RU2059896C1 - Pressure converter - Google Patents
Pressure converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2059896C1 RU2059896C1 RU93056692A RU93056692A RU2059896C1 RU 2059896 C1 RU2059896 C1 RU 2059896C1 RU 93056692 A RU93056692 A RU 93056692A RU 93056692 A RU93056692 A RU 93056692A RU 2059896 C1 RU2059896 C1 RU 2059896C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- distributor
- hydraulic
- converter
- hydraulic motor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Hydraulic Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидравлическим преобразователям давления (мультипликаторам) и может быть использовано в гидросистемах, работающих при высоких и сверхвысоких давлениях, например применяемых в устройствах для разрушения горных пород, резания различных материалов и очистки поверхностей. The invention relates to hydraulic pressure transducers (multipliers) and can be used in hydraulic systems operating at high and ultrahigh pressures, for example, used in devices for breaking rocks, cutting various materials and cleaning surfaces.
Известны преобразователи давления, состоящие из двухступенчатых гидроцилиндров и распределительных золотников, обеспечивающих их непрерывную работу [1]
В известных преобразователях давления в качестве распределителей используются золотники с возвратно-поступательным движением или поворотные золотники.Known pressure transmitters, consisting of two-stage hydraulic cylinders and distribution spools, ensuring their continuous operation [1]
In known pressure transmitters, spools with reciprocating motion or rotary spools are used as distributors.
Такие распределители требуют механической связи между штоком гидроцилиндра и золотником управления, а также золотника-пилота для обеспечения четкого и надежного переключения при минимальном времени переключения. При этом такие преобразователи давления не обеспечивают стабильной работы гидросистемы, поскольку из-за значительной сжимаемости при давлениях 100 МПа и выше в подобных гидросистемах проявляется неравномерность подачи жидкости высокого давления. Such valves require a mechanical connection between the hydraulic cylinder rod and the control valve, as well as the pilot valve to ensure a clear and reliable switch with minimal switching time. At the same time, such pressure transducers do not provide stable operation of the hydraulic system, since due to significant compressibility at pressures of 100 MPa and higher, unevenness in the supply of high-pressure liquid is manifested in such hydraulic systems.
Известен преобразователь, принятый за прототип [2] в котором используется вращающийся распределитель, обеспечивающий непрерывную работу нескольких гидроцилиндров и фазовый сдвиг при их работе. При этом в качестве привода вращения применен асинхронный электродвигатель с постоянной скоростью вращения. Такое исполнение приводит к резкому снижению коэффициента полезного действия и возрастанию неравномерности подачи рабочей жидкости на выходе при уменьшении производительности преобразователя (уменьшении расхода подаваемого в преобразователь энергоносителя). A known Converter, adopted for the prototype [2] in which a rotating distributor is used, which ensures the continuous operation of several hydraulic cylinders and phase shift during their operation. Moreover, an asynchronous electric motor with a constant speed of rotation was used as a rotation drive. This design leads to a sharp decrease in the efficiency and an increase in the unevenness of the supply of the working fluid at the output while reducing the performance of the converter (reducing the flow rate of energy supplied to the converter).
Поставленной задачей является устранение указанных недостатков. The task is to eliminate these shortcomings.
Поставленной задачей является применение в качестве привода вращения преобразователя роторного объемного гидродвигателя, выполнение соединения гидродвигателя и распределителя последовательным, и подключение гидродвигателя в сливную магистраль после распределителя. The task is to use a rotary volumetric hydraulic motor as a rotation drive, make the hydraulic motor and distributor connected in series, and connect the hydraulic motor to the drain line after the distributor.
Предлагается также выполнение в распределителе секторов напора и слива различной угловой величины, причем угловая величина сектора напора выбирается в соответствии с зависимостью
α° ≅ где αo угловая величина сектора напора в градусах, а
n количество гидроцилиндров.It is also proposed that the distributor of the pressure and discharge sectors of different angular values, and the angular value of the pressure sector is selected in accordance with the dependence
α ° ≅ where α o the angular magnitude of the pressure sector in degrees, and
n number of hydraulic cylinders.
При таком исполнении изменение производительности питающего преобразователь потока рабочей жидкости как в большую от номинала, так и в меньшую сторону, приводит к изменению потока жидкости высокого давления на выходе из преобразователя и соответствующему изменению скорости вращения гидродвигателя и распределителя. При этом КПД преобразователя остается в рабочем диапазоне достаточно высоким, так как при его работе полностью используются рабочие ходы гидроцилиндров, колебания производительности преобразователя, вызванные сжимаемостью рабочей жидкости, минимальны и не меняются с изменением расхода, а выполнение угловой величины напорного сектора в соответствии с указанной выше зависимостью обеспечивает снижение средних скоростей перемещения штоков гидроцилиндров и, следовательно, увеличение ресурса преобразователя. With this design, a change in the productivity of the flow of the working fluid supplying the transducer, both to a larger and lower value, leads to a change in the high-pressure fluid flow at the outlet of the transducer and a corresponding change in the rotation speed of the hydraulic motor and distributor. At the same time, the efficiency of the converter remains quite high in the operating range, since during its operation the working strokes of the hydraulic cylinders are fully used, fluctuations in the productivity of the converter caused by the compressibility of the working fluid are minimal and do not change with the flow rate, and the execution of the angular value of the pressure sector in accordance with the dependence provides a decrease in average speeds of movement of the rods of the hydraulic cylinders and, consequently, an increase in the resource of the Converter.
На фиг. 1 показана гидравлическая схема предлагаемого преобразователя давления с питанием штоковых полостей гидроцилиндров от отдельного источника и вращающимся цапфовым распределителем с одинаковыми угловыми размерами напорного и сливного секторов; на фиг.2 конструктивное исполнение предлагаемого преобразователя (продольный разрез) с распределителем торцового типа в виде плоского диска; на фиг.3 разрез А-А гидродвигателя и распределителя с разными угловыми размерами напорного и сливного секторов. In FIG. 1 shows the hydraulic circuit of the proposed pressure transducer with the power of the rod cavities of the hydraulic cylinders from a separate source and a rotating trunnion distributor with the same angular dimensions of the pressure and discharge sectors; figure 2 design of the proposed Converter (longitudinal section) with the distributor of the mechanical type in the form of a flat disk; figure 3 a section aa of the hydraulic motor and distributor with different angular dimensions of the pressure and discharge sectors.
Предлагаемый преобразователь давления (фиг.1) состоит из распределителя 1, объемного гидромотора 2 и нескольких гидроцилиндров 3, 4 и 5. Каждый из гидроцилиндров 3, 4, 5 состоит из корпуса 6, внутри которого установлен двухступенчатый поршень 7, который образует в корпусе 6 мультипликатора поршневую полость 8, полость 9 и штоковую полость высокого давления 10, уплотненную манжетой 11. Полость высокого давления 10 посредством каналов 12 в корпусе 6 через напорный клапан 13 соединена с выходным каналом высокого давления 14, а через обратный клапан 15 с входным каналом низкого давления 16. The proposed pressure transducer (figure 1) consists of a
Поршневые полости 8 гидроцилиндров 3, 4 и 5 посредством каналов 17, 18, 19 и распределителя соединены с входным 20 и выходным 21 каналами. The
Распределитель 1 состоит из неподвижного цилиндрического корпуса 22, выполненного с выходными каналами 17, 18, 19, расположенными по окружности, внутри которого установлен вращающийся золотник 23, выполненный с двумя секторами напорным 24 и сливным 25, которые посредством каналов в золотнике 23 через двухканальный гидросъемник 26 соединены соответственно с напорным 20 и сливным 21 каналами гидросъемника 16. Напорный 20 канал гидросъемника 26 соединен с напорной магистралью приводной насосной станции (не показана), а сливной 21 канал гидросъемника 26 с входом в гидромотор 2, слив которого 27 соединен с приводной насосной станцией (не показана). Вал гидромотора 2 соединен поводком 28 с вращающимся золотником 23. Полости 9 гидроцилиндров 3, 4 и 5 объединены посредством дренажного канала 29. The
Преобразователь давления (фиг.2) состоит из корпуса 30, на котором закреплены гидроцилиндры 3, 4 и 5 (последний на чертеже не показан), состоящие из корпуса 6, внутри которого установлен двухступенчатый поршень 7, который образует в корпусе 6 гидроцилиндра поршневую полость 8, полость 9 и штоковую полость высокого давления 10, уплотненную манжетой 11. Полость высокого давления 10 посредством каналов 12 в крышке гидроцилиндра через напорный клапан 13 соединена с выходным каналом высокого давления 14, а через обратный клапан 15 с входным каналом низкого давления 16. Поршневые полости 8 гидроцилиндров 3, 4 и 5 посредством каналов 17, 18 в корпусе 30 соединены с выходными каналами распределителя, установленного в полости 31, образованной статорным кольцом 32 и крышкой 33. The pressure transducer (figure 2) consists of a
Распределитель состоит из закрепленного неподвижно в корпусе 30 посредством штифта 34 диска 35, распределительного диска 36, выполненного с напорным секторным пазом 37 и сливным пазом 38 (фиг.3), а также поджимного диска 39 с осевым сквозным каналом и цилиндрическим хвостовиком, размещенным в проточке крышки 33. Поджимной диск 39 посредством штифта 40 закреплен от проворачивания. The distributor consists of a disk 35 fixed to the
Напорный сектор 37 (фиг.3) распределительного диска 36 посредством канала 41, осевого канала в поджимном диске 39 соединен с входным отверстием 42 в крышке 33, а сливной сектор 38 (фиг.3) распределительного диска 36 соединен посредством канала 43 с полостью 31. The pressure sector 37 (FIG. 3) of the
В полости 31 концентрично распределительному диску 36 с опорой на перемычки, образованные на внутренней поверхности статорного кольца 32 (фиг. 3), установлен ротор 43 лопастного гидромотора с лопатками 44, взаимодействующими с профильной внутренней поверхностью статора 32. Рабочие полости 45 гидромотора 43 посредством отверстий 46 в крышке 33 (фиг.2) соединены с полостью 31, а через отверстия 47, объединенные кольцевым каналом 48 (фиг. 2), соединены с выходным штуцером 49. Распределительный диск 36 посредством поводка 50 соединен с роторным кольцом 43 гидромотора. In the
Преобразователь давления работает следующим образом. Рабочая жидкость по напорному каналу 20 (фиг. 1) через напорный канал гидросъемника 26, через распределитель 23, напорный сектор 24, канал 17 попадает в поршневую полость 8 гидроцилиндра 3 и, воздействуя на большой диаметр поршня 7, заставляет его перемещаться вправо. Перемещаясь, поршень 7 своим малым диаметром сжимает жидкость в полости высокого давления 10. Всасывающий клапан 15 при этом под действием давления закрывается, а рабочая жидкость под высоким давлением через напорный клапан 13 и выходной канал 14 подается к потребителю. The pressure transducer operates as follows. The working fluid along the pressure channel 20 (Fig. 1) through the pressure channel of the hydraulic 26, through the
Одновременно через входной канал низкого давления 16 и обратные клапаны 15 гидроцилиндров 4 и 5 рабочая жидкость попадает в полости высокого давления 10 и, воздействуя на малые диаметры поршней 7 гидроцилиндров 4 и 5, заставляет их перемещаться влево. Перемещаясь, поршни 7 большим диаметром через каналы 18 и 19, сливной сектор 25 распределителя 1, сливной канал гидросъемника 26 и через канал 21 подают жидкость на вход гидромотора 2. При этом вал гидромотора 2, вращаясь через поводок 28, приводит во вращение распределитель 23, а жидкость по каналу 27 направляется на слив. Вращаясь таким образом по часовой стрелке, распределитель 23 подает последовательно жидкость в полости гидроцилиндров 3; 3,4; 4; 4,5; 5; 5,3, соединяя одновременно со сливом соответственно полости 8 гидроцилиндров 5, 4; 5; 5,3; 3; 3,4; 4 и т. д. При этом обеспечивается постоянная, равномерная подача жидкости высокого давления через выходной канал 4. At the same time, through the inlet channel of the
Преобразователь давления (фиг.2 и 3) работает следующим образом. Через входное отверстие 43 в крышке 33, через осевой канал в поджимном диске 39, канал 41, напорный секторный паз 37 (фиг.3) распределительного диска 36, канал 17 (фиг. 2) рабочая жидкость попадает в поршневую полость 8 гидроцилиндров 3 и 5 (не показан) и, воздействуя на большой диаметр двухступенчатых поршней 7, перемещает их влево. Перемещаясь, поршни 7 малыми диаметрами сжимают жидкость в полости высокого давления 10, при этом обратные клапаны 15 закрываются, а жидкость под высоким давлением через напорные клапаны 13 и выходной канал высокого давления 14 направляется к потребителю. The pressure Converter (figure 2 and 3) works as follows. Through the
Одновременно через входной канал низкого давления 16 и обратные каналы 15 гидроцилиндра 4 рабочая жидкость подается в полость высокого давления 10 и, воздействуя на малый диаметр двухступенчатого поршня 7, заставляет его перемещаться влево. Перемещаясь, поршень 7 в корпусе 6 большим диаметром через канал 8, сливной сектор 38 (фиг.3) и канал 43 в распределительном диске 26, вытесняет рабочую жидкость в полость 31 и далее через каналы 46 (фиг. 3) в рабочие полости гидромотора 45. При этом жидкость, воздействуя на лопатки 44 лопастного гидромотора, приводит во вращение по часовой стрелке его роторное кольцо 45, через поводок 50 распределительный диск 26. At the same time, through the low-
В процессе вращения роторного кольца 45 с лопатками 44 жидкость (фиг.3) через отверстия 47, кольцевой канал 48 (фиг.2) в крышке 33 и выходной штуцер 49 направляется на слив. Вращаясь таким образом, распределительный диск 26, благодаря тому, что угловая величина напорного сектора больше угловой величины сектора слива и связана с количеством гидроцилиндров зависимостью
α° ≅ где αo угловая величина напорного сектора в градусах, а
n количество гидроцилиндров, подает последовательно жидкость в полости низкого давления 8 гидроцилиндров 3, 4; 4,5; 5,3; соединяя одновременно со сливом соответственно полости 8 гидроцилиндров 5, 3, 4. Далее рабочий цикл повторяется. При этом обеспечивается постоянная равномерная подача жидкости высокого давления и при максимально возможном количестве одновременно работающих гидроцилиндров обеспечиваются минимальные скорости скольжения в манжетах высокого давления 11, что значительно увеличивает ресурс работы преобразователя.In the process of rotation of the
α ° ≅ where α o the angular magnitude of the pressure sector in degrees, and
n the number of hydraulic cylinders, sequentially delivers the liquid in the low-
Таким образом сущность изобретения заключается в том, что предлагаемый преобразователь давления, состоящий из двухступенчатых гидроцилиндров, соединенных с напорной и сливной магистралями источника гидравлической энергии посредством установленного на входе в преобразователь распределителя с секторами напора и слива, привода вращения распределителя, напорных и обратных клапанов на выходе, причем привод вращения распределителя выполнен гидравлическим посредством объемного роторного гидродвигателя, соединение гидродвигателя и распределителя выполнено последовательным, а гидродвигатель установлен в сливной магистрали между распределителем и источником гидравлической энергии. Thus, the essence of the invention lies in the fact that the proposed pressure transducer, consisting of two-stage hydraulic cylinders connected to the pressure and drain lines of a hydraulic power source by means of a distributor installed at the inlet to the converter with pressure and drain sectors, a rotary drive of the distributor, pressure and check valves at the outlet moreover, the rotational drive of the distributor is made hydraulic by means of a volumetric rotary hydraulic motor, the connection of the hydraulic motor and redelitelya is sequential and the hydraulic motor installed in the drain pipe between the distributor and the source of hydraulic power.
Кроме того, предлагается выполнение секторов напора в распределителе с угловой шириной α (в градусах), связанной с количеством гидроцилиндров n зависимостью
α° ≅ а распределитель преобразователя установлен в центральном отверстии гидродвигателя, причем золотник распределителя соединен с ротором гидродвигателя поводком.In addition, it is proposed the implementation of the pressure sectors in the distributor with an angular width α (in degrees) associated with the number of hydraulic cylinders n dependence
α ° ≅ and the distributor of the converter is installed in the Central hole of the hydraulic motor, and the spool of the distributor is connected to the rotor of the hydraulic motor by a leash.
Предлагаемая конструкция обеспечивает компактность, простоту устройства, значительное расширение диапазона изменения расхода жидкости высокого давления на выходе без снижения КПД устройства и увеличенный ресурс работы преобразователя. The proposed design provides compactness, simplicity of the device, a significant expansion of the range of variation of the flow rate of high pressure liquid at the outlet without reducing the efficiency of the device and an increased service life of the converter.
Claims (3)
где α° угловая величина сектора напора в распределителе, град.2. The pressure Converter according to claim 1, characterized in that the angular magnitude of the pressure sector in the valve spool is selected depending on the number of hydraulic cylinders in accordance with the dependence
where α ° is the angular value of the pressure sector in the distributor, deg.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93056692A RU2059896C1 (en) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | Pressure converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93056692A RU2059896C1 (en) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | Pressure converter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2059896C1 true RU2059896C1 (en) | 1996-05-10 |
RU93056692A RU93056692A (en) | 1996-07-27 |
Family
ID=20150558
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93056692A RU2059896C1 (en) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | Pressure converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2059896C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2472977C2 (en) * | 2009-07-27 | 2013-01-20 | Ойлгиер Тоулер С.А.С. | Device for actuation of metal-forming machines (versions), method of actuation of metal-forming machines and control system of metal-forming machines |
-
1993
- 1993-12-21 RU RU93056692A patent/RU2059896C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2472977C2 (en) * | 2009-07-27 | 2013-01-20 | Ойлгиер Тоулер С.А.С. | Device for actuation of metal-forming machines (versions), method of actuation of metal-forming machines and control system of metal-forming machines |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6296460B1 (en) | Rotary cavity pump | |
US5879137A (en) | Method and apparatus for pressurizing fluids | |
US3771918A (en) | Linear positive displacement pump with rotary to reciprocating drive | |
US3637330A (en) | Multichamber tubular diaphragm pump | |
CN112283102A (en) | Plunger pump | |
CN208169076U (en) | Reciprocating screw rod type gas compression system | |
RU2059896C1 (en) | Pressure converter | |
US3626810A (en) | Variable reversible piston pump | |
US2359513A (en) | Variable volume pump | |
EP0205569A1 (en) | Mud pump. | |
FR2292854A1 (en) | Rotary cylinder hydraulic pump or motor - has regulating disc to vary through put short circuiting several cylinders | |
CN111828310B (en) | Radial special-shaped plunger pump with blade characteristics and working method thereof | |
CN210195944U (en) | Inclined sealing ring flow distribution mechanism, axial plunger motor and axial plunger pump | |
JPH041196B2 (en) | ||
CN112112799B (en) | Inner rotor swinging scraper device used as pump or motor | |
CN111279075A (en) | Rotary cartridge pump with separate guide and centering means for the cartridge | |
RU2027910C1 (en) | Variable-capacity rotary pump-compressor | |
US3273511A (en) | Rotary multi-flow pump or compressor | |
CN111878388A (en) | Inner rotor swing scraper pump | |
US1925333A (en) | Compressor | |
RU3898U1 (en) | MEMBRANE NODE | |
CN117090763A (en) | Rotary plunger compression mechanism, hydraulic pump thereof and air compressor | |
RU2482331C1 (en) | Hydraulically driven pumping unit | |
CN220566208U (en) | Single-machine multipurpose diaphragm pump for coating | |
JP2000337249A (en) | Energy-saving pump |