PL165398B1

PL165398B1 - Active pressure pulsation damper

Info

Publication number: PL165398B1
Application number: PL28905691A
Authority: PL
Inventors: Zygmunt Kudzma; Waclaw Kollek; Janusz Rutanski
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 1991-02-12
Filing date: 1991-02-12
Publication date: 1994-12-30
Also published as: PL289056A1

Abstract

Czynny tłumik pulsacji ciśnienia, zawierający znane hydropneumatyczne akumulatory stanowiące tłumiki pulsacji tylko jednej wartości ciśnienia średniego, znamienny tym, że tworzą go co najmniej dwa hydropneumatyczne akumulatory (11 2) oraz rozdzielacz składający się z korpusu (3), w którym umieszczonyjest ruchomy zespół złożony z tłoka (4) i co najmniej jednego sterującego suwaka (5) połączonych ze sobą i usytuowanych względem siebie z zachowaniem odstępu, zaś w sterującym suwaku (5) wykonane są wzdłuż otwory (7), przy czym jeden hydropneumatyczny akumulator (1) podłączony jest do korpusu (3) rozdzielacza od strony sterującego suwaka (5), a drugi hydropneumatyczny akumulator (2) podłączony jest do korpusu (3) rozdzielacza poprzez otwór (13), który usytuowany jest w stosunku do czołowej strony korpusu (3) zamkniętej przednią pokrywą (8) w odległości, przy której, przy skrajnym położeniu ruchomego zespołu tłok (4) -sterujący suwak (5) przy przedniej pokrywie (8) otwór (13) łączy się z przestrzenią między tłokiem (4) i sterującym suwakiem (5).Active pressure pulsation damper, incl known hydropneumatic constituting accumulators only one pressure value pulsation dampers medium, characterized in that they constitute it at least two hydropneumatic accumulators (11 2) and a distributor consisting of a body (3), w which a movable unit consisting of piston (4) and at least one control spool (5) connected to each other and situated in relation to with a distance, and in the controlling one of the slide (5) are made along the holes (7), at what one hydropneumatic accumulator (1) is connected to the body (3) of the manifold from side of the control spool (5) and the other is hydropneumatic the battery (2) is connected to the body (3) the manifold through the opening (13) which situated in relation to the front side body (3) closed with the front cover (8) in the distance at which, at the extreme position a movable piston (4) -control slider (5) unit on the front cover (8) the hole (13) connects to space between the piston (4) and the control spool (5).

Description

Przedmiotem wynalazku jest czynny tłumik pulsacji ciśnienia, mający zastosowanie w układach hydraulicznych w celu obniżenia wahań ciśnienia wynikającego z cyklicznego charakteru pracy elementów wyporowych pomp.The subject of the invention is an active pressure pulsation damper, used in hydraulic systems to reduce pressure fluctuations resulting from the cyclic nature of operation of the displacement elements of pumps.

Znane są akumulatory hydropneumatyczne mające postać zbiornika ciśnieniowego, w którym sprężona objętość gazu oddzielona jest szczelnie od czynnika roboczego za pomocą ruchomej ścianki w postaci tłoka lub elastycznej przegrody, na przykład membrany. Te akumulatory hydropneumatyczne stosowane są głównie do gromadzenia energii ciśnienia. Znane jest także zastosowanie takiego akumulatora hydropneumatycznego w charakterze czynnego tłumika pulsacji ciśnienia. W takim przypadku akumulator hydropneumatyczny montowany jest w odgałęzieniu przewodu tłocznego pompy stanowiącej niejako bocznik w układzie, który spełnia funkcję filtra reaktywnego i filtra absorbującego zmiany energii związanej z pulsacją ciśnienia i natężenia przepyłwu. Największe obniżenie pulsacji ciśnienia występuje przy częstotliwości wymuszeń odpowiadającej częstotliwości rezonansowej, która zależy od objętości i ciśnienia gazu w akumulatorze hydropneumatycznym, wymiarów przyłącza i masy tłoka. Wraz ze wzrostem wartości ciśnienia w układzie, w którym zainstalowany jest akumulator hydropneumatyczny, rośnie także ciśnienie gazu i zmniejsza się jego objętość, a tym samym zmianie ulega częstotliwość rezonansowa. Skutkiem tego jest niższe tłumienie składowej harmonicznej pulsacji ciśnienia, na którą był projektowany akumulator hydropneumatyczny.Hydropneumatic accumulators are known in the form of a pressure vessel, in which the pressurized gas volume is sealed off from the working medium by means of a movable wall in the form of a piston or an elastic partition, for example a membrane. These hydropneumatic accumulators are mainly used to store pressure energy. It is also known to use such a hydropneumatic accumulator as an active pressure pulsation damper. In such a case, the hydropneumatic accumulator is installed in a branch of the pump discharge conduit, which acts as a bypass in the system, which acts as a reactive filter and a filter absorbing energy changes related to pressure and flow rate pulsation. The greatest reduction in pressure pulsation occurs at the excitation frequency corresponding to the resonance frequency, which depends on the volume and pressure of the gas in the hydropneumatic accumulator, the dimensions of the connection and the mass of the piston. As the pressure in the system in which the hydropneumatic accumulator is installed increases, the gas pressure also increases and its volume decreases, and thus the resonance frequency changes. This results in lower damping of the harmonic component of pressure pulsation, for which the hydropneumatic accumulator was designed.

Zasadniczą niedogodnością techniczną wynikającą ze stosowania akumulatora hydropneumatycznego w charakterze tłumika pulsacji ciśnienia jest możliwość stosowania tylko do jednej wartości ciśnienia średniego występującego w danym układzie hydraulicznym.The main technical disadvantage resulting from the use of a hydropneumatic accumulator as a pressure pulsation damper is the possibility to use only one mean pressure value present in a given hydraulic system.

Istota wynalazku polega na tym, że czynny tłumik pulsacji ciśnienia, tworzą co najmniej dwa hydropneumatyczne akumulatory oraz rozdzielacz składający się z korpusu, w którym umieszczony jest ruchomy zespół składający się z tłoka i co najmniej jednego sterującego suwaka połączonych ze sobą i usytuowanych względem siebie z zachowaniem odstępu, zaś w sterującym suwaku wykonane są wzdłużne otwory, przy czym jeden hydropneumatyczny akumulator podłączony jest do korpusu rozdzielacza od strony sterującego suwaka, a drugi hydropneumatyczny akumulator podłączony jest do korpusu rozdzielacza poprzez otwór, który usytuowany jest w stosunku do czołowej strony korpusu zamkniętej przednią pokrywą w odległości, przy której, przy skrajnym położeniu ruchomego zespołu tłok - sterujący suwak przy przedniej pokrywie, otwór ten łączy się z przestrzenią między tłokiem i sterującym suwakiem.The essence of the invention consists in the fact that the active pressure pulsation damper is formed by at least two hydropneumatic accumulators and a distributor consisting of a body in which a movable unit is placed consisting of a piston and at least one control spool connected to each other and positioned relative to each other with distance, and in the control spool there are longitudinal openings, where one hydropneumatic accumulator is connected to the distributor body from the side of the control spool, and the other hydropneumatic accumulator is connected to the distributor body through an opening located in relation to the front side of the body closed with a front cover at the distance at which, at the extreme position of the movable unit, the piston - the control spool at the front cover, the opening communicates with the space between the piston and the control spool.

165 398165 398

Zasadniczą korzyścią wynikającą ze stosowania czynnego tłumika pulsacji ciśnienia według wynalazku jest możliwość stosowania w całym zakresie ciśnień występujących w danym układzie hydraulicznym.The main advantage of using the active pressure pulsation damper according to the invention is that it can be used over the entire pressure range of a given hydraulic system.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia czynny tłumik pulsacji ciśnienia w przekroju osiowym.The subject of the invention is presented in an embodiment in the drawing which shows an active pressure pulsation damper in an axial section.

Czynny tłumik pulsacji ciśnienia, według wynalazku tworzą dwa hydropneumatyczne akumulatory 1 i 2 z elastycznymi przegrodami oraz rozdzielacz składający się z korpusu 3, w którym umieszczony jest ruchomy zespół składający się z tłoka 4 i sterującego suwaka 5, połączonych ze sobą za pomocą łącznika 6 i usytuowanych względem siebie z zachowaniem odstępu. Sterujący suwak 5 ma postać tłoka, w którym wykonane są wzdłużne otwory 7, usytuowane w pobliżu walcowej pobocznicy suwaka 5 i równolegle względem jego osi. Korpus 3 rozdzielacza z jednej strony, to jest od przedniej strony zamknięty jest przednią pokrywą 8, w której wykonany jest nagwintowany otwór 9. Korpus 3 rozdzielacza z drugiej strony, to jest od tylnej strony zamknięty jest tylną pokrywą 10, w której wykonany jest nagwintowany otwór 11. Zarówno przednia pokrywa 8 jak i tylna pokrywa 10 uszczelnione są pierścieniami 12 typu „O“. Ponadto w środkowej części korpusu 3 rozdzielacza wykonany jest nagwintowany otwór 13, który usytuowany jest w takiej odległości w stosunku do przedniej czołowej strony korpusu 3, że w skrajnym położeniu ruchomego zespołu tłok 4 - sterujący suwak 5 to jest gdy znajduje się przy przedniej pokrywie 8, otwór 13 nie jest przysłonięty przez sterujący suwak 5, a tym samym łączy się z przestrzenią pomiędzy tłokiem 4 i sterującym suwakiem 5. Do nagwintowanego otworu 9 przedniej pokrywy 8 podłączony jest jeden hydropneumatyczny akumulator 1 z elastyczną przegrodą, natomiast do nagwintowanego otworu 13 korpusu 3 rozdzielacza podłączony jest drugi hydropneumatyczny akumulator 2 z elastyczną przegrodą.The active pressure pulsation damper, according to the invention, consists of two hydropneumatic accumulators 1 and 2 with flexible partitions and a distributor consisting of a body 3, in which a movable unit consisting of a piston 4 and a control spool 5, connected to each other by a connector 6 and located from each other, keeping a distance. The control slider 5 is in the form of a piston, with longitudinal holes 7, located near the cylindrical side of the slider 5 and parallel to its axis. The distributor body 3 on one side, i.e. from the front side, is closed with a front cover 8 in which there is a threaded hole 9. The distributor body 3 on the other side, i.e. from the rear side, is closed with a rear cover 10 in which a threaded hole is made. 11. Both the front cover 8 and the rear cover 10 are sealed by O-rings 12. Moreover, in the central part of the distributor body 3, a threaded hole 13 is made, which is located at such a distance in relation to the front front side of the body 3 that in the extreme position of the movable assembly, the piston 4 - the control slide 5, i.e. at the front cover 8, the opening 13 is not obstructed by the control spool 5 and thus communicates with the space between the piston 4 and the control spool 5. One hydropneumatic accumulator 1 with a flexible septum is connected to the threaded opening 9 of the front cover 8, and to the threaded opening 13 of the distributor body 3 a second hydropneumatic accumulator 2 with a flexible partition is connected.

Działanie czynnego tłumika pulsacji ciśnienia według wynalazku jest następujące. Po napełnieniu korpusu 3 rozdzielacza olejem hydraulicznym oraz po wstępnym naładowaniu hydropneumatycznego akumulatora 1 do ciśnienia p1, a hydropneumatycznego akumulatora 2 do ciśnienia P2, przy czym p2>p1, rozdzielacz za pomocą nagwintowanego otworu 11 tylnej pokrywy 10 podłącza się do odgałęzienia przewodu tłocznego pompy. W miarę wzrostu ciśnienia średniego w przewodzie tłocznym pompy następuje przemieszczenie ruchomego zespołu tłok 4 - sterujący suwak 5 i przy wartości tego ciśnienia średniego większego od ciśnienia naładowania hydropneumatycznego akumulatora 1 następuje odsłonięcie otworu 13 przez sterujący suwak 5 i połączenie obu hydropneumatycznych akumulatorów 1 i 2 poprzez wzdłużne otwory, a tym samym zwiększenie objętości gazu biorącej udział w ruchach zespołu tłok 4- sterujący suwak 5. Konsekwencją tego jest utrzymanie częstotliwości rezonansowej tłumika na niezmienionym poziomie, niezależnie od zmian wartości ciśnienia w przewodzie tłocznym pompy.The operation of the active pressure pulsation damper according to the invention is as follows. After filling the distributor body 3 with hydraulic oil and after preloading the hydropneumatic accumulator 1 to the pressure p1, and the hydropneumatic accumulator 2 to the pressure P2, where p2> p1, the distributor is connected to a branch of the pump discharge line by means of the threaded opening 11 of the rear cover 10. As the mean pressure in the pump discharge conduit increases, the movable piston 4-control spool 5 assembly is displaced, and at this mean pressure value greater than the charging pressure of the hydropneumatic accumulator 1, the opening 13 is exposed by the control spool 5 and the two hydropneumatic accumulators 1 and 2 are connected by longitudinal holes, and thus an increase in the volume of gas taking part in the movements of the piston 4-unit controlling the spool 5. As a consequence, the resonant frequency of the damper is kept unchanged, regardless of changes in the pressure value in the pump discharge line.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 złPublishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price: PLN 10,000

Claims

Patent claim

Active pressure pulsation damper, containing known hydropneumatic accumulators constituting pulsation dampers of only one mean pressure value, characterized in that it is made up of at least two hydropneumatic accumulators (1 and 2) and a distributor consisting of a body (3) in which a movable unit is placed composed of a piston (4) and at least one control spool (5) connected to each other and spaced apart from each other, and holes (7) are provided in the control spool (5) along with one hydropneumatic accumulator (1) connected is to the body (3) of the distributor from the side of the control spool (5), and the second hydropneumatic accumulator (2) is connected to the body (3) of the distributor through the opening (13), which is located in relation to the front side of the body (3) closed by the front cover (8) at the distance at which, at the extreme position of the movable assembly, the piston (4) -control spool (5) at the front cover (8), the hole (13) meets space between the piston (4) and the control spool (5).