RU155975U1 - Радиально-поршневой насос с фазово-объемным регулированием подачи - Google Patents

Abstract

Радиально-поршневой насос с фазово-объемным регулированием подачи, содержащий неподвижные уплотнительные диски, корпус, статор, ротор с радиальными цилиндрами и поршнями, расположенный внутри статора, перемычки с пружинами, установленные в диаметрально выполненных проточках и полукольцевые каналы, прорезанные в корпусе между упомянутыми проточками, при этом внутри ротора соосно ему установлен регулятор, имеющий эксцентрик, часть поршней сопряжена с эксцентриком, в перемычках размещены обратные клапаны, подклапанные радиальные отверстия которых сообщены с цилиндрами ротора, надклапанные пространства через отверстия в перемычках и каналы в корпусе сообщены каждое со своим полукольцевым каналом, а полости в проточках сообщены через другие клапаны каждая со своей гидролинией насоса, отличающийся тем, что он дополнительно содержит распределительный диск, образующий с ротором единый роторный узел, установленный соосно регулятору; в каждом цилиндре ротора установлены внешний и внутренний поршни, взаимодействующие через пружину, роторный узел имеет два канала, выведенных из межпоршневых пространств внешних и внутренних поршней в распределительный диск; регулятор с эксцентриком имеет внешний диск и каналы, во внешнем диске диаметрально установлены поршеньки, входящие в его цилиндры, сообщенные упомянутыми каналами с кольцевыми проточками коллектора, размещенного на регуляторе, поршеньки прикреплены к внешней поверхности статора, внутренние поршни ротора сопряжены с эксцентриком регулятора, а внешние сопряжены с внутренней поверхностью статора.

Description

Полезная модель относится к гидромашинам объемного действия, предназначенным для преобразования механической энергии в гидравлическую энергию постоянного, переменного или знакопеременного потока жидкости.

Известна радиально-поршневая гидромашина [Гидропневмоавтоматика и гидропривод мобильных машин. Объемные гидро- и пневмомашины и передачи: Учебное пособие для вузов / А.Ф. Андреев, Л.В. Барташевич, Н.В. Богдан и др.; Под. ред. В.В. Гуськова. - Мн.: Выш. шк., 1987. - 310 с: ил. С. 90-91, рис. 4.7], содержащая статор, расположенный в корпусе насоса, ротор с радиально размещенными в его цилиндрах поршнями и питательными окнами цилиндров, выполненными в роторе и выведенными на его торцевую поверхность, распределительный диск, поджатый к торцевой поверхности ротора цилиндрами, которые соединены с нагнетательной магистралью. При этом рабочие окна распределительного диска с магистралями всасывания и нагнетания сообщаются подпружиненными втулками, а поршни, размещенные в роторе, находятся в контакте с поверхностью статора.

Общими признаками известного аналога с заявляемой полезной моделью являются статор, расположенный в корпусе и ротор с радиально размещенными в цилиндрах поршнями и распределительный диск.

Недостаток аналога состоит в том, что регулирование подачи упомянутой гидромашины возможно путем изменения скорости вращения ротора, а реверсирование подачи и создание знакопеременных потоков жидкости возможно только путем реверсирования приводного двигателя. При этом двигатель должен работать при значительных знакопеременных инерционных нагрузках, а при генерации знакопеременных потоков с частотой f=5…20 Гц и более инерционные нагрузки могут оказаться столь значительными, что будут способны привести к чрезмерным забросам давления жидкости и возможности разрушения гидромашины, ее отдельных частей или отказу приводного двигателя.

Другим аналогом является радиально-поршневой регулируемый насос [Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для вузов / Т.М. Башта, С.С. Руденко, Б.Б. Некрасов и др. - М: «Издательский дом Альянс», 2011. - 423 с: ил. С. 308-311, рис. 3.3-а и 3.3-б], который содержит основной корпус и установленный в нем внутренний корпус, выполненный скользящим в направляющих основного корпуса. Внутри внутреннего корпуса на подшипниках установлен статор с кольцами, внутри которого размещен ротор с радиальными цилиндрами с поршнями, совершающими возвратно-поступательные движения в цилиндрах, так как при вращении ротора они скользят по поверхности колец статора, установленного относительно ротора с эксцентриситетом. Цапфовый распределитель, установленный внутри ротора соосно с ним, благодаря перемычке обеспечивает соединение цилиндров, находящихся в фазе всасывания со всасывающей гидролинией, и соединение цилиндров, находящихся в фазе вытеснения с напорной гидролинией. Изменение подачи осуществляется путем смещения внутреннего корпуса в упомянутых направляющих в пределах эксцентриситета статора относительно ротора. При этом ход поршней в цилиндрах ротора изменяется, что приводит к изменению подачи насоса. Реверсирование подачи производится при изменении знака эксцентриситета, когда статор смещается относительно ротора в другую сторону. При этом радиально-поршневой насос подает жидкость в ту гидролинию, которая была до реверсирования всасывающей, а всасывание осуществляется из гидролинии, которая до реверсирования была напорной.

Общими признаками аналога с заявляемой полезной моделью являются корпус, статор, ротор с радиальными цилиндрами и поршнями, расположенный внутри статора и перемычки.

Недостатком аналога является то, что в нем невозможно создать знакопеременные потоки жидкости в гидролиниях, соединенных с насосом, без применения устройств, способных обеспечить режим знакопеременного изменения эксцентриситета, а применение таких устройств привело бы к значительным инерционным нагрузкам из-за колебаний (например, с частотой f=5…20 Гц и более) внутреннего корпуса с подшипниковыми узлами, статором и его кольцами, и к возможности разрушения насоса или его частей.

Кроме того, в моменты реверсирования, когда рабочий объем насоса принимает слишком малые значения (V_0min) и (-V_0min) и переходит через свое нулевое значение, то он оказывается в так называемой зоне нечувствительности, в которой подача насоса полностью идет в утечки. В этот промежуток времени t, длительность которого зависит от частоты реверсирования, происходит прекращение подачи насоса в гидролинии, которыми он соединен с исполнительным механизмом, например, с гидроцилиндром, и его поршень останавливается на время t. Такие остановки, происходящие с частотой f, будут приводить к разрывам знакопеременного потока жидкости, как функции времени.

В качестве прототипа принят радиально-поршневой насос с фазовым регулированием подачи [RU №142458, МПК F04B 1/00, опубликовано 27.06.2014 г. ]. Он содержит корпус, размещенный в нем статор, ротор с валом и радиальными цилиндрами с поршнями, расположенный внутри статора, и перемычки, обеспечивающие соединение цилиндров ротора с гидролиниями насоса. При этом ротор установлен соосно статору с минимальным зазором в сопряжении их цилиндрических поверхностей, внутри ротора соосно ему установлен с возможностью вращения регулятор, который выполнен в виде вала с эксцентриком и эксцентричным кольцом, имеющими одинаковый эксцентриситет, а поршни своими торцами сопряжены с поверхностью эксцентрика. В поршнях выполнены поперечные прорези, которые нижней поверхностью с закругленной формой, сопрягаются с внутренней поверхностью эксцентричного кольца. В статоре прорезаны полукольцевые каналы, между которыми в корпусе диаметрально выполнены проточки с установленными в них перемычками, сопряженными и прижатыми к поверхности ротора пружинами, причем в зоне сопряжения поверхности перемычек выполнены с радиусом, равным радиусу ротора. В перемычках расположены обратные клапаны, причем подклапанные радиальные отверстия сообщаются с цилиндрами ротора, когда они находятся под перемычками, а надклапанное пространство через отверстия в перемычках и каналы в корпусе постоянно сообщено, у первой перемычки с первым полукольцевым каналом, у второй перемычки - со вторым. Полости в проточках над торцами перемычек сообщены через другие обратные клапаны с обеими гидролиниями насоса. С каждой стороны ротора соосно ему установлены неподвижные уплотнительные диски, плотно прилегающие к торцам ротора и поверхности статора, с уплотнением сопряженных цилиндрических поверхностей неподвижных дисков и статора.

Общими признаками прототипа с заявляемой полезной моделью являются неподвижные уплотнительные диски, корпус, статор, ротор с радиальными цилиндрами и поршнями, расположенный внутри статора, перемычки с пружинами, установленные в диаметрально выполненных проточках и полукольцевые каналы, прорезанные в корпусе между упомянутыми проточками, внутри ротора соосно ему установлен регулятор, имеющий эксцентрик, часть поршней сопряжена с эксцентриком, в перемычках размещены обратные клапаны, подклапанные радиальные отверстия которых сообщены с цилиндрами ротора, надклапанные пространства через отверстия в перемычках и каналы в корпусе сообщены каждое со своим полукольцевым каналом, а полости в проточках сообщены через другие клапаны каждая со своей гидролинией насоса

Недостатком прототипа является то, что при работе насоса в режиме знакопеременной подачи, при постоянной угловой скорости вращения ротора ω_p, амплитуда колебаний подачи Q_амп зависит от угловой скорости вращения регулятора ω_ф.

При этом если ротор и регулятор вращаются в одном направлении, то амплитуда колебаний подачи Q_амп в соответствии с формулой:

Q_амп=[e·z·s_п·(ω_p-ω_ф)/π)]

уменьшается при увеличении ω_ф и наоборот, если ротор и регулятор вращаются в противоположных направлениях, то амплитуда колебаний подачи Q_амп в соответствии с формулой:

Q_амп=[e·z·s_п·(ω_p+ω_ф)/π)]

увеличивается при увеличении ω_ф.

(е - эксцентриситет статора относительно ротора, z - количество поршней, s_п - площадь поршня).

Заявляемая полезная модель направлена на обеспечение возможности создания знакопеременных потоков жидкости в гидролиниях радиально-поршневого насоса с возможностью управления амплитудой колебаний подачи Q_амп в процессе изменения угловой скорости регулятора.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в возможности управления амплитудой колебаний подачи и поддержания ее постоянной при создании знакопеременных потоков жидкости в процессе изменения угловой скорости регулятора ω_ф.

Указанный технический результат достигается тем, что радиально-поршневой насос с фазово-объемным регулированием подачи, содержащий неподвижные уплотнительные диски, корпус, статор, ротор с радиальными цилиндрами и поршнями, расположенный внутри статора, перемычки с пружинами, установленные в диаметрально выполненных проточках и полукольцевые каналы, прорезанные в корпусе между упомянутыми проточками, при этом внутри ротора соосно ему установлен регулятор, имеющий эксцентрик, часть поршней сопряжена с эксцентриком, в перемычках размещены обратные клапаны, подклапанные радиальные отверстия которых сообщены с цилиндрами ротора, надклапанные пространства через отверстия в перемычках и каналы в корпусе сообщены каждое со своим полукольцевым каналом, а полости в проточках сообщены через другие клапаны каждая со своей гидролинией насоса, причем он дополнительно содержит распределительный диск, образующий с ротором единый роторный узел, установленный соосно регулятору; в каждом цилиндре ротора установлены внешний и внутренний поршни, взаимодействующие через пружину, роторный узел имеет два канала, выведенных из межпоршневых пространств внешних и внутренних поршней в распределительный диск; регулятор с эксцентриком имеет внешний диск и каналы, во внешнем диске диаметрально установлены поршеньки, входящие в его цилиндры, сообщенные упомянутыми каналами с кольцевыми проточками коллектора, размещенного на регуляторе, поршеньки прикреплены к внешней поверхности статора, внутренние поршни ротора сопряжены с эксцентриком регулятора, а внешние сопряжены с внутренней поверхностью статора.

Благодаря тому, что внешние поршни ротора сопряжены с внутренней поверхностью статора, при вращении роторного узла, из-за эксцентриситета статора относительно ротора, часть внешних поршней за один оборот ротора всасывают жидкость из одного полукольцевого канала и соответствующей ему гидролинии, а другая часть внешних поршней нагнетает жидкость в другой полукольцевой канал и соответствующую ему гидролинию. Так как статор своей внешней поверхностью соединен с поршеньками, входящими в цилиндры внешнего диска регулятора, то при подаче некоторого объема жидкости через кольцевую проточку коллектора в один из цилиндров внешнего диска регулятора и одновременном заборе такого же объема через другую кольцевую проточку коллектора из другого цилиндра внешнего диска, его поршеньки сместят ось статора относительно оси ротора, уменьшая или увеличивая эксцентриситет и, изменяя подачу радиально-поршневого насоса с фазово-объемным регулированием, формируемую внешними поршнями ротора. При этом если эксцентриситет статора относительно ротора равен максимуму, то подача, формируемая внешними поршнями ротора, будет максимальной, а если эксцентриситет равен нулю, то и подача, формируемая внешними поршнями ротора, тоже будет равна нулю.

Благодаря тому, что внутренние поршни ротора сопряжены с эксцентриком регулятора, при вращении роторного узла, из-за эксцентриситета эксцентрика часть внутренних поршней за один оборот ротора всасывают жидкость из одного полукольцевого канала и соответствующей ему гидролинии, а другая часть внутренних поршней нагнетает жидкость в другой полукольцевой канал и соответствующую ему гидролинию. Так как за один оборот ротора и внешние и внутренние поршни совершают по одному ходу всасывания и по одному ходу нагнетания, то суммарная подача радиально-поршневого насоса с фазово-объемным регулированием будет суммой подач, формируемых внешними и внутренними поршнями. Если эксцентриситет статора равен максимуму, то подача, формируемая внешними поршнями ротора, будет максимальной и тогда суммарная подача так же будет максимальной, если эксцентриситет равен нулю, то суммарная подача, формируемая только внутренними поршнями ротора, будет равна половине от максимальной подачи. И, наконец, если эксцентриситет статора равен максимуму, но имеет отрицательное значение (когда статор смещен относительно оси ротора в противоположную сторону), то подача, формируемая внутренними поршнями ротора, будет полностью поглощаться отрицательной подачей (всасыванием), формируемой внешними поршнями ротора. В этом случае суммарная подача радиально-поршневого насоса с фазово-объемным регулированием будет равна нулю.

Благодаря тому, что регулятор имеет каналы, по которым в цилиндры внешнего диска, сообщенные с кольцевыми проточками коллектора, размещенного на регуляторе, может поступать небольшой управляющий объем жидкости, воздействующий на поршеньки, статор радиально-поршневого насоса с фазово-объемным регулированием подачи, может изменять свой эксцентриситет относительно ротора и управлять суммарной подачей.

Благодаря наличию пружин между внешними и внутренними поршнями ротора обеспечивается прижатие поршней к внутренней поверхности статора и эксцентрику.

Благодаря тому, что роторный узел имеет два канала, выведенные из межпоршневых пространств внешних и внутренних поршней в распределительный диск, обеспечивается подача (всасывание) жидкости из указанных межпоршневых пространств через упомянутые каналы в полукольцевые каналы, прорезанные в корпусе и далее в соответствующие им гидролинии.

Благодаря сочетанию всех указанных признаков, при вращении регулятора, например, в направлении вращения ротора, радиально-поршневой насос с фазово-объемным регулированием будет создавать знакопеременную подачу с частотой, равной частоте вращения регулятора. При этом если эксцентриситет статора относительно ротора максимален, то амплитуда колебаний подачи так же будет максимальной, а если эксцентриситет статора равен нулю, то амплитуда колебаний подачи будет равна половине максимальной амплитуды. И, наконец, если эксцентриситет статора будет максимален, но имеет отрицательное значение (когда статор смещен относительно оси ротора в противоположную сторону), то амплитуда колебаний подачи станет равной нулю.

Так обеспечивается возможность управления амплитудой колебаний подачи, а при необходимости - поддержание ее постоянной при создании знакопеременных потоков жидкости в процессе изменения угловой скорости регулятора.

Отличительными признаками заявляемой полезной модели от прототипа является то, что он дополнительно содержит распределительный диск, образующий с ротором единый роторный узел, установленный соосно регулятору; в каждом цилиндре ротора установлены внешний и внутренний поршни, взаимодействующие через пружину, роторный узел имеет два канала, выведенных из межпоршневых пространств внешних и внутренних поршней в распределительный диск; регулятор с эксцентриком имеет внешний диск и каналы, во внешнем диске диаметрально установлены поршеньки, входящие в его цилиндры, сообщенные упомянутыми каналами с кольцевыми проточками коллектора, размещенного на регуляторе, поршеньки прикреплены к внешней поверхности статора, внутренние поршни ротора сопряжены с эксцентриком регулятора, а внешние сопряжены с внутренней поверхностью статора.

Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели условию патентоспособности «новизна».

На фиг. 1 показан радиально-поршневой насос с фазово-объемным регулированием подачи в продольном разрезе.

На фиг. 2 показан поперечный разрез Б-Б радиально-поршневого насоса с фазово-объемным регулированием подачи.

На фиг. 3 показано сечение а - а корпуса и распределительного диска радиально-поршневого насоса с фазово-объемным регулированием подачи.

На фиг. 4 показан поперечный разрез A-A радиально-поршневого насоса с фазово-объемным регулированием подачи.

На фиг. 5 показан поперечный разрез A-A радиально-поршневого насоса с фазово-объемным регулированием подачи при эксцентриситете e₂ статора, равном нулю.

На фиг. 6 показан поперечный разрез A-A радиально-поршневого насоса с фазово-объемным регулированием подачи при повернутом на угол π/2 регуляторе подачи.

Радиально-поршневой насос с фазово-объемным регулированием подачи (далее - насос), фиг. 1, содержит регулятор с эксцентриком 1, внешним диском 2, валом 3 и консолью 4, установленный в подшипниках 5 и 6.

В подшипниках 6 и 7 соосно регулятору установлен роторный узел с ротором 8 и радиальными цилиндрами 9, выполненными в нем, и попарно установленными в цилиндрах 9 поршнями 10 и 11 с пружинами 12. В роторном узле прорезаны каналы 13, выведенные из межпоршневых пространств каждой пары поршней 10 и 11 радиальных цилиндров 9, в распределительный диск 14, являющийся частью роторного узла.

В корпусе насоса выполнены полукольцевые каналы 15 и 16, фиг. 2, глубиной k и шириной s, меньшей, чем ширина в распределительного диска 14 роторного узла, фиг. 3.

В проточках 17 установлены прижимные перемычки 18 с пружинами 19, а полости проточек 17 над прижимными перемычками 18 сообщены через клапаны 20 и 21 с гидролиниями А и Б насоса, фиг. 2. В перемычках размещены перепускные клапаны 22 с пружинами 23. Отверстия 24 сообщают их через каналы 13 с межпоршневыми пространствами пары поршней 10 и 11, когда радиальные отверстия каналов 13 находятся под перемычками. Надклапанные пространства проточек 17 через отверстия 25 сообщены с полукольцевыми каналами 15 и 16.

С обеих сторон распределительного диска 14, фиг. 1, установлены неподвижные (зафиксированные от вращения) уплотнительные диски 26 и 27 с уплотнениями 28. Благодаря кольцевым проточкам 29, выполненным в корпусе насоса и сообщенным с подпиточным насосом, обеспечивающим поддержание постоянного давления P₀=Const (на фиг. не показан), достигается плотное прижатие дисков 26 и 27 к торцам распределительного диска 14. Проточки на торцевых поверхностях уплотнительных дисков 26 и 27 предназначены для удержания смазки (рабочей жидкости) между торцевыми поверхностями уплотнительных дисков 26 и 27 и распределительного диска 14.

Система распределения в насосе за счет плавающего положения прижимных перемычек 18 и уплотнительных дисков 26 и 27 исключает зазоры, обеспечивает высокую герметичность насоса и минимальные объемные потери.

Поршни 10, фиг. 1, находятся в сопряжении с эксцентриком 1 регулятора, а поршни 11 - в сопряжении с внутренней поверхностью статора 30. Во внешнем диске 2 регулятора диаметрально установлены поршеньки 31, входящие в полости его цилиндров 32, сообщенных каналами 33 и 34 с кольцевыми проточками 35 и 36 коллектора 37. Упомянутые поршеньки 31 жестко закреплены на внешней поверхности статора 30.

Максимальный рабочий объем гидромашины соответствует взаимному положению эксцентрика 1 и статора 30, показанного на фиг. 4, когда эксцентриситет e₁ эксцентрика 1 (ось эксцентрика O₁) и эксцентриситет e₂ статора 30 (ось кольца O₂) расположены противоположно относительно друг друга.

Насос работает следующим образом.

При неподвижном регуляторе (нулевой фазовый угол φ=0), фиг. 4, и вращении роторного узла по часовой стрелке, поршни 10 под действием пружин 12, находясь в скользящем контакте с эксцентриком 1 и переходя из положения а через стадии б и в в положение г, всасывают жидкость через каналы 13 из полукольцевого канала 15 и гидролинии Б, фиг. 2. Остальные поршни 10, сообщенные каналами 13 с полукольцевым каналом 16, фиг. 2, переходят из положения г через стадии д и е в положение а и вытесняют жидкость в гидролинию А. Одновременно поршни 11 под действием пружин 12, переходя из положения g через стадии h и j в положение с, всасывают жидкость через каналы 13 из полукольцевого канала 15 и гидролинии Б. Остальные поршни 11, сообщенные каналами 13 с полукольцевым каналом 16 переходят из положения с через стадии d и f в положение g и вытесняют жидкость в гидролинию А. Таким образом, все поршни, попеременно работая на всасывание и нагнетание, создают постоянную подачу жидкости в гидролинию А, всасывая ее из гидролинии Б. При этом подача насоса максимальна и равна Q_max.

При подаче небольшого объема жидкости ΔW, фиг. 1, в проточку 36 и заборе равного объема ΔW из проточки 35 коллектора 37 поршеньки 31, расположенные в цилиндрах 32 внешнего диска 2 смещают статор 30 к оси O, фиг. 4, и уменьшают эксцентриситет e₂ до нуля (оси O и O₂ совмещаются). Такому взаимному расположению ротора 8, эксцентрика 1 и статора 30 соответствует фиг. 5. При этом поршни 11 выводятся из работы, а подача насоса определяется только работой поршней 10:

где z₁ - количество поршней 10 в роторе 8, s_п - площади поршней 10 и 11 (они одинаковы, так как располагаются в одних и тех же цилиндрах 9), м², f_р - частота вращения ротора 8 в об/с, ω_р - угловая скорость вращения ротора 8 в рад/с.

При дальнейшем смещении статора 30 его эксцентриситет е2 относительно ротора 8 становится отрицательным, движение поршней 10 и 11 - синфазным, а при равенстве эксцентриситетов e₂=e₁ подача прекращается совсем, так как поршни 10 всасывают столько жидкости, сколько поршни 11 нагнетают и наоборот.

Объемное регулирование подачи за счет управления объемом Л Ж при не вращающемся регуляторе позволяет изменять подачу насоса от максимума, определяемого подачей

до нуля (если e₁=e₂):

В нулевом фазовом положении регулятора φ=0, показанном на фиг. 4 (в фазе максимальной подачи Q_max), при прохождении радиальных отверстий каналов 13 под перемычками 18, фиг. 2, когда поршни 10 и 11 завершают вытеснение жидкости и двигаются с минимальной скоростью, подходя к «мертвым точкам», в которых их скорости обращаются в ноль, они все еще вытесняют жидкость в полукольцевой канал 16 из своего межпоршневого пространства в цилиндре 9. В момент отсечки радиального отверстия канала 13 от полукольцевого канала 16 перемычкой 18 в межпоршневом пространстве соответствующих поршней 10 и 11 цилиндра 9 образуется запертый объем жидкости. Когда компрессия жидкости в указанном запертом объеме превысит максимальное рабочее давление насоса, клапан 22 перепустит этот объем в канал 16 через отверстие 25, преодолевая сопротивление пружины 23 и давление в проточке 17, равное давлению в гидролинии А, передаваемому в проточку 17 через клапан 20.

В первом фазовом положении регулятора, когда угол φ=π/2 (поворот по часовой стрелке), фиг. 6, поршни 10 и 11, сообщенные с каналом 16, фиг. 2, всасывают из него и нагнетают в него равные объемы жидкости, так же как и поршни, сообщенные с каналом 15. Поэтому ни подачи, ни всасывания из гидролиний А и Б не происходит. Такое положение регулятора соответствует моменту реверсирования подачи насоса.

При переводе регулятора во второе фазовое положение при φ=π, подача насоса вновь становится максимальной, но жидкость теперь вытесняется в канал 15 и гидролинию Б, а всасывается из канала 16 и гидролинии А.

Третье фазовое положение при φ=3π/2 соответствует первому, в котором подача жидкости насосом не производится и он находится в состоянии реверсирования.

В первом фазовом положении регулятора (φ=π/2), соответствующем моменту реверсирования при нулевой подаче насоса, при прохождении радиальных отверстий каналов 13 под перемычками 18, фиг. 2, поршни 10 и 11 движутся с максимальной скоростью и вытесняют максимальный объем жидкости, так как находятся в промежуточном положении между «нижней мертвой точкой» и «верхней мертвой точкой». В момент отсечки радиальных отверстий каналов 13 от полукольцевого канала 16 в межпоршневом пространстве парных поршней 10 и 11 цилиндров 9 кратковременно возникнет существенно больший запертый объем, чем при (р=0. Тем не менее, если компрессия жидкости в запертом объеме превысит максимальное рабочее давление насоса, клапан 22 перепустит этот объем в канал 16 через отверстие 25, преодолевая сопротивление пружины 23 и давление в проточке 17, равное давлению в гидролинии А, передаваемому в проточку 17 через клапан 20.

При вращении вала 3 регулятора по часовой стрелке с постоянной угловой скоростью ω_ф, фиг. 4, его фазовое положение будет изменяться непрерывно φ=ω_ф t, а реверсирование подачи происходить один раз за каждый его оборот. При этом насос будет работать в режиме знакопеременной подачи, когда в гидролиниях А и Б создается знакопеременное движение жидкости.

Подача жидкости в гидролиниях А и Б определяется с учетом угловой скорости вращения регулятора:

то есть будет попеременно, то увеличиваться до максимума Q_max при Cos ω_ф·t=1 (в фазах φ=0 и φ=π), то уменьшаться до нуля при Cos ω_ф·t=1 (в фазах φ=π/2 и φ=3π/2). Выражение:

представляет собой амплитуду колебаний подачи Q_амп.

Значение амплитуды колебаний подачи насоса зависит от разности угловой скорости роторного узла ω_р и угловой скорости ω_ф регулятора:

ω_р-ω_ф.

Поэтому амплитуда подачи насоса Q_амп будет уменьшаться (в соответствии с формулой 1) при увеличении угловой скорости вращения регулятора, если роторный узел и регулятор вращаются в одном направлении.

И наоборот, амплитуда подачи насоса Q_амп будет увеличиваться в соответствии с формулой:

при увеличении угловой скорости вращения регулятора, если роторный узел и регулятор вращаются в противоположных направлениях.

Что бы скомпенсировать уменьшение амплитуды подачи Q_амп и обеспечить ее постоянство при изменении угловой скорости вращения ω_ф, следует увеличивать эксцентриситет e₂ статора 30 относительно ротора 8, фиг. 4.

Если происходит увеличение амплитуды подачи Q_амп то ее постоянство может быть обеспечено за счет уменьшения эксцентриситета e₂ статора 30 относительно ротора 8 до нуля, фиг. 4, и дальнейшего его изменения до максимума в области отрицательных значений.

Работа насоса в режиме знакопеременной подачи может быть использована, например, для приведения штока двухстороннего гидроцилиндра в возвратно-поступательное движение при необходимости возбуждения колебаний, например, испытательных машин.

Таким образом, достигается технический результат полезной модели, заключающийся в возможности управления амплитудой колебаний подачи и поддержания ее постоянной при создании знакопеременных потоков жидкости в процессе изменения угловой скорости регулятора.

Claims (1)

1. Радиально-поршневой насос с фазово-объемным регулированием подачи, содержащий неподвижные уплотнительные диски, корпус, статор, ротор с радиальными цилиндрами и поршнями, расположенный внутри статора, перемычки с пружинами, установленные в диаметрально выполненных проточках и полукольцевые каналы, прорезанные в корпусе между упомянутыми проточками, при этом внутри ротора соосно ему установлен регулятор, имеющий эксцентрик, часть поршней сопряжена с эксцентриком, в перемычках размещены обратные клапаны, подклапанные радиальные отверстия которых сообщены с цилиндрами ротора, надклапанные пространства через отверстия в перемычках и каналы в корпусе сообщены каждое со своим полукольцевым каналом, а полости в проточках сообщены через другие клапаны каждая со своей гидролинией насоса, отличающийся тем, что он дополнительно содержит распределительный диск, образующий с ротором единый роторный узел, установленный соосно регулятору; в каждом цилиндре ротора установлены внешний и внутренний поршни, взаимодействующие через пружину, роторный узел имеет два канала, выведенных из межпоршневых пространств внешних и внутренних поршней в распределительный диск; регулятор с эксцентриком имеет внешний диск и каналы, во внешнем диске диаметрально установлены поршеньки, входящие в его цилиндры, сообщенные упомянутыми каналами с кольцевыми проточками коллектора, размещенного на регуляторе, поршеньки прикреплены к внешней поверхности статора, внутренние поршни ротора сопряжены с эксцентриком регулятора, а внешние сопряжены с внутренней поверхностью статора.

Images