RU2121603C1

RU2121603C1 - Variable-capacity piston pump

Info

Publication number: RU2121603C1
Application number: RU96113869A
Authority: RU
Inventors: Борис Васильевич Пылаев
Original assignee: Борис Васильевич Пылаев
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1996-07-10
Publication date: 1998-11-10

Abstract

FIELD: branches of industry where control of volume of working machine is required. SUBSTANCE: pump has at least two pistons forming single volume, two one-throw crankshafts; each crankshaft is kinematically linked with one piston. Crankshafts are connected with swivel hydraulic motor providing for turn of one crankshaft relative to other crankshaft, thus changing operating phases of crankshafts and consequently output of pump. When crankshafts are operating in anti-phase, pump output is maximum and when they are working in similar phase, pump output is equal to zero. EFFECT: simplified construction; compactness; enhanced reliability. 4 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к поршневым машинам с плавно регулируемым рабочим объемом на работающей машине, и может быть использовано в насосах, гидромоторах, пневмодвигателя и компрессорах. The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to piston machines with continuously variable displacement on a running machine, and can be used in pumps, hydraulic motors, air motors and compressors.

Известны поршневые машины, в которых рабочий объем регулируют изменением хода поршня (патенты РФ N 2035616, F 04 B 9/02, 22.07.92; N 2027906, F 04 B 49/00, 31.01.92). Эти машины имеют громоздкую конструкцию, что делает их дорогими и ненадежными. Piston machines are known in which the working volume is controlled by changing the piston stroke (RF patents N 2035616, F 04 B 9/02, 07/22/92; N 2027906, F 04 B 49/00, 01/31/92). These machines have a bulky design, which makes them expensive and unreliable.

Известен также регулируемый поршневой насос, принятый прототипом, в котором ход поршней постоянный (авторское свидетельство СССР N 234148, F 04 B 9/04, 29.07.67), в котором изменение рабочего объема можно осуществлять на работающем насосе. An adjustable piston pump adopted by the prototype is also known, in which the piston stroke is constant (USSR author's certificate N 234148, F 04 B 9/04, 07.29.67), in which the working volume can be changed on a working pump.

Признаки известного регулируемого поршневого насоса (прототипа), совпадающие с заявляемым изобретением, следующие. Он содержит по крайней мере два поршня, образующих единый рабочий объем, и два кривошипных вала. Каждый поршень кинематически связан с одним кривошипным валом, образуя механизм преобразования (МП) вращательного движения кривошипа в поступательное движение поршня и имеется механизм изменения угла относительного положения кривошипных валов. Кривошипные валы кинематически связаны друг с другом и имеется устройство, изменяющее относительное положение кривошипных валов, то есть конструкция обеспечивает относительное изменение фаз работы двух МП. Signs of a known adjustable piston pump (prototype), consistent with the claimed invention, the following. It contains at least two pistons forming a single working volume, and two crank shafts. Each piston is kinematically connected with one crank shaft, forming a mechanism for converting (MP) the rotational movement of the crank into the translational motion of the piston and there is a mechanism for changing the angle of the relative position of the crank shafts. The crank shafts are kinematically connected with each other and there is a device that changes the relative position of the crank shafts, that is, the design provides a relative change in the phases of the two MPs.

Конструкция известного насоса достаточно сложная, содержит зубчатые передачи, что делает насос громоздким и дорогим в изготовлении, а также менее надежным. The design of the known pump is quite complex, contains gears, which makes the pump cumbersome and expensive to manufacture, as well as less reliable.

В качестве конструктивной схемы предлагаемого изобретения взята схема поршневой машины с качающейся шайбой, предложенная автором (RU, патент 2085792, 1997), а также известный в технике поворотный гидромотор (Крайнев А. В. Словарь-справочник по механизмам, 2-е изд., М., Машиностроение, 1987, с. 299). As a constructive scheme of the invention, a piston machine with a swash plate was proposed by the author (RU, patent 2085792, 1997), as well as a rotary hydraulic motor known in the art (Krainev A.V. Dictionary of Mechanisms, 2nd ed., M., Mechanical Engineering, 1987, p. 299).

Технической задачей, поставленной в настоящем изобретении, является создание компактной, надежной и простой в изготовлении конструкции. The technical problem posed in the present invention is the creation of a compact, reliable and easy to manufacture design.

Эта задача решается тем, что насос содержит по крайней мере два поршня, образующих единый рабочий объем, два кривошипных вала, поворотный гидродвигатель, вспомогательный насос и гидрораспределитель. Каждый поршень кинематически связан с одним кривошипным валом МП и имеется механизм изменения угла относительного положения кривошипных валов. Внешняя и внутренняя части поворотного гидромотора жестко соединены соответственно с каждым из кривошипных валов, при этом обеспечивается принудительное изменение относительного углового положения валов. Рабочие полости поворотного гидродвигателя через гидрораспределитель связаны с вспомогательным насосом. This problem is solved in that the pump contains at least two pistons forming a single working volume, two crank shafts, a rotary hydraulic motor, an auxiliary pump and a hydraulic distributor. Each piston is kinematically connected with one MP crank shaft and there is a mechanism for changing the angle of the relative position of the crank shafts. The outer and inner parts of the rotary hydraulic motor are rigidly connected respectively to each of the crank shafts, while providing a forced change in the relative angular position of the shafts. The working cavity of the rotary hydraulic motor through the valve is connected to the auxiliary pump.

Насос снабжен поворотным гидродвигателем, вспомогательным насосом и гидрораспределителем, при этом внешняя и внутренняя части поворотного гидродвигателя жестко соединены соответственно с каждым из кривошипных валов, с возможностью принудительного изменения их относительного углового положения, а его рабочие полости через гидрораспределитель связаны с вспомогательным насосом. The pump is equipped with a rotary hydraulic motor, an auxiliary pump and a hydraulic distributor, while the external and internal parts of the rotary hydraulic motor are rigidly connected respectively to each of the crank shafts, with the possibility of forcing their relative angular position to be changed, and its working cavities are connected through the hydraulic distributor to the auxiliary pump.

На фиг. 1 дан общий вид насоса в разрезе;
на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1;
на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1;
на фиг. 4 - схема насоса при положении кривошипов, повернутых на 180^o относительно положения, показанного на фиг. 1.In FIG. 1 shows a General view of the pump in section;
in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1;
in FIG. 3 is a section BB in FIG. 1;
in FIG. 4 is a diagram of a pump with the position of the cranks rotated 180 ^° relative to the position shown in FIG. 1.

Регулируемый поршневой насос содержит корпус 1 с цилиндром 2, установленные в цилиндре поршни 3, 4, образующие рабочий объем 5. В корпусе на подшипниках установлены кривошипные валы 6 и 7 с наклонными кривошипами 8 и 9, вал 6 имеет выходной конец 10, для подсоединения к приводному двигателю (не показан), а на кривошипах установлены качающиеся шайбы 11 и 12 с пальцами 13 и 14, которые посредством кулис 15 и 16 соединены с поршнями. На кривошипных валах соосно их осям жестко смонтированы внешняя 17 и внутренняя 18 части поворотного гидродвигателя с рабочими объемами 19 и 20, соединенные с выполненными в кривошипном валу 7 каналами 21 и 22. Рабочий объем 5 через золотниковый гидрораспределитель 23 соединен с всасывающим 24 и нагнетательным 25 патрубками, а каналы 21, 22 через муфту 26 и золотник управления 27 соединены с вспомогательным насосом 28 и сливным патрубком 29. The adjustable piston pump contains a housing 1 with a cylinder 2, pistons 3, 4 installed in the cylinder, forming a working volume 5. The crankshafts 6 and 7 with the inclined cranks 8 and 9 are mounted on the bearings, the shaft 6 has an output end 10, for connecting to a drive motor (not shown), and on the cranks mounted oscillating washers 11 and 12 with fingers 13 and 14, which are connected via pistons 15 and 16 to the pistons. The outer 17 and inner 18 parts of the rotary hydraulic motor with working volumes 19 and 20 connected to channels 21 and 22 made in the crank shaft 7 are rigidly mounted on the crank shafts coaxially with their axes. and the channels 21, 22 through the coupling 26 and the control valve 27 are connected to the auxiliary pump 28 and the drain pipe 29.

Насос работает следующим образом. The pump operates as follows.

При вращении кривошипного вала 6, через поворотный гидродвигатель вращение передается кривошипному валу 7, и через качающиеся шайбы 11 и 12 поршням 3 и 4, которые совершают возвратно-поступательные движения, при этом изменяется рабочий объем 5. Максимальное изменение рабочего объема за один оборот кривошипного вала 6 обеспечивает максимальную подачу насоса, что осуществляется при работе двух кривошипных валов в противофазе, как показано на фиг. 1. Для уменьшения подачи необходимо перевести золотник управления 27 в левое положение, при этом полость 20 поворотного гидродвигателя будет соединена с вспомогательным насосом 28, полость 19 со сливом, кривошипный вал 7 повернется относительно вала 6, фазы работы валов изменятся и подача насоса уменьшится. Для фиксации относительного положения кривошипов золотник управления устанавливают в среднее положение. Подача насоса будет отсутствовать при работе двух кривошипных валов при одинаковых фазах, как показано на фиг. 4, так как в этом случае рабочий объем 5 изменяться не будет. When the crank shaft 6 is rotated, rotation is transmitted through the rotary hydraulic motor to the crank shaft 7, and through the swash plates 11 and 12 to the pistons 3 and 4, which make reciprocating movements, the working volume 5 is changed. The maximum change in the working volume per one revolution of the crank shaft 6 provides maximum pump flow, which is achieved when two crank shafts are in antiphase, as shown in FIG. 1. To reduce the flow, it is necessary to move the control spool 27 to the left position, while the cavity 20 of the rotary hydraulic motor will be connected to the auxiliary pump 28, the cavity 19 with the drain, the crank shaft 7 will rotate relative to the shaft 6, the phases of the shafts will change and the pump flow will decrease. To fix the relative position of the cranks, the control spool is set to the middle position. Pump supply will be absent during operation of two crank shafts at the same phases, as shown in FIG. 4, since in this case the working volume 5 will not change.

Представленную конструкцию можно использовать как гидромотор с регулируемым объемом. The presented design can be used as a variable displacement hydraulic motor.

Тип МП в предлагаемом изобретении несущественен: может быть использован кривошипно-шатунный механизм или механизм с наклонной шайбой. The type of MP in the present invention is insignificant: a crank mechanism or a mechanism with an inclined washer can be used.

Claims

An adjustable piston pump, comprising at least two pistons forming a single working volume, two crank shafts, each of which is kinematically connected with one piston, as well as a mechanism for changing the angle of the relative position of the crank shafts, characterized in that it is equipped with a rotary hydraulic motor, an auxiliary pump and hydrodistributor, while the external and internal parts of the rotary hydraulic motor are rigidly connected respectively to each of the crank shafts with the possibility of forced change of their relative Tel'nykh angular position and its working cavity through a control valve connected to the auxiliary pump.