ゼロの入口容量の付加、例えば、絞りがポンプの出口のすぐ隣に配置された場合、前記32cm3の全体の出口容量では、両方の場合の前記運動学的不均一さは、相応じて、圧送圧力の1%(曲線27)又は0.2%(曲線28)の圧力変動に変換される(図13)。同一の条件では、減圧により生じる最初の圧力波動は11%を超える(曲線29)。そのため、それらの合流と減圧による動力損失の完全な消滅により搬送部分を出口孔に等しくする圧力を供給する圧力搬送孔の容量のシヌソイド変化は10〜50倍に圧力波動を減少させ、作動流体の流れの発生の均一性を向上させる。 If the capacity of the duct to jump is close to zero, i.e., the addition of inlet capacity of zero, for example, if the diaphragm is arranged immediately adjacent to the outlet of the pump, the total outlet capacity of the 32cm 3, both in the case of The kinematic non-uniformity is correspondingly converted to a pressure fluctuation of 1% (curve 27) or 0.2% (curve 28) of the pumping pressure (FIG. 13). Under the same conditions, the initial pressure wave caused by decompression exceeds 11% (curve 29). Therefore, the sinusoidal change in the capacity of the pressure conveying hole that supplies the pressure equalizing the conveying part to the outlet hole due to the complete disappearance of the power loss due to the merging and decompression of them reduces the pressure wave by 10 to 50 times, Improve the uniformity of flow generation.
圧送ダクトの容量が増加すると、搬送の運動学的不均一により生じた圧力波動は減少する(図14)。320cm3に等しい圧送ダクトの比較的小容量でさえ、圧力波動は1%(図13の曲線27)から0.2%(図14の曲線30)及び0.2%(図13の曲線28)から0.05%(図14の曲線31)に減少し、作動流体の流れを均一に生成する。圧送ダクトの容量の更なる増加では、流れの均一性が向上し、搬送の第2の不均一性により発生した圧力波動は無視できる値に減少される。
As the capacity of the pumping duct increases, the pressure wave caused by the kinematic inhomogeneity of the transport decreases (FIG. 14). Even with a relatively small capacity of the pumping duct equal to 320 cm 3 , the pressure waves range from 1% (
代償的な流れ
圧送ダクトの小容量で作動流体の生成した流れの均一性を改善するため、本発明は、代償的なダクトを介して、搬送孔の1つと出口孔の間の作動流体の少なくとも1つの代償的な流れを発生することにより、上述した搬送の第2の不均一性を補償する。
Compensatory flow In order to improve the uniformity of the generated flow of working fluid with a small capacity of the pumping duct, the present invention provides at least a working fluid between one of the transport holes and the outlet hole via the compensatory duct. By generating one compensatory flow, the second non-uniformity of transport described above is compensated.
第1のタイプの上述した搬送のジャンプを補償するため、本発明は、次の搬送孔の少なくとも1つの入口孔6からの分離後に現在の搬送孔9を出口孔7と合流させ、前記現在の搬送孔の出口孔との合流の瞬間に第1の代償的なダクト19を介して前記現在の孔に続く搬送孔と出口孔の間に作動流体の第1の代償的な流れを作り出す(図15)。
In order to compensate for the above-mentioned transport jump of the first type, the present invention merges the
搬送孔の出口孔との同時合流による代償的な流れの発生は、例えば、滑り弁選択装置又はソレノイドバルブを使用し、他の搬送孔の出口孔との合流の瞬間に対応して回転子の回転φcompensの一定角度で代償的なダクトを搬送孔に接続させて実現される。 Compensation of the flow due to simultaneous merging with the outlet hole of the conveying hole, for example, using a slip valve selection device or a solenoid valve, the rotor of the rotor corresponding to the moment of merging with the outlet hole of the other conveying hole. This is realized by connecting a compensatory duct to the transport hole at a fixed angle of rotation φcompens.
図16は、代償的な流れがない場合(曲線32a〜32d)と、出口孔と最も近い搬送孔(曲線33a〜33d)の間の代償的な流れの場合の搬送孔の角運動における、代償的な流れの割合DRi(φ)(図16a)、搬送孔DMi(φ)の質量の変化(図16b)、搬送孔の容量Vi(φ)(図16c)及び搬送部分の圧力Pi(φ)(図16d)の依存関係を示している。 FIG. 16 shows the compensation in the angular motion of the transport holes in the absence of compensatory flow (curves 32a-32d) and in the case of compensatory flow between the exit holes and the closest transport holes (curves 33a-33d). Flow ratio DRi (φ) (FIG. 16a), change in mass of transport hole DMi (φ) (FIG. 16b), capacity Vi (φ) of transport hole (FIG. 16c), and pressure Pi (φ) of the transport portion FIG. 16d shows the dependency relationship.
この場合、代償的なダクトの端部間の圧力差は、出口孔の可変容量の孔から出口孔への搬送の第1のタイプのジャンプと同時に徐々に変化し、代償的なダクトを介して出口孔から作動流体の代償的な流れの割合の対応するジャンプを引き起こす(曲線33a)。
In this case, the pressure difference between the ends of the compensatory duct gradually changes at the same time as the first type of jump from the variable capacity hole of the outlet hole to the outlet hole, and through the compensatory duct. Cause a corresponding jump in the proportion of compensatory flow of working fluid from the outlet hole (
代償的なダクトの水力学的抵抗は、出口孔からの代償的な流れの割合のジャンプ及び第1のタイプの搬送の前記ジャンプがお互いに等しく且つ補償するように選択される。搬送の第2の運動学的な不均一さの値は回転子の回転速度に比例する。そのため、回転子の回転速度が増加されると、代償的なダクトの水力学的抵抗が増加され、逆もまた同じである。回転子滑動羽根装置の移動の変化により搬送孔の容量の変化の全体の大きさが変化された場合、移動の増加により代償的なダクトの水力学的抵抗が増加され、逆もまた同じである。出口圧力と入口圧力の差dPの変化により搬送孔が出口孔及び出口孔から分離される角度の最大限の範囲が変更された場合、dPの増加により代償的なダクトの水力学的抵抗が増加され、逆もまた同じである。 The hydraulic resistance of the compensatory duct is selected such that the compensatory flow rate jump from the outlet hole and the jump of the first type of transport are equal and compensate for each other. The second kinematic non-uniformity value of the transfer is proportional to the rotational speed of the rotor. Thus, increasing the rotational speed of the rotor increases the hydraulic resistance of the compensatory duct and vice versa. If the overall magnitude of the change in capacity of the transfer hole is changed due to the change in movement of the rotor sliding blade device, the increase in movement will increase the hydraulic resistance of the compensatory duct and vice versa. . When the maximum range of the angle at which the transport hole is separated from the outlet hole and the outlet hole is changed due to the change of the difference between the outlet pressure and the inlet pressure dP, the increase in dP increases the hydraulic resistance of the compensatory duct. And vice versa.
同様に第2のタイプの搬送のジャンプを補償することも可能である。この目的のため、現在の後方搬送孔が出口孔から分離する瞬間に、第2の代償的なダクトを介して前記次の搬送孔の1つと出口孔との間に作動流体の第2の代償的な流れが生じる。 Similarly, it is possible to compensate for jumps in the second type of transport. For this purpose, at the moment when the current rear conveying hole separates from the outlet hole, a second compensation for working fluid is provided between one of the subsequent conveying holes and the outlet hole via a second compensatory duct. Flow will occur.
出口孔と搬送孔の間の代償的な流れの発生により搬送孔の作動流体の質量を変化させ、代償的なダクトの端部間の圧力差を急速に増加させると共に(曲線33d)、及び代償的な流れの割合を増加させる(曲線33a)。最初の変化に比べた搬送孔の流体の質量の増加(図16の曲線32bから曲線33bへの移動)は、同一のPoutを達成するため(図16の代償的な流れのない曲線32d及び代償的な流れのある曲線33dを参照)最初のAtotalと比べてA’totalを増加させる必要性に導く(図16の曲線32cから曲線33cへの移動)。代償的な流れの割合の低下の特性(曲線33aは搬送孔への流れの割合を示し、図17の曲線34は出口孔からの流体割合であり、それらは値が等しく、軌跡が反対である。)と、ジャンプ間の間隔の搬送の第2の不均一さの低下の特性(図17の曲線35)との間の差は搬送の残りの運動学的不均一さのレベルを決定する。第1のタイプと第2のタイプの搬送のジャンプが同時に起こるように形成される上述したポンプの例では、3000rpmの回転子の回転速度と0.5MPasec/cm3の代償的なダクトの水力学的抵抗で、出口孔とそれに最も近い搬送孔との間の代償的な流れの発生は2%(曲線35)から0.3%(曲線36)に搬送の運動学的不均一さのレベルを減少させる。上述した出口ダクトのゼロ容量の例のためでさえ圧力の振動レベルは1%(曲線27)から発生した作動流体の流れがほぼ完全に均一とみなされる0.1%(図18の曲線37)に減少される。
The creation of a compensatory flow between the outlet hole and the transport hole changes the mass of the working fluid in the transport hole, rapidly increasing the pressure difference between the ends of the compensatory duct (
搬送の残りの運動学的不均一さのより一層の抑制のため、本発明は、少なくとも2つの次の搬送孔(図19)の入口孔からの分離後に現在の搬送孔を出口孔と合流させ、作動流体の代償的な流れは、代償的なダクト19を介して、次の搬送孔の第2のもの又はそれに続くものと出口孔と間で発生し、選択された水力学的抵抗を有する経路によって出口孔7から分離された選択された容量の代償的な孔20を備えている。図20は、代償的な流れのない場合(曲線39a〜39e)と代償的な流れの場合(曲線40a〜40e)の搬送孔の角運動における、前記代償的な孔から搬送孔への代償的な流量割合DRi(φ)の依存関係(図20a)、出口孔7から代償的な孔20への代償的な流れ割合DRac(φ)の依存関係(図20b)、搬送孔の質量の変化DMi(φ)(図20c)、搬送孔の容量Vi(φ)(図20d)及び搬送孔の圧力Pi(φ)(図20e)を示している。代償的な流れの低下のより直線的な特性(曲線40b)が第2の不均一な搬送の低下の特性(図17の曲線35)を多く再生させると、第2の運動学的不均一な搬送のより良い完全な補償がこの場合に可能であることが分かる。
In order to further reduce the remaining kinematic non-uniformity of the transfer, the present invention allows the current transfer hole to merge with the exit hole after separation from the inlet hole of at least two subsequent transfer holes (FIG. 19). A compensatory flow of working fluid occurs between the second or subsequent of the next transport hole and the exit hole via the
代償的な孔の容量が高くなると、残りの代償的でない不均一さのレベルが低くなるが、全体の大きさAtotalが低くなり、前記代償的な孔の現在の搬送孔との合流で作動流体の減圧の影響(曲線40aの代償的な流れのジャンプ及び曲線40eの圧力ジャンプを参照)及び代償的なダクトの水力学的抵抗の損失により発生する消散的な動力損失のレベルは高くなる。代償的な孔Vacの容量を含む代償的なダクトの容量は消散的な動力損失のレベルと特定の適用のための搬送の残りの代償的でない運動学的不均一さのレベルとの間の最適な割合に基づいて選択される。設定された容量での代償的なダクトの抵抗は上述したように選択される。
As the compensatory hole volume increases, the level of remaining non-compensatory non-uniformity decreases, but the overall size Atotal decreases and the working fluid merges with the current transfer hole of the compensatory hole. The level of dissipative power loss caused by the effects of depressurization (see compensatory flow jump in
上述したポンプの例では、297cm3の容量で0.05755MPa・sec/cm3の水力学的抵抗のそのような方法の適用は出口圧力の振動を0.001%程度の値に減少させ、すなわち、出口ダクトのゼロ容量の上述した状態ためでさえ流れを完全に均一にする。 In the example of the pump described above, application of such a method with a hydraulic resistance of 0.05755 MPa · sec / cm 3 at a capacity of 297 cm 3 reduces the oscillation of the outlet pressure to a value of around 0.001%, ie Even with the above-mentioned condition of zero capacity of the outlet duct, the flow is completely uniform.
装置
作動流体の波立たない流れを発生させる前記方法を実施するに提供される装置は、入口24及び出口25を有するハウジング1を備えており(図21〜23、図29〜34)、該ハウジングは前方搬送リミッター5及びその上の後方搬送リミッター22を有する作動カバープレート21を備えている。装置はまた、回転子の作動部分2に形成される羽根チャンバー3を有する回転子と、回転子の作動表面に形成され、ハウジングに取り付けられる羽根駆動機構に運動学的に接続される羽根4を含む羽根チャンバー3に接続される環状溝23とを備えている。回転子はまた、可変容量の強制チャンバー10を含んでいる。ハウジングの作動カバープレート21は回転子2の作動部分の作動表面と滑動絶縁接触し、環状溝23に作動チャンバーを形成する。後方搬送リミッター22と滑動絶縁接触する後方搬送絶縁回転子手段と前方搬送リミッター5と滑動絶縁接触する羽根を含む前方搬送絶縁回転子手段はお互いから分離し、入口24に水力学的に接続される入口孔6と、出口25及び少なくとも1つの搬送孔9に水力学的に接続される出口孔7になる。各搬送孔9は内部羽根孔8により形成され、環状溝23、前方搬送リミッター5及び2つの隣接する羽根4、及びこの内部羽根孔8に接続される少なくとも1つの強制チャンバー10の表面に結合される。前記搬送孔9のそれぞれは回転子の回転角度の個々の範囲に一致し、前記搬送孔9は入口孔6及び出口孔78から分離される。搬送孔に閉じ込められる作動流体は作動流体の搬送部分を形成する。作動流体の波立たない流れを発生させる前記方法を実施するため、装置は、それが入口孔に接続される回転子の回転角度で強制チャンバー10の容量と、それが出口孔に接続される回転子の別の回転角度で同一の強制チャンバーの容量との間の割合を変える可能性を有して形成された容量の変更手段を備えている。
Apparatus An apparatus provided for carrying out the above method for generating an undulating flow of working fluid comprises a
本発明は、ポンプ又は水力モータ、及び流体力学の伝動の圧送モータユニットとしての使用に適している装置の実施の形態である。幾つかの実施の形態では、ハウジングは集合ラックに固定され、回転子はハウジング及び集合ラックに対して回転する。他の実施の形態では、回転子はそれに対して回転するハウジングを有する集合ラックに固定可能である。例えば、装置が流体力学の伝動ユニットである場合に、回転子及び集合ラックに対して回転するハウジングを有する別の可能性のある実施の形態もある。いかなる場合でも、回転子又は回転子ユニットは表面エレメントに環状溝を有し、回転子の回転の度に回転子に対して循環動作をし、環状溝へのそれらの突出範囲を変える羽根を含んでいるユニットを意味する。ハウジング又は固定子ユニットは、入口及び出口の位置が回転子及びハウジングの相互回転で変化しないものに対するユニットを意味する。 The present invention is an embodiment of an apparatus suitable for use as a pump or hydraulic motor and a hydrodynamic transmission pumping motor unit. In some embodiments, the housing is fixed to the collective rack and the rotor rotates relative to the housing and the collective rack. In other embodiments, the rotor can be secured to a collective rack having a housing that rotates relative thereto. For example, if the device is a hydrodynamic transmission unit, there is another possible embodiment with a housing that rotates relative to the rotor and the collecting rack. In any case, the rotor or rotor unit has an annular groove in the surface element and includes vanes that circulate with the rotor each time the rotor rotates and change their extent of projection into the annular groove. It means a unit that is out. By housing or stator unit is meant a unit for which the inlet and outlet positions do not change with the mutual rotation of the rotor and housing.
搬送孔の角運動の前記範囲内での強制チャンバーの容量を変える可能性のある容量の可変手段は、例えば(図3)、ハウジング1に取り付けられる形式で、可変容量の強制チャンバー10の可動壁11と滑動接触するカム機構12を形成可能である。
The capacity variable means that may change the capacity of the forced chamber within the above range of the angular movement of the transport hole is, for example (FIG. 3), attached to the
回転子の支持部分を有する装置
搬送孔の容量の前記シヌソイド変更方法を実行するため、本発明の好適な実施の形態(図4)は回転子エレメントの組立てにより回転子2の作動部分に運動学的に接続される回転子13の支持部分を供給し、軸方向に動かすと共にそれに対して傾斜する可能性を有して回転子の作動部分と同時に回転するような可変容量の作動部分を備えている。回転子2の作動部分に対する回転子13の支持部分の前記動作により強制チャンバー10の容量を変更させる。この実施の形態の容量の変更手段は回転子2の作動部分の回転軸に対する回転子の支持部分の回転軸の傾斜手段を備えている。回転子の作動部分の回転軸及び入口孔及び出口孔を通る平面に位置する角度γ(図4)での回転子の作動部分に対する回転子の支持部分の回転軸の傾斜は回転子の回転において強制チャンバー10の容量のシヌソイド変化を発生させる。容量の変化の大きさは前記回転軸の相互傾斜角度のタンジェントに比例する。
An apparatus having a support part of a rotor In order to carry out the method of changing the sinusoid of the capacity of a transport hole, a preferred embodiment of the present invention (FIG. 4) is based on the kinematics of the working part of the
強制チャンバーの容量の変化を調整するため、前記傾斜手段は回転子の支持部分に運動学的に接続される移動エレメントを備える傾斜角度変更器を備えており、前記エレメントの移動により回転子の作動部分の回転軸に対する回転子の支持部分の回転軸の傾斜角度が変更されるようになっている。 In order to adjust the change of the capacity of the forced chamber, the tilting means comprises a tilt angle changer comprising a moving element kinematically connected to the support part of the rotor, and the movement of the rotor by the movement of the element The inclination angle of the rotating shaft of the support portion of the rotor with respect to the rotating shaft of the portion is changed.
回転子の低回転速度での容積効率の見地から好適な本発明の実施の形態は、回転子13の支持部分の回転軸の傾斜手段がそれに取り付けられる回転子13の作動部分を有するロータリースラスト軸受26を備えている場合に(図21)与えられる。ロータリースラスト軸受は、例えば、ころがり軸受の形式で形成される。
The preferred embodiment of the present invention from the viewpoint of volumetric efficiency at a low rotational speed of the rotor is a rotary thrust bearing having an operating portion of the
搬送孔の容量の変化の全体の大きさを調整するため、この場合の発明は、傾斜の可能性を有して、すなわち、回転子の作動部分の回転軸及び前方及び後方搬送リミッターを通る直線に平行な軸の周りのハウジングの作動カバープレート21に対する回転する可能性を有して取り付けられるロータリースラスト軸受26のハウジングキャリアー27を備えている。傾斜角度変更器はロータリースラスト軸受26のハウジングキャリアー27に運動学的に接続される作動水力シリンダー15のピストン14の形式の移動エレメントを備えており、水力シリンダー15に対するピストン14の移動が前記軸の周りにキャリアー27を回転させ、回転子2の作動部分の回転軸に対する回転子13の支持部分の回転軸の傾斜角度を変化させるようになっている。
In order to adjust the overall magnitude of the change in the capacity of the transport hole, the invention in this case has the possibility of tilting, i.e. a straight line passing through the rotating shaft of the working part of the rotor and the front and rear transport limiters The
回転子の作動部分の回転軸に対する回転軸の傾斜による回転子の支持部分の摩損を減少させるため、強制チャンバーは、回転子13の支持部右分の平坦な表面と滑動接触する平坦な表面と、強制チャンバー10の可動壁の凸球面と滑動接触する凹球面とを有する滑動エレメント29として形成されるロードベアリング接合エレメントを介して回転子の支持部分に運動学的に接続される。
In order to reduce wear of the support part of the rotor due to the inclination of the rotation axis with respect to the rotation axis of the working part of the rotor, the forcing chamber has a flat surface in sliding contact with the flat surface of the right part of the support part of the
摩擦損失の減少及び回転子の高回転速度でのキャビテーション傾向の克服の視点から好適な本発明の実施の形態は(図22)、回転子13の支持部分と滑動絶縁接触するハウジングの支持カバープレート30を備える回転子の支持部分の回転軸の傾斜手段を備えている。支持カバープレート30には作動カバープレート21の前方搬送リミッター及び後方搬送リミッター22に反対の絶縁障壁59(図32)が形成される。摩擦損失を減少させるため、ハウジングの支持カバープレート30と回転子13の支持部分の間に絶縁手段が設けられる支持孔32が形成されている。この場合、各搬送孔9は少なくとも1つの支持孔32に接続されている。支持孔32は回転子13の支持部分の水力学的バランスを向上させ、摩擦損失を減少させる。
A preferred embodiment of the present invention from the viewpoint of reducing friction loss and overcoming cavitation tendency at high rotational speed of the rotor (FIG. 22) is a support cover plate of the housing that is in sliding insulation contact with the support portion of the
本発明はハウジングの支持カバープレートを備える作動流体の波立たない流れを発生させる装置の2タイプの構造を供給する。 The present invention provides two types of structures for the apparatus for generating an undulating flow of working fluid comprising a support cover plate of the housing.
装置の第1のタイプの構造は、ハウジングの連結エレメントにより連結されたハウジングの作動カバープレート21と支持カバープレート30の間に配置された回転子を有する回転子水力学装置の伝統的な構成に対応している。連結エレメントは伝統的にその内部に配置される回転子を有する中空体として形成可能である。それを通過するハウジングの連結エレメントを有する回転子の貫通開口を備えた実施の形態がある。
The structure of the first type of device is in the traditional configuration of a rotor hydrodynamic device having a rotor arranged between the housing operating
第2のタイプの構造に対応する装置では(図23a,b,c)、ハウジングの支持カバープレート30及びハウジングの作動カバープレート21は回転子の作動部分2と支持部分13の間に配置されるハウジングの操作ユニット33を形成して結合されている。ハウジングの操作ユニットは必要不可欠な部分として形成可能である。そのような実施の形態では、作動カバープレートの役割は回転子の作動部分の作動表面と滑動絶縁接触する操作ユニットの表面により実行され、支持カバープレートの機能は回転子の支持部分の支持表面と滑動絶縁接触する操作ユニットの反対表面により実行される。第2のタイプの構造では、本発明は回転子の作動部分2及び支持部分13を接続するために使用される回転子エレメントの前記組立ては回転子結合エレメント34を備えている。第1の実施の形態では、ハウジングの操作ユニット33は回転子連結エレメント34が通過する貫通開口を有している。第2の実施の形態では、回転子連結エレメントは、シャフトのような軸受エレメントに取り付けられるハウジングの操作ユニットの外部に形成され、回転子の作動部分又は支持部分の貫通開口を介して通過する。強制チャンバー10は回転子の作動部分側と回転子の支持部分側の両側に配置可能である。装置は支持孔32の内部羽根孔8への接続のために形勢される溝を有している。これらの溝は連結エレメント34に形成可能である。好適な実施の形態はハウジングの操作ユニット33に溝89を形成するために与えられ、前方搬送リミッター5の溝を含んでいる。溝89を搬送孔9と合流する時の流体の減圧損失を防止するため、溝89は溝89の容量が搬送孔9の容量の無視できる部分を形成するように形成される。
In the device corresponding to the second type of construction (FIGS. 23a, b, c), the housing
図22,23の装置では、前記支持孔は回転子13の支持部分に形成され、絶縁障壁31により分離されている。特定の実施の形態では、回転子の支持部分は回転子の作動部分と同様に形成され、すなわち、環状溝及び羽根チャンバーに配置され、環状溝を閉塞し、それを個々の内部羽根孔に分割し、水力学的に釣り合う見地から支持孔と同等の羽根をも備えている。この場合、作動カバープレートの前方及び後方搬送リミッターの反対の支持カバープレートの前記絶縁障壁は前方及び後方搬送リミッターとして形成され、環状溝には回転子の支持部分とハウジングの支持カバープレートの間に第2の作動チャンバーが形成されている。そのような実施の形態では、提供された発明は、回転子の2つの前記部分のいずれかを作動部分と考え、相応じて、他は支持部分であると考えられる。
22 and 23, the support hole is formed in the support portion of the
本発明はまた、支持孔32が支持カバープレート30に形成されるような実施の形態(図25)をも供給する。
The present invention also provides an embodiment (FIG. 25) in which the support holes 32 are formed in the
ハウジングの支持カバープレートに沿って滑動する回転子の支持部分を有する装置と、支持孔の実施の形態の変形の前記両タイプの構造は、2005年4月26日のロシア国出願2005113098の「回転子滑動装置」において詳細に説明されている。 Both the structure with the support part of the rotor sliding along the support cover plate of the housing and the above-mentioned type of modification of the embodiment of the support hole are described in the "Rotation" of Russian application 200511013098 of 26 April 2005. This is described in detail in “Sliding Device”.
たとえ、上述した2つのタイプの構造のいずれかがハウジングの支持カバープレートを含む装置で実施されたとしても、本発明は搬送孔の容量の変化の全体の大きさを調整する。この目的のため、ハウジングの支持カバープレート30(図24)は、前方及び後方搬送リミッターを通る直線に平行な、軸36の周りのハウジングの作動カバープレート21に対する回転の可能性を有して取り付けられている。傾斜変更器は、支持カバープレート30に運動学的に接続される移動エレメント28を備え、前記エレメント28の移動により前記軸周りに支持カバープレート30を回転させ、回転子の作動部分の回転軸に対して回転子の支持部分の回転軸の傾斜角度を変化させるようになっている。
Even if either of the two types of structures described above is implemented in an apparatus that includes a support cover plate for the housing, the present invention adjusts the overall magnitude of the change in the capacity of the transport holes. For this purpose, the housing support cover plate 30 (FIG. 24) is mounted with the possibility of rotation relative to the
全体の大きさの調整方法を実行するための装置の実施の形態
前記全体の大きさの調整方法を実行するためには、傾斜角度変更器は作動流体の流れのパラメータを前記移動エレメントの移動に変換することを含んでいる。
Embodiments of an apparatus for carrying out the overall size adjustment method In order to carry out the overall size adjustment method, the tilt angle changer changes the flow parameter of the working fluid into the movement of the moving element. Includes converting.
出口圧力と入口圧力との差により前記容量の変化の上述した全体の大きさの調整方法を実行するため、回転子の支持部分の回転軸の傾斜角度の前記変更器は、前記エレメントの移動により回転子の支持部分の回転軸の傾斜角度を変更する可能性を有して回転子の支持部分に運動学的に接続される移動エレメントの移動への入口孔と出口孔の間の圧力差の変換器を備えている。前記変換器は、例えば、圧力センサ及び電気駆動源を使用して、又は較正されたスプリング及び(入口圧力の下、水力モータのための)ポンプの出口圧力の下、作動流体により充填される水力シリンダーのピストンを使用して、形成される。 In order to carry out the above-described method for adjusting the overall magnitude of the change in the capacity due to the difference between the outlet pressure and the inlet pressure, the changer of the tilt angle of the rotation shaft of the support portion of the rotor is caused by the movement of the element. The pressure difference between the inlet hole and the outlet hole to the movement of the moving element kinematically connected to the support part of the rotor with the possibility of changing the tilt angle of the axis of rotation of the support part of the rotor It has a converter. The transducer can be filled with hydraulic fluid, for example, using a pressure sensor and an electric drive source or under a calibrated spring and pump outlet pressure (under inlet pressure, for hydraulic motors). Formed using a cylinder piston.
基準圧力と基準角度での搬送孔の圧力との差により搬送孔の容量の変化の全体の大きさの前記調整方法を実行するため、本発明は、前記エレメントの移動により回転子の支持部分の回転軸の傾斜角度を変更する可能性を有して回転子の支持部分に運動学的に接続される移動エレメントの移動への基準圧力と基準角度での現在の搬送孔の圧力との差の変換器を備えた前記傾斜角度変更器を提供する。基準圧力は入口圧力と出口圧力の間の選択された値に等しく、基準角度は入口孔から前記現在の移動孔の分離角度から前記現在の搬送孔の出口孔との合流角度への範囲内に選択される。 In order to carry out the adjustment method of the overall magnitude of the change in the capacity of the transport hole due to the difference between the reference pressure and the pressure of the transport hole at the reference angle, the present invention provides the support portion of the rotor by moving the element. The difference between the reference pressure for the movement of the moving element kinematically connected to the support part of the rotor with the possibility of changing the tilt angle of the rotary shaft and the pressure of the current conveying hole at the reference angle The tilt angle changer including the converter is provided. The reference pressure is equal to a selected value between the inlet pressure and the outlet pressure, and the reference angle is in the range from the inlet hole separation angle of the current transfer hole to the merging angle of the current transfer hole with the outlet hole. Selected.
前記変換器は圧力センサ及び電気駆動源を使用して形成される。好適な実施の形態では、前記変換器は水力アクチュエータ、例えば、制御弁を介して搬送孔への水力学的接続の可能性を有して作られ、(入口孔への水力モータのため)出口孔へ水力学的に接続される複動式の水力シリンダーとして形成される。本発明の一実施の形態では(図6)、水力アクチュエータは制御弁18に接続される第1の孔16と出口孔7に接続される第2の孔を有する差動の複動式の水力シリンダー15として形成される。制御弁18は電気駆動源、例えば、ソレノイドと、前記基準角度に等しい回転子の回転角度に一致する瞬間に制御弁18の開口部を与える電気制御システムを備えている。各搬送孔のために特定される瞬間に開閉可能な制御弁として電気制御でのソレノイドバルブの使用は漏れの割合によりシフト角度の最大のフレキシビリティを提供する。しかし、そのようなバルブは回転子の1回転の間に何回も開閉し、そのようなバルブの動作速度は回転子の高速回転でシフト角度の調整の可能性を制限するだろう。
The transducer is formed using a pressure sensor and an electrical drive source. In a preferred embodiment, the transducer is made with the possibility of a hydraulic connection to the transfer hole via a hydraulic actuator, for example a control valve, and an outlet (for a hydraulic motor to the inlet hole). Formed as a double-acting hydraulic cylinder that is hydraulically connected to the bore. In one embodiment of the present invention (FIG. 6), the hydraulic actuator has a differential double-acting hydraulic power having a
本発明の別の実施の形態では(図25)、前記制御弁は、差動の複動式水力シリンダー15の第1の孔16に水力学的に接続される装置の回転子ユニットの第1の表面の滑り弁38の固定子窓と、装置の回転子ユニットの第2の表面の滑り弁39の回転子窓とを有する制御の滑り弁セレクターとして作られ、各搬送孔は滑り弁の1つの回転子窓に水力学的に接続されるようになっている。前記第1及び第2の面は、滑り弁の各回転子の窓の滑り弁の固定子窓への水力学的接続の可能性を有してお互いに滑動絶縁接触する。この場合の
差動の複動式水力シリンダーの第1の孔への搬送孔の接続は、対応する回転子窓が滑り弁セレクターの固定子窓と一致する時に起こる。この場合のシフト角度は回転子ユニット及び固定子ユニットの滑り弁窓の相互位置により設定される。回転子の高速回転でシフト角度を調整するため、本発明は、各回転子滑り弁窓39の滑り弁38の固定子窓への水力学的接続の可能性を有して形成される装置の固定子ユニットの第1の表面の固定子滑り弁窓38の組み立てでの制御滑り弁セレクターの使用を供給する。滑り弁38の各固定子窓は差動の複動式水力シリンダー15の第1の孔16に水力学的に接続される固定子窓のセレクタースイッチ40に水力学的に接続される。回転子の回転速度、作動流体の粘度及び搬送孔からの漏れ割合に影響を与える他の特性により、固定子の滑り弁窓の1つが選択され、セレクタースイッチ40を介して水力シリンダー15の第1の孔16に水力学的に接続される。それにより、1セットのシフト角度から1つのシフト角度が選択される。セレクターは、例えば、ソレノイド分配バルブとして形成されることができる。図25に示された装置では、回転子滑り弁窓39は、固定子滑り弁窓38と、ハウジングの支持カバープレート30にこの場合に形成される支持孔32との両方に接続される。
In another embodiment of the present invention (FIG. 25), the control valve is the first of the rotor unit of the device that is hydraulically connected to the
出口圧力の振動の大きさ及び位相により搬送孔の容量の変換の全体の大きさの前記調整方法を実行するため、本発明は、前記エレメントの移動で回転子の支持部分の回転軸の傾斜角度を変更する可能性を有して回転子の支持部分に運動学的に接続される移動エレメントの移動への出口圧力の振動の大きさ及び位相の変換器を備えた傾斜角度変更器を有する実施の形態を提供する。前記変換器は、例えば、圧力振動センサ、位相検出器及び電気駆動源を使用して形成される。「提案の発明の一実施の形態の装置及び動作の詳細な説明」の部分は2段階で形成される前記変換器を有し、お互いに電気的に接続される2つの変換器を備えた実施の形態をさらに説明する。第1は、各搬送孔のため基準角度を決定するシフト角度への出口圧力の振動の大きさ及び位相の変換器であり、第2は、基準圧力と基準角度での搬送孔の圧力との差の上述した移動エレメントへ移動させる変換器である。 In order to carry out the adjustment method of the overall size of the transfer hole capacity conversion according to the magnitude and phase of the vibration of the outlet pressure, the present invention provides an inclination angle of the rotation shaft of the support portion of the rotor by the movement of the element. Implementation with a tilt angle changer with a magnitude and phase converter of the oscillation of the outlet pressure to the movement of the moving element kinematically connected to the support part of the rotor with the possibility of changing Provide the form. The transducer is formed using, for example, a pressure vibration sensor, a phase detector and an electric drive source. "Detailed description of the apparatus and operation of an embodiment of the proposed invention" part has the converter formed in two stages, implementation with two converters electrically connected to each other This form will be further described. The first is a magnitude and phase converter for the oscillation of the outlet pressure to a shift angle that determines the reference angle for each transport hole, and the second is between the reference pressure and the pressure of the transport hole at the reference angle. It is a transducer that moves to the above-mentioned moving element of the difference.
移動、すなわち、回転子の1回転当りの入口から出口への装置により移動される作動流体の容量を調整するため、及び移動の変更で全体の大きさを変更するため、本発明は、軸方向に移動可能に作られ、環状溝への前方搬送リミッターの突出程度の変更器工を備えた前方搬送リミッターを提供し、回転子の支持部分の回転軸の傾斜手段は、前方搬送リミッターの軸方向の位置が変更される時に回転子の支持部分の回転軸の傾斜角度を変更する可能性を有して形成される。 In order to adjust the volume of the working fluid moved by the movement, i.e. the device from inlet to outlet per revolution of the rotor, and to change the overall size by changing the movement, the present invention Providing a forward transport limiter that is made movably to the annular groove and has a mechanism for changing the forward transport limiter into the annular groove, the tilting means of the rotating shaft of the support portion of the rotor is in the axial direction of the forward transport limiter Is formed with the possibility of changing the tilt angle of the rotation axis of the support portion of the rotor when the position of the rotor is changed.
補償ダクトを有する装置
搬送孔と出口孔の間の作動流体の代償的な流れを作る手段による搬送の第2の運動学的な不均一さを補償する前記方法を実行するため、本発明は、少なくとも2つの搬送孔が同時に入口孔及び出口孔から分離可能なように前方搬送リミッターと滑動絶縁接触する羽根が作られ、出口孔が補償スロットルを備えた補償ダクトを介して搬送孔への水力学的接続の可能性を有して形成される補償バルブに水力学的に接続される。
Apparatus with a compensation duct In order to carry out the method of compensating for the second kinematic non-uniformity of the transfer by means of creating a compensatory flow of working fluid between the transfer hole and the outlet hole, the present invention comprises: The blades are made in sliding insulating contact with the forward transport limiter so that at least two transport holes can be separated from the inlet and outlet holes at the same time, and the outlet holes are hydraulically connected to the transport holes via a compensation duct with a compensating throttle. Hydraulically connected to a compensating valve that is formed with the possibility of mechanical connection.
補償バルブは、例えば、回転子の回転角度のセンサに電気的に接続されるソレノイドバルブとして形成される。本発明の好適な実施の形態は(図15)、前方搬送リミッター5の分配経路41及び羽根4により形成される滑り弁セレクターとして形成される前記補償バルブを供給する。回転子の回転では、羽根は現在の搬送孔に接続される分配経路41を遮断し、この次の搬送孔と出口孔の間に代償的な流れを生成する次の搬送孔にそれを接続する。ハウジングの支持カバープレートを有する説明した実施の形態では、滑り弁セレクターが回転子の支持部分で支持孔に接続される可能性を有してハウジングの支持カバープレートに形成される分配経路と、回転子の支持部分に形成され、回転子の回転により分配経路を遮断する可能性を有してハウジングの支持カバープレートと滑動絶縁接触する支持孔の絶縁手段とにより形成可能である。
The compensation valve is formed, for example, as a solenoid valve that is electrically connected to a sensor for the rotation angle of the rotor. A preferred embodiment of the present invention (FIG. 15) provides the compensation valve formed as a slip valve selector formed by the
補償ダクトの水力学的抵抗を調整するため、スロットル42はその水力学的抵抗Xの変更手段を与えられる。搬送の第2の運動学的な不均一さの補償の正確性を改善する前記方法を実行するため、本発明は、前記補償スロットル42の少なくとも1つにより出口孔7から分離された少なくとも1つの補償孔20を備えた前記補償ダクトを備えている(図19)。補償孔20はその容量の変更手段を有することができる。
In order to adjust the hydraulic resistance of the compensation duct, the
全体の角度調整方法の実施のための装置の実施の形態
上述した全体の角度調整φtotalの方法を実行するため、本発明の装置は、搬送孔への水力学的接続の可能性を有して形成され、全体の角度調整バルブを備えた少なくとも1つのバイパス経路か、全体角度を変更する可能性を有して回転子に取り付けられる羽根のいずれかを備えた全体角度調整手段を備えている。以下において、上述した全体角度調整方法の両方の変形を実行するための全体角度調整手段の実施の形態を説明する。
Embodiment of the device for the implementation of the overall angle adjustment method In order to carry out the overall angle adjustment φ total method described above, the device of the present invention has the possibility of a hydraulic connection to the transport hole And a global angle adjustment means comprising either at least one bypass path with an overall angle adjustment valve or a vane attached to the rotor with the possibility of changing the overall angle . In the following, an embodiment of an overall angle adjusting means for executing both modifications of the above-described overall angle adjusting method will be described.
搬送孔の出口孔φmerg.との合流角度を変更することによる前記全体角度調整方法を実行するため、全体角度調整バルブは出口孔に水力学的に接続される可能性を有して形成される。φmerg.を調整するため、本発明は前記バルブの2つの実施の形態を供給する。第1の実施の形態では(図26)、全体角度調整バルブ43は固定子ユニットの前方制限バイパス経路44に形成され、経路44の一端部は出口孔7に連通し、経路44の他端部は搬送孔9に接続される可能性を有して前方搬送領域に入る。バルブ43は、経路44の両端部の間における圧力低下のサインが変更された時に経路44を開放する可能性を有して形成される。φmerg.の調整の第2の変形では、全体角度調整バルブが回転子に形成される。本発明の好適な実施の形態は全体角度調整バルブの移動可能なエレメントとして羽根を使用する。この場合には、これらの各羽根は、この羽根により分離された2つの搬送孔の間の圧力低下のサインが変更された時に羽根が搬送孔を開放して移動され、圧力が出口孔の圧力を超えるように形成される。図4は、羽根チャンバー3に取り付けられる軸方向に移動可能な羽根を有する回転子の断面を示し、軸方向のバックラッシュの可能性を有して羽根駆動機構に接続される。前方搬送リミッター5に沿って滑動する羽根密閉材45を自己密封するため、密閉材45の反対側の羽根の側から羽根チャンバー3に配置される孔は前記羽根の前方で経路46を介して搬送孔9に接続され、それはそれからの流れを圧送孔に置き換える(水力モータでは前記孔は羽根の後の搬送孔に接続される)。出口孔7から羽根によって分離された羽根4の後の搬送孔9の圧力は出口孔の圧力以下であり、羽根4の反対面に作用する力は密閉面45に作用する力を超え、羽根4は前方搬送リミッター5に加圧される。羽根の後の搬送孔9の圧力が出口孔7の圧力を超えると直ぐに、羽根4は前方搬送リミッター5から押し込まれ、前記搬送孔を開放する。図23a,b,cは羽根チャンバーに取り付けられると共に、圧力低下のサインが変更された時に羽根4の弾性エレメント47を曲げる可能性を有して形成される軸方向に回転する羽根を有する回転子の断面を示している。羽根4の後の搬送孔9の圧力、すなわち、羽根によりポンプの出口孔から分離される羽根の圧力は出口孔7の圧力以下であり、羽根4の弾性エレメント47は羽根チャンバー3の壁にそれを加圧する力により作用される。羽根4の後の搬送孔9の圧力は出口孔7の圧力を超え始め、羽根4の弾性エレメント47は羽根チャンバー3の壁から押し込まれ、前記搬送孔9を開放して曲がる(この実施の形態のための水力モータのモードは回転子の回転の反対方向で圧力低下の反対のサインに一致する)。
Delivery hole outlet hole φ merg. In order to execute the above-described overall angle adjusting method by changing the merging angle with the valve, the overall angle adjusting valve is formed with a possibility of being hydraulically connected to the outlet hole. φ merg. In order to regulate, the present invention provides two embodiments of the valve. In the first embodiment (FIG. 26), the overall
搬送孔からの搬送孔の分離角度φdetach.の変更による全体角度の調整方法を実行するため、本発明は全体角度の変形手段の2つの実施の形態を供給する。第1の実施の形態では(図27)、全体角度の調整バルブ43は固定子ユニットの前方制限バイパス経路44に形成され、経路44の一端部は入口孔6に連通し、経路44の他端部は搬送孔9に接続される可能性を有して前方搬送領域に入る。バルブ43は分離角度に等しい回転子の回転角度で経路44を閉鎖する可能性を有して形成されている。好適な実施の形態では、前記バルブは出口孔の圧力振動の大きさ及び位相の検出器に電気的に接続される電機駆動源により形成されている。各搬送孔のために設定される期間に電気的に開閉可能な全体角度の調整バルブの使用は圧力低下と回転子の回転速度により分離角度φdetach.の調整に最大のフレキシビリティを供給する。しかし、そのようなバルブは回転子の一回転の間に何回も開閉され、そのようなバルブの動作速度は回転子の高速回転で分離角度調整の可能性を制限する。回転子の高速回転で分離角度を調整するため、本発明は、搬送孔への水力学的接続の可能性を有して(例えば、前方搬送リミッターの)装置のハウジングに形成される種々の前方制限バイパス経路を有する滑り弁セレクターの形式で全体角度調整バルブを使用する。各バイパス経路は入口孔に水力学的に接続されるセレクタースイッチに水力学的に接続される。異なるバイパス経路が回転絶縁手段、例えば、羽根により現在の搬送孔から分離される回転子の回転角度は入口孔からのこの搬送孔の分離の異なる角度に一致する。圧力差と回転子の回転速度により、セレクターを介して入口孔に水力学的に接続されるバイパス経路が選択される。それにより、1つの分離角度は分離角度のセットから選択される。セレクタースイッチは、例えば、出口孔の圧力振動の大きさ及び位相の検出器に電気的に接続されるソレノイド分配バルブとして形成可能である。圧力差により分離角度を調整するコスト面で好適な本発明の実施の形態は(図28)、一側から出口圧力の下及び他側から入口に近い圧力の下に流体により影響されるピストン49を有するピストンバルブセレクター48としてのセレクターの実施の形態を供給し、較正されたスプリング50に耐える。ピストンの位置は圧縮力と較正されたスプリングの弾性力との間のバランスにより決定され、入口孔6に接続されるバイパス経路44のセットを変更し、それにより分離角度を変更する。
Separation angle φ delivery of the conveyance hole from the conveyance hole . In order to carry out the method of adjusting the overall angle by changing the above, the present invention provides two embodiments of the means for deforming the overall angle. In the first embodiment (FIG. 27), the overall
φdetach.の調整のための全体角度の変更手段の第2の実施の形態では、本発明は、羽根により入口孔からの搬送孔の分離角度の変更手段を備えた羽根駆動機構を供給する。分離角度φdetach.を変更可能とする羽根駆動機構は、例えば、羽根4の側方突出部53が滑動するガイド溝52のハウジング1に取り付けられたキャリアー51を備えるカム機構として形成されている。溝の形状は回転子の回転で羽根の軸方向の移動特性を決定する。羽根駆動機構はその回転で回転子の作動部分2に対する羽根4の周期的動作を制御し、吸い込み領域Aの羽根4が羽根チャンバー3から環状溝23へ軸方向に移動し、前方搬送領域Bで入口孔から搬送孔を分離する作動チャンバーの断面を遮断するようになっている。当業者であれば、回転子の回転軸の周りのキャリアー51の回転により羽根4による入口孔6からの搬送孔9の分離角度が変更されることが分かる。そのような羽根駆動機構のための分離角度の変更手段は、例えば、出口孔での圧力振動の大きさ及び位相の検出器に電気的に接続されて回転するキャリアー51の電気駆動源を使用して実行可能である。
φ DETCH. In a second embodiment of the overall angle changing means for adjusting the angle, the present invention provides a blade drive mechanism comprising means for changing the separation angle of the conveying hole from the inlet hole by the blade. Separation angle φdeatch. The blade drive mechanism that can change the angle is formed, for example, as a cam mechanism including a
後方搬送孔に関して上述した全体角度調整方法を実行するため、本発明は、後方搬送リミッターと滑動絶縁接触し、入口孔及び出口孔から可変容量の少なくとも1つの強制チャンバーに接続される少なくとも1つの後方搬送孔を分離する後方搬送絶縁の回転子手段を供給する。この場合には、各後方搬送孔は該後方搬送孔が入口孔及び出口孔から分離される回転子の回転角度のその個々の範囲に一致し、その装置は後方搬送の全体角度調整バルブを含む少なくとも1つの後方制限バイパス経路を有している。後方制限バイパス経路の一端部は入口孔に接続され、前記経路の他端部は後方搬送孔へ接続される可能性を有して後方搬送領域に入る。前記バルブは後方制限バイパス経路の前記2つの端部の間の圧力低下のサインが変化したときに前記後方制限バイパス経路を開放する可能性を有して形成されている。 In order to implement the overall angle adjustment method described above with respect to the rear transport hole, the present invention provides at least one rear surface in sliding insulation contact with the rear transport limiter and connected from the inlet and outlet holes to at least one forced chamber of variable capacity. A rear conveying insulated rotor means for separating the conveying holes is supplied. In this case, each rear transfer hole coincides with its respective range of rotor rotation angles from which the rear transfer hole is separated from the inlet and outlet holes, and the apparatus includes a total angle adjustment valve for rear transfer. At least one rear restriction bypass path is provided. One end of the rear restriction bypass path is connected to the inlet hole, and the other end of the path enters the rear transport area with the possibility of being connected to the rear transport hole. The valve is formed with the possibility of opening the rear restriction bypass path when the pressure drop sign between the two ends of the rear restriction bypass path changes.
後方搬送絶縁回転手段は後方搬送リミッターと滑動絶縁接触する環状溝の内側円筒形表面の部分を備えている。一実施の形態では、前記絶縁手段は後方搬送リミッターと滑動絶縁接触する羽根表面の部分を備えている。好適な実施の形態では、前記絶縁手段は後方搬送リミッター22と滑動絶縁接触する環状溝64(図29,30)の底面の点を備えている。
The rear conveying insulation rotating means comprises a portion of the inner cylindrical surface of the annular groove that is in sliding insulation contact with the rear conveying limiter. In one embodiment, the insulating means comprises a portion of the blade surface that is in sliding insulation contact with the rear transport limiter. In a preferred embodiment, the insulating means comprises a point on the bottom surface of an annular groove 64 (FIGS. 29 and 30) in sliding contact with the
提案された発明の一実施の形態の装置及び作用の詳細な説明
提案された発明の一実施の形態の設計及び作用を詳細に説明するため、摩擦損失の低減の観点から好適な、回転子の高速回転で較正する傾向があり、ポンプとして使用される予定の構成の変形例を説明する。
Detailed description of the apparatus and operation of an embodiment of the proposed invention In order to explain the design and operation of an embodiment of the proposed invention in detail, a rotor suitable for reducing friction loss is preferred. A variation of a configuration that tends to be calibrated at high speeds and is intended to be used as a pump will be described.
本発明の実施の形態の装置は(図22、図29〜34)、ハウジングと、回転の可能性を有してハウジング内に取り付けられる回転子の2つの主なユニットを備えている。 The device of the embodiment of the present invention (FIGS. 22, 29-34) comprises two main units: a housing and a rotor that is mounted in the housing with the possibility of rotation.
回転子は、羽根チャンバー3を有する作動部分2と、作動表面に形成される一定の矩形断面の環状溝23と、環状溝23に接続される羽根チャンバー3の軸方向の移動の可能性を有して設置される経路46を有する羽根4とを備えている。
The rotor has the possibility of axial movement of the
ハウジング1は、入口24及び出口25と、表面作動カバープレート21及びロードベアリングエレメント54及び内部機能エレメントから成る支持カバープレート30とにより形成されており、出口孔25に接続される非変形チャンバー56は前記ロードベアリングと機能エレメントの間に形成され、絶縁ダム59により分割される吸込分配孔57及び圧送分配孔58は支持カバープレートの機能エレメントに形成されている。
The
装置の作動チャンバーは環状溝23の内面により放射方向に結合され、ハウジング1の作動カバープレート21の内面及び環状溝23の底面60により軸方向に結合されている。作動流体の搬送の間の装置の処理を考慮するため、吸込領域A、前方搬送領域B、圧送領域C及び後方搬送領域Dの4領域が計画されている(図30)。
The working chamber of the device is radially coupled by the inner surface of the
作動チャンバーの吸込領域Aは入口24に接続される入口孔(又は吸込孔)位置に一致し、作動チャンバーの圧送領域Cは出口25に接続される出口孔(圧送孔)の位置に一致する。従って、入口及び出口への入口孔及び出口孔の接続は経路61及び62を介してハウジングの作動カバープレート21に形成されているが、本発明の他の実施の形態では、回転子の経路を介して形成されることもできる。
The suction area A of the working chamber corresponds to the position of the inlet hole (or suction hole) connected to the
前方搬送領域Bは作動チャンバーの吸込領域Aと圧送領域Cの間に配置されている。この領域では、羽根4の間の作動チャンバー及び作動チャンバーに接続される回転子孔に含まれる流体は吸込領域Aから圧送領域Cに搬送される。後方搬送領域Dでは、圧送領域Cからの流体部分は吸込領域Aに戻って搬送される。
The forward transfer area B is arranged between the suction area A and the pressure-feed area C of the working chamber. In this region, the fluid contained in the working chamber between the
前方搬送リミッター5はハウジングの作動カバープレートに取り付けられ、前方搬送領域Bの作動チャンバーに配置され、環状溝23に突出された羽根4の密閉材45と滑動接触する。それにより、入口孔6及び出口孔7から少なくとも1つの搬送孔9を羽根により分離する可能性が与えられる。搬送孔9は前方搬送リミッターの表面及び2つの隣接する羽根により環状溝に結合されている。前記各搬送孔は該搬送孔が入口孔及び出口孔から分離される回転子の回転角度の個々の範囲を有している。
The
前記リミッター5は軸方向に移動可能に形成されている。その軸方向の移動の場合、前方搬送領域の断面領域が変わり、そのため、装置の移動も変わる。その軸方向の移動を制御するため、装置は前方搬送リミッターの駆動機構を有している。安定した移動の装置では、前記前方搬送リミッターはハウジングの作動カバープレートに平坦な絶縁ダムとして形成可能である。
The
羽根駆動機構63は、羽根4の側方突出部53が滑動する案内溝52のハウジング1に取り付けられるキャリアー51を備えたカム機構として形成されている。溝の形状は回転子の回転での羽根の軸方向の動作特性を決定する。羽根駆動機構はその回転で回転子の作動部分2に対する羽根4の周期的移動を制御し、吸込領域Aの羽根4が羽根チャンバー3から環状溝23に軸方向に移動すると共に、前方搬送領域Bでは、作動チャンバーの断面を遮断し、圧送領域Cでは、環状溝23から羽根チャンバー3に移動し、後方搬送領域Dでは作動チャンバーの断面を開放するようになっている。
The
上述した前方搬送リミッター駆動機構は羽根駆動機構に運動学的に接続され、環状溝の底面に対する前方搬送リミッターの位置が変化した時に前方搬送領域の環状溝への羽根の突出部の大きさも変化し、前方搬送リミッターとの羽根密閉材の滑動絶縁接触を維持できるようになっている。 The forward conveyance limiter driving mechanism described above is kinematically connected to the blade driving mechanism, and when the position of the forward conveyance limiter with respect to the bottom surface of the annular groove changes, the size of the protrusion of the blade into the annular groove in the forward conveyance region also changes. The sliding insulation contact of the blade sealing material with the forward conveying limiter can be maintained.
本発明の他の実施の形態は羽根の移動の異なる特性を有している。羽根による環状溝の断面を遮断する範囲を周期的に変更する回転子に対する羽根の移動特性は許容される。例えば、軸方向の移動の設計を除いて、羽根の放射状の回転動作及びそれらの組合せの設計もある。変更可能な移動のポンプの羽根移動特性とは無関係で、前記機構は、前方搬送領域の作動チャンバーの断面領域の変更に対応して羽根チャンバーから環状溝への羽根の突出部の大きさを変更するため、軸方向に移動可能な前方搬送リミッターに運動学的に接続される。 Other embodiments of the present invention have different characteristics of blade movement. The moving characteristic of the blade with respect to the rotor that periodically changes the range of blocking the cross section of the annular groove by the blade is allowed. For example, with the exception of the design of axial movement, there are also radial rotational movements of the vanes and combinations thereof. Regardless of the changeable pump's blade movement characteristics, the mechanism changes the size of the blade's protrusion from the blade chamber to the annular groove in response to a change in the cross-sectional area of the working chamber in the forward transfer area Therefore, it is kinematically connected to a forward transfer limiter that is movable in the axial direction.
後方搬送リミッター22はハウジングの作動カバープレート21に取り付けられ、後方搬送領域Dの作動チャンバーに配置され、環状溝23の内面及び底面密閉材64を含む後方搬送絶縁回転手段と滑動絶縁接触する。これは後方搬送リミッター22の表面と2つの隣接する底面密閉材64により制限される少なくとも1つの後方搬送孔66を分離する可能性を与え、入口孔6及び出口孔7から強制チャンバー10を備えている。前記各後方搬送孔は該後方搬送孔66が入口孔6及び出口孔7から分離される回転子の回転角度の個々の範囲を有している。
The
本発明の他の実施の形態では、後方搬送リミッター22は羽根と滑動絶縁接触し、それは軸方向に移動可能な形成されている。その移動は装置の移動を変更させる。この場合、羽根駆動機構は軸方向に移動可能な後方搬送リミッターに運動学的に接続され、後方搬送領域の作動チャンバーの断面領域の変更に応じて羽根チャンバーから環状溝への羽根の突出部の範囲を変更する。
In another embodiment of the invention, the
その上、この実施の形態では、回転子はその外面に形成される支持孔32を有する支持部分13を含んでいる。前記支持孔は、ハウジングの支持カバープレート30の平坦な絶縁表面と前記平坦な表面との活動絶縁接触により、絶縁ダム31の平坦な表面及び周辺面の密閉67により絶縁される。
Moreover, in this embodiment, the rotor includes a
回転子の前記作動部分及び支持部分はハウジングの作動カバープレート21及び支持カバープレート30に相応じて軸受68で取り付けられ、継ぎ手により入口シャフト69に接続され、それらが同時に回転するが、軸方向にはほとんど移動せず、お互いに対して傾斜するようになっている。
The working part and supporting part of the rotor are correspondingly attached to the housing working
回転子はまた回転子の作動部分2と回転子の支持部分13の間に配置された可変容量の強制チャンバーを有している。本装置の実施の形態の前記強制チャンバーはお互いに面する回転子の作動部分2と支持部分13の表面に形成された強制孔70と、該強制孔で滑動する可能性を有して取り付けられる管状のコネクター71とにより形成されている。管状のコネクターは密閉肩部を有している。それらの形状、位置及び寸法は軸方向の全体移動範囲内に強制チャンバーを絶縁し、回転子の作動部分に対して回転子の支持部分を傾斜させるように選択される。
The rotor also has a variable capacity forcing chamber disposed between the working
回転子の支持部分13の前記強制チャンバー70は経路72を介して支持孔32に接続される。本発明の実施の形態の装置の回転子の作動部分の強制孔70は羽根チャンバー3の拡大として形成され、羽根の経路46を介して作動チャンバーに接続される。強制チャンバーは圧力がない場合に密閉するスプリング73を有している。
The forcing
本発明の実施の形態の装置の回転子の作動部分の回転軸に対する回転子の支持部分の回転軸の傾斜手段は、ハウジングの前記支持カバープレート30と、ハウジング1に固定される傾斜軸36を備えると共に回転の可能性を有してハウジングの支持カバープレート30を保持するそれらの回転のハウジングの支持カバープレートの傾斜手段とを備えている。それらはまた、ハウジングの制限スラスト74と、ハウジングの固定スラスト75と、スプリング76と、ハウジングの作動カバープレートに対するハウジングの支持カバープレートの傾斜角度変更器とを備えている。傾斜軸36は回転子の支持部分13の側からハウジングの支持カバープレート30に作用する作動流体の圧縮力のモーメントが最小となるように配置される。ハウジングの制限スラスト74はそれがハウジングの支持カバープレートの傾斜角度を制限できるように形成される。ハウジングの固定スラスト75は、ハウジングの支持カバープレート30のハウジングの固定スラスト75への隣接による回転子の支持部分23及び作動部分の回転軸を平行にできるように形成される。スプリング76はゼロの圧送圧力でハウジングの固定スラストにハウジングの支持カバープレートを固定させる。傾斜角度変更器は、ハウジングの調整スラスト77と、モード切替バルブ78と、制御バルブ18とを備え、基準圧力と回転子の回転角度での圧力との間の差の変換器が移動への基準角度に等しい。前記変換器は支持カバープレート30に取り付けられる差動の複動式水力シリンダー15の形式で形成されている。水力シリンダー15の第1の孔は、制御バルブ18又は出口孔17のいずれかにモード切替バルブ78を介して水力学的に接続されている。制御バルブ18はハウジングの支持カバープレート30に形成された制御経路79に水力学的に接続され、その一端部が絶縁ダム59の表面に入り、前方搬送領域の回転子13の支持部分の支持孔32に連通するようになっている。水力シリンダー15の第2の孔は制動経路80又は入口孔6のいずれかにモード切替バルブ78を介して水力学的に接続されている。制動経路80は出口孔7に接続されるハウジングの支持カバープレート30の非変形チャンバー56に水力学的に接続されている。第1の孔16に面するピストン領域はS1に等しく、第2の孔17に面するピストンの領域はS2に等しく、S2<S1となる(本発明の実施の形態の装置ではS2=0.5・S1)。ピストン14の棒81は傾斜により表面に隣接する滑動エレメント88を介してハウジングの調整スラスト77に置かれる。モード切替バルブ78及び制御バルブ18はシフト角度への振動の大きさ及び位相の変換器82に電気的に接続されている。前記変換器は回転子の回転角度の電気的に接続されたセンサ83と、高速応答圧力振動センサ84と、タイマー及びデジタル振幅変換器を備えたマイクロコントローラ85とを備えている。
The tilting means of the rotating shaft of the supporting portion of the rotor with respect to the rotating shaft of the operating portion of the rotor of the apparatus according to the embodiment of the present invention includes the
本発明の実施の形態の装置の出口孔の角度は羽根による現在の後方搬送孔の出口孔からの分離のモーメントが出口孔の搬送孔の1つとの合流のモーメントと一致するように選択される。そのため、出口孔への搬送の第2の運動学的な不均一さを補償するため、考慮された装置は1つの代償的経路19と代償的な滑り弁セレクターとを備えた。本発明の実施の形態の装置の代償的な滑り弁セレクターは回転子の回転により羽根4を遮断すると共に前方搬送リミッター5に形成される分配経路41として形成されている。分配経路41は可変の水力学的抵抗の補償スロットル42を含む代償的経路19に接続されている。補償スロットル42の水力学的抵抗の変更手段は図面には示されていない。
The angle of the outlet hole of the apparatus according to the embodiment of the invention is selected so that the moment of separation of the current rear conveying hole from the outlet hole by the vanes coincides with the moment of merging with one of the outlet holes of the conveying hole. . Therefore, in order to compensate for the second kinematic non-uniformity of the delivery to the outlet hole, the apparatus considered was provided with one
後方搬送リミッター22は、後方搬送のための全体角度調整バルブを含む後方制限バイパス経路86を有し、前記後方制限バイパス経路86の一端部は入口孔6に接続され、前記経路86の他端部は後方搬送孔66の1つに連通し、前記バルブは後方圧力制限バイパス経路86の前記2つの端部の間の圧力低下のサインが変更された時に前記後方圧力制限バイパス経路96を開放する可能性を有して形成されている。
The
ポンプモードの前記装置の作用と搬送孔及び後方搬送孔の圧力変化において上述した方法の実行を考えよう。ポンプの出口孔、すなわち圧送孔の出口圧力を考え始めることにより、ポンプの入口孔、すなわち吸込孔の圧力をかなり超えると仮定する。吸込、前方搬送、圧送及び後方搬送からなる完全なサイクルを考えるため、1つの選択された羽根の羽根チャンバーへの移動で接続される孔での作動流体の状態をたどる。最初の瞬間は吸込領域の初期での選択された羽根の位置に一致する。本ポンプは以下のように作動する。 Consider the implementation of the method described above in the action of the device in pump mode and the pressure changes in the transport and rear transport holes. Suppose that by starting to consider the outlet pressure of the pump outlet, i.e. the pumping hole, the pressure of the pump inlet hole, i.e. the suction hole, is significantly exceeded. To consider a complete cycle consisting of suction, forward transfer, pumping and reverse transfer, the state of the working fluid in the holes connected by the movement of one selected blade to the blade chamber is followed. The first moment coincides with the selected blade position at the beginning of the suction area. The pump operates as follows.
回転子の一回転に等しいサイクルの最初の瞬間では、選択された羽根4は後方搬送領域と吸込領域の境界に配置されている。
At the first moment of the cycle equal to one rotation of the rotor, the selected
入口シャフト69が回転している時、トルクは回転子の作動部分2及び支持部分13に継ぎ手87を介して搬送され、ハウジング1に対して回転させる。
When the
回転子の回転では、羽根4の側方の突出部53は吸込領域Aの羽根チャンバー3から環状溝23へ羽根が移動するような形の案内溝52に沿って滑動する。同時に、この羽根の経路46を介して作動流体は移動する羽根4により空にされた羽根チャンバー3のスペースを充填する。その上、流体は、他の羽根、吸込分配孔57、支持孔37、経路72及び較正のためにポンプの傾向を減少する強制チャンバー10の経路46を介して選択された羽根の羽根チャンバー3に入ることができる。
In the rotation of the rotor, the
強制チャンバーの作動流体が低圧又はゼロ圧力の間、強制チャンバーの強制孔はスプリング73により別個に引っ張られる。前方搬送領域Bの突出した羽根はその密閉材45により前方搬送リミッター5と滑動接触し、回転子の回転方向の前方で前の羽根4の密閉材により遮断された内部羽根孔8を入口孔から分離する。前方搬送領域の回転子の支持部分の絶縁ダム31はハウジングの支持カバープレートの絶縁ダム59と滑動接触し、回転子の回転方向の前方で前のダムにより遮断された支持孔32を分配孔及び入口孔から分離する。内部羽根孔8の容量に制限される作動流体の現在の搬送部分、羽根46の経路、羽根チャンバー3、強制チャンバー10、共同で搬送孔9を形成する回転子の支持部分13の経路72及び支持孔32は前方搬送領域に閉ざされる。
While the working fluid in the forced chamber is at low pressure or zero pressure, the forced hole in the forced chamber is pulled separately by the
回転子の回転では、作動流体の搬送部分は搬送孔9で入口孔6から出口孔7に移動する。
In the rotation of the rotor, the transfer portion of the working fluid moves from the
回転子2の作動部分の回転軸に対する回転子13の支持部分の回転軸の傾斜角度は差動の複動式水力モータ15のピストン14の位置により決定される。動作モード、すなわち、振動が減圧流れだけにより生じた時、負荷の振動変化又は振動漏れがない場合に、水力シリンダー15の第1の孔16はモード切替バルブ78を介して制御バルブ18に接続され、第2の孔17はモード切替バルブ78及び制動経路80を介して出口孔に接続される。減圧流れの存在で、制動経路80及び第2の孔17の容量は出口孔7の圧力振動を平滑にし、そのため、水力モータ15の第2の孔17の圧力は第2の孔17の容量及び制動経路80の水力学的抵抗により決定される時間、平均される出口孔7の圧力に等しい。ピストン14はピストンに作用する圧縮力の差がスプリング76の弾性に接続される力により、回転子の支持部分13の側からハウジングの支持カバープレート30に作用する作動流体の圧縮力の上述したモーメントと釣り合うような位置を取る。
The inclination angle of the rotating shaft of the support portion of the
出口孔の圧力振動特性がポンプの破壊により負荷の振動変化又は大きな値の振動漏れを示した場合、すなわち、減圧振動の周波数以下の周波数の振動スペクトルの大きな振幅の構成があった場合、水力モータ15の第1の孔16はモード切替バルブ78を介して出口孔7に接続され、水力モータ15の第2の孔17はモード切替バルブ78を介して入口孔に接続され、ハウジングの支持カバープレート30の振動の発生を防止する。この場合、ピストン14は、支持カバープレートがハウジング75の固定スラストに隣接し、回転子の支持部分13の回転軸が回転子の作動部分2の回転軸に平行になる固定位置を取るまで、第1の孔16から第2の孔17に移動する。
If the pressure vibration characteristic of the outlet hole shows a vibration change of the load or a large value of vibration leakage due to the destruction of the pump, that is, if there is a structure with a large amplitude of the vibration spectrum of the frequency below the frequency of the decompression vibration The
搬送部分の移動では、強制チャンバー10の容量は回転子の支持部分13の回転軸の傾斜によりシヌソイド法則に従って減少する。前記傾斜角度は、強制チャンバーの作動流体の密度及び圧力が漏れ割合及び回転子の回転速度により生じる搬送孔の作動流体の容積の変化の現在レベルで増加するように選択される。
In the movement of the transfer part, the capacity of the forced
羽根4の経路46、回転子の支持部分の経路72及び管状コネクタ71の経路の集合体としての局所圧力釣り合い手段のため、作動流体の選択された搬送部分を制限する搬孔92を形成刷るすべての前記孔8,46,3,10,72,32の圧力の変化は等しい、
搬送孔が制御バルブ18を介して水力シリンダー15の孔16に接続される基準角度は選択される搬送孔が出口孔と合流する回転子の回転角度と基準角度が異なるシフト角度により決定される。制御バルブ18を開閉し、それによりシフト角度を決定する信号は、シフト角度への出口圧力振動の位相及び振幅の変換器82により生成される。変換器82のマイクロコントローラ85は回転子の回転角度センサ83及び圧力振動センサ84から信号を読み取り、回転子の回転速度、搬送孔の出口孔との合流に対応する瞬間、前記合流の瞬間に対する圧力振動の振幅及びそれらの位相、及び閉鎖特性、すなわち、シフト角度、基準角度、又は制御バルブ18が開閉信号を受信する対応する瞬間を計算する。静止領域では、振動の大きさが設定の許容レベルを超えず、前記変換器が現在の開放特性を変えない。領域パラメータでは、振動の位相が搬送孔の容量の変化の全体の過大な大きさに一致した場合、振動の位相が不十分な全体の大きさに一致した場合、例えば、負荷、ポンプの移動、漏れ割合又は回転子の回転速度は前記レベルを超える振動の大きさに先立って変更され、変換器は開放特性を変え、すなわち、シフト角度を減少する。回転子の回転速度が変更された場合、前記変換器は制御バルブの開閉の間隔を変更する。
All for forming a transport hole 92 that restricts the selected transport portion of the working fluid for the local pressure balancing means as a collection of the
The reference angle at which the conveying hole is connected to the
回転子が選択された搬送孔のための選択された基準値でのバルブ18の開放角度に等しい時、前記変換器82は制御バルブ18により開放制御経路79となる開放信号を生成し、差動の複動式水力シリンダー15の第1の孔16へ搬送孔9を接続する。
When the rotor is equal to the opening angle of the
搬送部分の圧力が水力シリンダー15の第1の孔16の圧力以下の場合、制御経路79を介して水力シリンダー15から搬送孔9へ代償的で相対的な流れが生じ、搬送部分の作動流体の容積を増加させる。搬送部分の圧力が増加し、水力シリンダー15の第1の孔16の圧力が減少する。前記水力シリンダーのピストン14は第2の孔17から第1の孔16に移動し、回転子13の支持部分の回転軸の前記傾斜角度及び搬送孔の容量の変化の全体の大きさを増加させる。
If the pressure in the transport portion is less than or equal to the pressure in the
搬送部分の圧力が水力シリンダー15の第1の孔16の圧力を超えた場合、制御経路79を介して水力シリンダー15から搬送孔9に代償的で相対的な流れが生じ、それの作動流体の容積を減少させる。搬送部分の圧力は減少し、水力シリンダー15の第1の孔16の圧力は増加する。前記水力シリンダーのピストン14は第1の孔16から第2の孔17に移動し、回転子の支持部分13の回転軸の前記傾斜角度及び搬送孔の容量の変化の全体の大きさを減少させる。
If the pressure in the conveying part exceeds the pressure in the
搬送部分の圧力が差動の複動式水力シリンダーの第1の孔の圧力に等しい場合、それらの間に作動流体が流れず、ピストンは作動しない。 When the pressure in the conveying part is equal to the pressure in the first hole of the differential double acting hydraulic cylinder, no working fluid flows between them and the piston does not operate.
以前の搬送孔の出口孔との合流の瞬間に対応する角度による回転子の回転では、以前のものから選択された搬送孔を分離する羽根は代償的な経路19に接続される代償的な滑り弁セレクターの分配経路の遮断を終わらせる。結果として出口孔から搬送孔9への作動流体の代償的な流れが発生する。発生の瞬間、代償的な流れはこの瞬間の入口孔と搬送孔の間の圧力差が最大となる時に最大割合を有する。搬送部分の圧力は強制チャンバーの容量を減少させたせいで搬送孔の容量を減少させることによって及び代償的な流れのせいで搬送部分の作動流体の容積を減少させることによって増加する。同時に、代償的な流れの割合は下がる。静止した領域では、搬送部分の圧力は搬送孔の出口孔との合流のモーメントにより出口孔7の圧力と等しくなる。そのため、代償的な流れの割合はこのモーメントによりゼロに減少する。
In the rotation of the rotor at an angle corresponding to the moment of merging with the exit hole of the previous transport hole, the blade separating the selected transport hole from the previous one is a compensatory slip connected to the
前方搬送領域の選択された搬送部分の出口孔への移動の端部では、以前の羽根4が前方搬送リミッター5から移動する。そこでは、選択された搬送容量の支持孔32の前記絶縁ダム31は絶縁ダム59からハウジングの支持カバープレート30の圧送分配孔58の領域に移動する。それにより、選択された搬送孔は圧送孔と合流する。それらの作動流体の圧力は等しくされ、合流の瞬間にそれらの間に減圧流れは発生しない。結果として、作動流体の出口孔及び圧力ラインへの流れは圧力振動がないことにより特徴付けられている。
The
同じ瞬間に、シフト角度への出口圧力の振動の位相及び振幅の変換器82は出口孔の圧力を取り込む。出口孔にそれらにより生じる減圧流れや圧力振動がない時には、変換器により取り込まれた振動の振幅は所定の許容レベルを超えず、前記変換器は現在の開放特性を変えない。
At the same instant, the phase and
負荷、回転速度、移動又は漏れ割合のような特性の1つが実質的に変化した場合、圧送孔に減圧流れ及び対応する圧力振動が発生し、振動の振幅は前記レベルを超える。この場合、振動の振幅が搬送孔の容量の変化の過大な全体の大きさに一致した場合、すなわち、減圧流れが搬送孔から圧送孔に生じ、搬送孔の出口孔との合流の瞬間の圧送孔の圧力は段階を追って増大した場合(図2の曲線8)、前記変換器はシフト角度を減少する。しかし、振動の位相が容量の変化の不十分な全体の大きさに一致した場合、すなわち、前記合流の瞬間の圧送孔の圧力が段階を追って減少した場合(図2の曲線7)、前記変換器はシフト角度を増加する。
When one of the characteristics, such as load, rotational speed, movement or leakage rate, changes substantially, a reduced pressure flow and corresponding pressure vibration occurs in the pumping hole and the amplitude of the vibration exceeds the level. In this case, when the amplitude of vibration coincides with the excessive overall change in the capacity of the transport hole, that is, a reduced pressure flow is generated from the transport hole to the pumping hole, and the pumping at the moment of merging with the outlet hole of the transport hole is performed. If the hole pressure increases step by step (
不均一な磨耗により、異なる搬送孔の絶縁表面を介する漏れ割合が異なり、出口孔が異なることにより異なる搬送孔の合流での減圧流れの方向と値を発生した場合、変換器82は異なって異なる搬送孔のためシフト角度を変える。圧送孔との合流により出口圧力の明確なジャンプにより続く圧送孔へ向かう減圧流れを生じさせる孔のため、前記変換器82は平均シフト角度に対するシフト角度を減少させる。結果として、搬送部分の圧力が水力シリンダー15の第1の孔16の圧力を超えた時に、制御バルブ18は開放され、搬送孔は後の点で水力シリンダー15の第1の孔16と合流する。代償的で相対的な流れは搬送孔から水力シリンダー15の第1の孔16へ生じ、この搬送部分の作動流体の容積を減少させると共に、減圧流れを減少させ、この搬送孔と出口孔との合流で明確な圧力ジャンプをそれにより発生させる。圧送孔との合流により出口圧力の控えめなジャンプに続く圧送孔から向けられる減圧流れを発生する孔のため、前記変換器は平均シフト角度に対するシフト角度を増加させる。結果として、搬送部分の圧力が水力シリンダー25の第1の孔16の圧力以下の時、制御バルブ18は開放され、前記搬送孔は早い点で水力シリンダー15の第1の孔16と合流する。代償的で相対的な流れは水力シリンダー15の第1の孔16から搬送孔9に生じ、この搬送部分の作動流体の容積を増加させると共に、減圧流れを減少させ、この搬送孔の出口孔との合流で控えめな圧力ジャンプをそれにより生じさせる。
負荷の不均一な変化又はポンプのエレメントの部分的な破壊が、大きな振幅と回転子のこの回転速度での減圧振動の周波数よりかなり小さい周波数の出口圧力の振動を発生させ、その後、変換器82はモード切替バルブ78へ切り替え信号を割り当てる。この場合、水力シリンダー15の第1の孔16は出口孔7に接続され、水力シリンダー15の第2の孔17は入口孔に接続される。同時に、ピストン14は支持カバープレートがハウジング75の固定スラストに隣接し、回転子の支持部分13の回転軸が回転子の作動部分2の回転軸と平行になる固定位置を取るまで、第1の孔16から第2の孔17に移動する。
A non-uniform change in load or partial destruction of the elements of the pump produces an oscillation of the outlet pressure with a large amplitude and a frequency much less than the frequency of the decompression oscillation at this rotational speed of the rotor, after which the
搬送孔9の圧送孔7との前記合流による強制チャンバーの容量のシヌソイド変化は搬送孔から出口孔へ第1のタイプの放出ジャンプを発生させる。上述したことにより、搬送孔を出口孔と合流する出口孔の構成は後方搬送孔66の1つを出口孔から分離させた瞬間と一致する。そのため、第2のタイプの放出ジャンプはその大きさを増加させる第1のタイプの放出ジャンプに付加される。しかし、代償的な経路19を介する出口孔から次の搬送孔への代償的な流れは同じ瞬間に発生する。代償的なスロットル42の抵抗は、この瞬間の代償的な流れの割合が強制チャンバー10から出口孔7への前記放出ジャンプの値と等しくなるように選択される。それにより、強制チャンバー10から移動されたすべての作動流体は代償的な経路19に吸い込まれる。結果として、作動流体の波立たない流れはポンプの出口25に生じる。
The sinusoidal change in the capacity of the forced chamber due to the merge of the
回転子の回転速度又はポンプの移動が変わった場合、代償的な経路19の水力学的抵抗の変更手段は代償的なスロットル42の水力学的な抵抗を変える。それでは、回転子の回転速度又はポンプの移動が増加した場合、前記手段は代償的なスロットル42の抵抗を減少させ、回転子の回転速度又はポンプの移動が減少した場合、前記手段は代償的なスロットル42の抵抗を増加させる。
If the rotational speed of the rotor or the movement of the pump is changed, the means for changing the hydraulic resistance of the
選択された羽根が圧送領域を通過する時、羽根の側方突出部は圧送領域Cの羽根が環状溝23から羽根チャンバー3に移動して経路46を介して作動流体を出口孔7に移動させるような形式のガイド溝52に沿って滑動する。
When the selected blade passes through the pumping area, the side projection of the blade moves the blade in the pumping area C from the
選択された羽根が通過する時、強制チャンバー10の容量の第1のシヌソイド変化での圧送領域Cは出口孔7へのこの強制チャンバーの搬送を次第にゼロに減少させ、その後、前記搬送のサインを変化させ、出口孔からこの強制チャンバーへの吸込みを次第に減少させる。幾つかの強制チャンバーは同時に圧送領域で移動する。それらの幾つかは圧送孔へ作動流体を移動させ、幾つかは圧送領域から作動領域に吸い込まれる。すべてのこれらの強制チャンバーの全体搬送は圧送孔への搬送の第2の運動学的な不均一さの特性を決定し(図17の曲線35)、搬送の段階の増加により次第に減少される。上述した代償的な流れの減少特性は(図16の曲線33a)、強制チャンバーからの搬送特性に近い。そのため、実際には強制チャンバーから移動されたすべての作動流体は代償的な経路に吸い込まれ、作動流体の波立たない流れ(図17の曲線36)はジャンプの瞬間だけでなくジャンプの間にもポンプの出口に生じる。
When the selected vane passes, the pumping area C with the first sinusoidal change of the capacity of the forced
選択された羽根が後方搬送領域Dに近づく瞬間により(図30)、それは完全に羽根チャンバーに入る。回転子の回転方向に対して両側から選択された羽根に近接し、圧送領域から後方搬送領域へ移動する環状溝23の底面密閉材64は後方搬送リミッターの表面と活動絶縁接触し、環状溝23の底面孔65を閉塞する。後方搬送領域の回転子の支持部分13の絶縁ダム31はハウジングの支持カバープレートの平坦な絶縁ダム59と滑動接触し、後方から支持孔32を閉鎖する。前方から支持孔32は以前の絶縁ダム31により閉塞される。それにより、後方搬送領域では、作動流体の現在の後方搬送部分が底部アンローディング孔65の容量を含む後方搬送孔66、羽根4の経路、羽根チャンバー3、強制チャンバー10、回転子の支持部分13の経路72及び支持孔32で閉鎖される。それでは、出口孔から強制チャンバーへの吸込は出口孔への第2のタイプの搬送の明確なジャンプに導いて停止する。上述した出口孔7の構成により、後方搬送孔の出口孔からの分離は搬送孔の1つを出口孔と合流する瞬間と一致する。そのため、第2のタイプの放出ジャンプはその大きさを増加する第1のタイプの放出ジャンプに付加される。全体の放出ジャンプが上述したような代償的な流れにより完全に補償された時、ポンプの出口ダクトの作動流体の高均一な流れを達成する。
By the moment when the selected blade approaches the rear transfer area D (FIG. 30), it completely enters the blade chamber. The
回転子の回転では、この後方搬送孔66は出口孔7から入口孔6に移動する。
In the rotation of the rotor, the
回転子の支持部分の回転軸の傾斜により、可変容量10の強制チャンバーの容量は後方搬送孔の移動でシヌソイド法則に従って増加し、そのため、強制チャンバーの作動流体の密度及び圧力はその容量が増加する時に減少される。その強制チャンバー10の容量の拡大及び増加では、作動流体は搬送孔の作動流体の圧縮の消費される仕事を部分的に補償する有用な仕事をする。
Due to the inclination of the rotation axis of the support part of the rotor, the capacity of the forced chamber of the
羽根4の経路、回転子の支持部分の経路72及び管状コネクタ71の経路の集合として釣り合う局所圧力手段により後方搬送孔を形成するすべての前記孔65,46,3,10,72,32の圧力変化は等しい。
The pressures of all the
説明した可変移動のポンプでは、後方搬送領域Dの角度は前方搬送領域Bの角度に等しく選択され、圧送孔との合流での搬送孔の容量が圧送領域からの分離の瞬間での後方搬送孔の容量に等しくなる時にポンプの移動をゼロに減少させる入口圧力のレベルに後方搬送部分の圧力を減少させるのに十分な後方搬送孔の拡大範囲を与えるようになっている。そのため、ポンプの移動が増加した時、後方搬送孔が出口孔及び入口孔から分離される回転子の回転角度範囲は後方搬送孔の入口孔と早い接続により減少され、後方制限バイパス経路86の端部の間の圧力低下のサインの時バルブ43が開放され、吸込孔6との合流の瞬間まで後方搬送孔66の更なる移動で作動流体は容量が増加している強制チャンバー10に吸込孔6から吸い込まれる。それにより、減圧又は較正に導くことのできる後方搬送孔の圧力の過大な変化が防止され、ポンプの吸込ラインに作動流体を均一に発生させる。
In the described variable movement pump, the angle of the rear conveyance area D is selected to be equal to the angle of the front conveyance area B, and the capacity of the conveyance hole at the junction with the pressure feeding hole is the rear conveyance hole at the moment of separation from the pressure feeding area. An inlet pressure level that reduces the movement of the pump to zero when it is equal to the capacity of the rear is provided with an enlargement range of the rear conveying hole sufficient to reduce the pressure in the rear conveying portion. Therefore, when the movement of the pump is increased, the rotational angle range of the rotor in which the rear conveyance hole is separated from the outlet hole and the inlet hole is reduced by the early connection with the inlet hole of the rear conveyance hole, and the end of the rear
上述した装置の動作は、提案された本発明に係る、作動流体の波立たない流れの発生方法及びその実施のための装置が減圧振動の発生を排除し、搬送の第2の運動学的な不均一さを補償し、高レベルに均一な作動流体流れを発生させ、振動及び騒音及び対応する電力損失のような流体動力駆動源の重要な欠点を克服する。 The operation of the above-described apparatus is based on the proposed method for generating an undulating flow of working fluid, and the apparatus for implementing the same eliminates the occurrence of decompression vibration, and the second kinematics of the conveyance. It compensates for non-uniformity, generates a uniform working fluid flow at a high level, and overcomes the significant disadvantages of fluid power drive sources such as vibration and noise and corresponding power losses.
Claims (4)
回転子滑動羽根装置の回転子の回転と、
入口圧力で前記作動流体を有する装置の入口孔の充填と、
実質的に前記入口圧力に等しくない出口圧力で出口孔から離れた搬送孔の羽根による前記入口孔からの前記作動流体の分離と、
前記搬送孔の作動流体の前記出口孔への搬送と、
前記搬送孔の前記出口孔への合流と、
各搬送孔が中間羽根を含み、回転子の回転角度の所定範囲内で前記入口孔及び出口孔から離れている間、前記装置の出口孔への前記作動流体の移動と、
を含み、各搬送孔は前記回転子に形成されると共に前記搬送孔の中間羽根に接続される可変容量の少なくとも1つのチャンバーを含み、前記搬送孔の容量及びそれらの中の前記作動流体の圧力は可変容量の前記チャンバーの容量の変化により前記搬送の過程で変更され、前記圧力は前記搬送孔の前記出口孔への合流の瞬間により前記出口圧力に実質的に等しくなることを特徴する方法。 A method for generating a non-fluid flow of working fluid,
Rotation of the rotor of the rotor sliding blade device;
Filling the inlet hole of the device with the working fluid at the inlet pressure;
Separation of the working fluid from the inlet hole by a vane of a transfer hole away from the outlet hole at an outlet pressure substantially not equal to the inlet pressure;
Conveying the working fluid in the conveying hole to the outlet hole;
Merging the transport hole to the outlet hole;
Movement of the working fluid to the outlet hole of the device while each conveying hole includes an intermediate vane and is separated from the inlet hole and outlet hole within a predetermined range of the rotation angle of the rotor;
Each transport hole includes at least one chamber of variable capacity formed in the rotor and connected to an intermediate vane of the transport hole, the capacity of the transport hole and the pressure of the working fluid therein Is changed in the course of transport due to a change in the volume of the chamber of variable capacity, and the pressure is substantially equal to the outlet pressure at the moment of confluence of the transport hole to the outlet hole.
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