BG113519A - Метод за удостоверяване - Google Patents

Abstract

Изобретението се отнася до метод за удостоверяване, предназначен за разрешаване на достъп и може да намери приложение за целите на осигуряване на по-високо ниво на сигурност при електронна идентификация и/или комуникация и защита срещу неоторизиран достъп, включително при визуално, видео или друг вид наблюдение на процеса. Методът е приложим и работи успешно в различни физически, виртуални и операционни среди, като защитата се постига чрез комбиниране на тайни елементи с подвеждащи елементи и неявни правила, които освен това могат да бъдат променяни от скрити инструкции. Методът значително ограничава възможностите за използване на стандартни методи за проследяване на действията на потребителя чрез записване на клавишни комбинации и последователности и/или записване на движения на курсора, или заснемане на показанията на екрана, или визуално наблюдение, тъй като видимите действия не разкриват тайната комбинация. Също така методът не изисква използване на допълнителни устройства или ключове за сигурност от какъвто и да е вид.

Description

МЕТОД И УСТРОЙСТВО ЗА ТОЧНО ПОЗИЦИОНИРАНЕ НА ПОДЕМЕН МЕХАНИЗЪМ С ИЗПОЛЗВАНЕ НА РЕГУЛИРУЕМО

ОБЕМНО ХИДРАВЛИЧНО ЗАДВИЖВАНЕ, РАБОТЕЩО В ДВИГАТЕЛЕН И РЕКУПЕРАТИВЕН РЕЖИМ

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТА

Изобретението се отнася до метод и устройство за точно позициониране на подемен механизъм с използване на регулируемо обемно хидравлично задвижване, работещо в двигателен и рекуперативен режим, което може да намери приложение за вдигане и спускане на товари при подемни устройства, например електрокари, хидравлични асансьори, подемни платформи (лифтове) и други.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА

Известен е метод за рекуперативно и регулируемо електрохидравлично задвижване на подемника с товар при електрокари [1], [2], [3] и [7], основан на честотно регулиране и реверсиране на електропомпенния блок, съответно и на обемния дебит към и от еднодействащ хидравличен цилиндър за „вдигане/спускане“ на товара. В режим „спускане“ потенциалната енергия на издигнатия във височина товар се преобразува последователно в хидравлична и след това в електрическа енергия на „изхода“ чрез нерегулируема и реверсивна хидравлична помпа/мотор, която задвижва в генераторен режим честотно регулирана, реверсивна и обратима електрическа машина, с „твърда“ механична характеристика. Получената по-този начин рекуперирана електрическа енергия, се връща обратно в първичния източник.

Аналогичен метод за рекуперативно и регулируемо електрохидравлично задвижване на подемника с товар се реализира традиционно в електрокари [4] и [5], където за целта се използват обемна регулируема хидравлична помпа/мотор, с реверсивна посока на потока и нерегулируема, нереверсивна и обратима електрическа машина. В режим „спускане“ на товара, хидравличната помпа/мотор ускорява вала на електрическата машина и тя преминава в „генераторен“ режим, връщайки електрическа енергия в първичния източник.

Известен е също метод за рекуперативно и регулируемо хидравлично задвижване на подемен кран [8], при който в режим „спускане“ на товар се реализира връщане (рекупериране) на енергия, с използване на двустепенни, механично свързани, регулируеми и обратими помпени блокове, които преобразуват последователно и съхраняват за повторно използване рекуперираната енергия в газо-хидравлични акумулатори.

Известно е устройство [1], [2], [3] и [7] реализиращо първия метод, което включва честотно регулирана, реверсивна и обратима първична електрическа машина, механично свързана с вала на нерегулируема обемна хидравлична помпа/мотор, обединени в общ конструктивен блок. Хидравличният „вход“ на помпата/мотор е свързан чрез тръбопровод с маслен резервоар, а „изходът“ чрез напорен тръбопровод и 2/2 разпределител (с функция на обратен клапан, в позиция „затворено“), или с хидравлично управляем обратен клапан, е свързан с еднодействащ хидравличен цилиндър за „вдигане/спускане“ на товара.

Известно е устройство [4] и [5], реализиращо втория метод, което включва нерегулируема и обратима първична електрическа машина, механично свързана с регулируема обемна хидравлична помпа/мотор, като с помощта на специализирани пропорционални електро-хидравлични механизми, е осигурена възможност за двупосочно изменение на параметъра за регулиране, а именно ъгъла на наклона на диска или цилиндровия блок на хидравличната помпа/мотор.

Известно е устройство [8], реализиращо третия метод, което включва двустепенни механично свързани, чрез валове и зъбна предавка, хидравлични помпени блокове. Основният помпен блок включва нерегулируем и нереверсивен първичен двигател, валът на който е свързан към общия вал на главна, регулируема обемна помпа и регулируема хидравлична помпа/мотор, които са свързани паралелно, чрез управляеми разпределителни устройства и обратни клапани, с изпълнителните хидравлични двигатели и в частност подемен хидравличен цилиндър с товар. Вторичният помпен блок, чрез зъбна предавка е свързан механично с вала на основния блок и включва в състава си регулируема хидравлична помпа/мотор, „изходът“ на която е свързан хидравлично през управляем обратен клапан с хидравличен акумулаторен блок и предпазен клапан за налягане.

Известно е устройство [6], за рекуперативно електро-хидравлично задвижване на електрокар, което включва в състава си първична нерегулируема, нереверсивна и обратима електрическа машина, с два изхода на вала, които са свързани от една страна с вала на нерегулируема и нереверсивна обемна помпа, а от друга чрез еднопосочен механичен съединител с вала на обемен нереверсивен хидравличен мотор. Хидравличните „изход“ на помпата и „вход“ на хидравличния мотор, през разпределителни устройства, са свързани с хидравличния цилиндър за товара и цилиндъра, за управление на наклона на стрелата.

Недостатъци на известните методи и устройства са, че регулирането с изменение честотата на въртене (оборотите) на първичната електрическа машина, респективно на нерегулируемата хидравлична помпа/мотор, е ограничено от минимално допустимите ниски обороти на хидравличната помпа/мотор под товар. Това води до високо „прагово“ ниво в долната зона на регулиране и съответно до „ударно“ потегляне на хидравличното задвижване, което затруднява и забавя точното позициониране на товара.

з „Ударното натоварване“ е съществено, с използване на нерегулируеми електрически и хидравлични машини в задвижването на товара.

От друга страна аналоговото изменение на работния обем, на регулируемите хидравлични машини и респективно на обемния дебит през тях, се осигурява от сложни, скъпи и ненадежни електро-хидро-механични регулатори, с голяма времеконстанта и наличие на „зона на нечуствителност“ в началната „нулева“ точка на регулиране (около „нулевия“ дебит). Това затруднява и забавя точното позициониране на товара. Помпените устройства са голямогабаритни, скъпи и с по-ниска ефективност. Използването на „вторично“ регулиране с хидравличен акумулаторен блок води до усложнена, скъпа с големи габарити и маса хидравлична техника, а двойното хидро-механично преобразуване на енергията има по-ниска ефективност и надеждност.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ

Задачата на изобретението е да се създаде метод и устройство за точно позициониране на подемен механизъм чрез използване на регулируемо обемно хидравлично задвижване, работещо в двигателен и рекуперативен режим, които да осигурят прецизно регулиране на скоростта, ускорението и позиционирането на товара, в двете посоки на движение - от „нула“ до „максимум“ и обратно. При това в режим „спускане“ потенциалната енергия на издигнатия във височина товар е последователно преобразувана в електрическа на „изхода“ и върната обратно (рекуперирана) в първичния източник на електрическа енергия. Осигурена е ниска себестойност на устройството, високо бързодействие, голяма надеждност и увеличен моторесурс.

Задачата се решава с метод за точно позициониране на подемен механизъм с използване на регулируемо обемно хидравлично задвижване, работещо в двигателен и рекуперативен режим, основан на паралелна работа на два електро-помпени блока, които се задвижват от първични обратими електрически машини, с „твърда“ механична характеристика и честотно регулиране на оборотите. Помпените блокове включват в състава си обемни нерегулируеми и обратими хидравлични машини с напорни магистрали (тръбопроводи), които се свързват в общ хидравличен център, като едната хидравлична машина работи в помпен режим, а другата в режим на хидравлична помпа/мотор, при фиксирани,,долна-допустима“ и „горна-максимална“ граници на обороти, под товар. В началния момент на регулиране дебитът от главната помпа се „поглъща“ изцяло от хидравличната помпа/мотор, а „допълването“ с работна течност се осъществява от резервоара, през смукателен тръбопровод и изолиращ обратен клапан към общия хидравличен център. До момента на изравняване на дебитите от двете хидравлични машини, налягането в общия хидравличен център е „нулево“ и електрическата машина, която задвижва хидравличната помпа/мотор работи в двигателен режим, а в момента на изравняване на дебитите на двете паралелно работещи хидравлични машини, обратният клапан в смукателния тръбопровод „затваря“ и при следващото плавно увеличаване на дебита от главната помпа в центъра, следва натоварване по налягане и обратимата електрическа машина, която задвижва хидравличната помпа/мотор преминава в генераторен режим на работа с отдаване (връщане) на електрическа енергия в първичния източник, докато главният помпен агрегат черпи електрическа енергия от източника. Положителната разлика в дебитите води до повишаване на налягането в хидравличния център, лимитирано от външното натоварване и от там през обратния клапан на 2/2 разпределител (в изходна позиция “затворено“) и свързващ напорен тръбопровод, работната течност преминава „свободно“ през изолиращ авариен клапан и постъпва на „входа“ на еднодействащ (плунжерен) хидравличен цилиндър, който от своя страна задвижва плавно и безударно подемния механизъм. В режим „вдигане“ регулирането на скоростта, ускорението и позиционирането на товара се извършва чрез честотно регулиране на оборотите на главната помпа, респективно и на дебита, така че дебитната разлика в хидравличния център да се изменя плавно и безударно от “0“ до „максимум“ и обратно, без промяна на фиксираната „долна граница“ с обороти (под товар) на хидравличната помпа/мотор. Режимите за „позициониране“ на товара и след това за „спускане“ надолу, се осъществяват в позиция „отворено“ на 2/2 разпределителя, чрез плавно изменение на оборотите на хидравличната помпа/мотор, при фиксирана „долна граница“ обороти (под товар) на главната помпа. След достигане на долно „изходно“ ниво (позиция) на товара, оборотите на хидравличната помпа/мотор и нейния обемен дебит се изравняват с тези на главната помпа, след което 2/2 разпределителят превключва в позиция „затворено“ и с минимално понижение на оборотите на главната помпа, спрямо тези на хидравличната помпа/мотор, отново се установява изходно „нулево“ налягане в хидравличния център, а обемното хидравлично задвижване работи на „празен ход“.

Втори вариант за реализиране на метода за точно позициониране на подемен механизъм с използване на регулируемо обемно хидравлично задвижване, работещо в двигателен и рекуперативен режим се осъществява, като „главният“ електро-помпен блок включва честотно регулирана, реверсивна и обратима електрическа машина с „твърда” механична характеристика, която задвижва нерегулируема обемна и реверсивна хидравлична помпа/мотор, обозначена като „главна“ в хидравличната система. Тя подава обемен дебит през общия хидравличен център към напорния „вход” на втория „опорен” електро-помпен блок, който е с малка мощност, лимитирана от максималното налягане в хидравличната система и „долната граница” от допустими обороти на „главната“ хидравлична помпа/мотор, под товар. „Опорният“ помпен блок включва в състава си нерегулируема обемна и ревесивна хидравлична помпа/мотор, която се задвижва от нерегулируема, реверсивна и обратима електрическа машина, с „твърда” механична“ характеристика, при постоянна честота на въртене (обороти) на вала, под товар. В началния момент на регулиране дебитът от главната хидравлична помпа/мотор се „поглъща“ изцяло от опорната хидравлична помпа/мотор, а „допълването“ с работна течност се осъществява от резервоара, през смукателен тръбопровод и изолиращ обратен клапан към общия хидравличен център. До момента на изравняване на дебитите от двете хидравлични машини, налягането в общия хидравличен център е „нулево“ и електрическата машина, която задвижва опорната хидравлична помпа/мотор работи в двигателен режим, а в момента на изравняване на дебитите на двете паралелно работещи хидравлични машини, обратният клапан в смукателния тръбопровод „затваря“ и при следващото плавно увеличаване на дебита от главната хидравлична помпа/мотор в центъра, следва натоварване по налягане и обратимата електрическа машина, която задвижва хидравличната помпа/мотор преминава в генераторен режим на работа с отдаване (връщане) на електрическа енергия в първичния източник, докато главният помпен агрегат черпи електрическа енергия от източника. Положителната разлика в дебитите води до повишаване на налягането в хидравличния център, лимитирано от външното натоварване и от там през обратния клапан на 2/2 разпределител (в изходна позиция “затворено“) и свързващ напорен тръбопровод, работната течност преминава „свободно“ през изолиращ авариен клапан и постъпва на „входа“ на еднодействащ (плунжерен) хидравличен цилиндър, който от своя страна задвижва плавно и безударно подемния механизъм. В режим „вдигане“ регулирането на скоростта, ускорението и позиционирането на товара, се извършва чрез честотно регулиране на оборотите на главната помпа, респективно и на дебита, така че дебитната разлика в хидравличния център да се изменя плавно и безударно от “0“ до „максимум“ и обратно, без промяна на фиксираната „долна граница“ с обороти (под товар) на хидравличната помпа/мотор. Режимите за „позициониране“ на товара и след това за „спускане“ надолу, се осъществяват в позиция „отворено“ на 2/2 разпределителя, чрез плавно изменение на оборотите на хидравличната помпа/мотор, при фиксирана „долна граница“ обороти (под товар) на главната помпа. След достигане на долно „изходно“ ниво (позиция) на товара, оборотите на хидравличната помпа/мотор и нейният обемен дебит се изравняват с тези на главната помпа, след което 2/2 разпределителят превключва в позиция „затворено“ и с минимално понижение на оборотите на главната помпа, спрямо тези на хидравличната помпа/мотор, отново се установява изходно „нулево“ налягане в хидравличния център, а обемното хидравлично задвижване работи на „празен ход“. По-особено се структурира режима „спускане” на товара. След „позициониране“ на товара в горно положение, 2/2 разпределителят „затваря” и изолира напорната хидролиния, към и от хидравличния цилиндър. Оборотите на „главната“ хидравлична машина, която досега работи в помпен режим, леко се понижават и в хидравличния център се установява „нулево” налягане, при допустима „долна“ граница ниски обороти за „главната“ хидравлична машина. Следва бърз и едновременен процес на реверсиране и на двата електро-помпени блока. Втората хидравлична машина в „опорния“ помпен блок, преминава от двигателен в „помпен“ режим, засмуква работна течност от резервоара и през допълнителен смукателен тръбопровод с обратен клапан, подава работна течност към общия хидравличен център. Оборотите на „главната“ хидравлична машина леко се понижават така, че да се получи минимална положителна дебитна разлика от обемен дебит в хидравличния център. В този момент налягането в центъра се повишава до лимитираната стойност от товара, след което следва функция „отворено” на 2/2 разпределителя. Чрез регулиране на оборотите на „главната“ хидравлична машина, която сега работи в двигателен режим, плавно се ускорява/забавя движението на товара в режим „спускане”. При този режим „главната“ и регулируема електрическа машина преминава в генераторен режим, преобразува потенциалната енергия на издигнатия във височина товар в електрическа и я връща (рекуперира) в първичния източник на електрическа енергия.

И при двата варианта за правилно и ефективно реализиране на метода се използват електронни датчици за честота на въртене (обороти) на вала, налягане, температура на работната течност и позициониране на товара. Управлението на работния процес се извършва чрез контролерни устройства, индиректно от оператор или напълно автоматизирано при автоматичен вариант за изпълнение на метода. За обезпечаване на нормални и безаварийни условия на работа на хидравличното задвижване се използва „двигателният“ режим на работа на една от двете хидравлични машини. Предпочитание се отдава на втората („опорна“) в режим на хидравлична помпа/мотор, като потокът работна течност от „изхода” на хидравличната машина постъпва през обратен клапан в отливната хидравлична линия с последователно работещи отливен (фин) филтър и охладител за течността. В този режим на работа отливната линия остава изолирана от паралелно включения към нея допълнителен смукателен тръбопровод и резервоара чрез допълнителен обратен клапан.

Създава се, при първи вариант на изпълнение, устройство за точно позициониране на подемен механизъм с използване на регулируемо обемно хидравлично задвижване, работещо в двигателен и рекуперативен режим, което включва в състава си регулируем първичен електрически двигател с „твърда” механична характеристика, куплиран с вала на нерегулируема и нереверсивна обемна помпа, хидравличният „изход” на която през общ хидравличен център е свързан паралелно с „вход/изход” на нерегулируема и неверсивна обемна хидравлична помпа/мотор, валът на която е механично свързан с вала на регулируема и обратима електрическа машина с „твърда” механична характеристика. Съгласно изобретението към напорната линия с общия хидравличен център са паралелно свързани обратен клапан със смукателен тръбопровод и предпазен клапан за налягане с отливен тръбопровод към резервоара. Общият хидравличен център, чрез отделна напорна хидравлична линия и включени последователно към нея 2/2 хидравличен разпределител в изходна позиция „затворено” (с вградена функция на „обратен клапан“) и електромагнитно управление, както и авариен клапан за изолиране на разрушен тръбопровод, е свързан с „вход/изход“ на еднодействащ хидравличен цилиндър за товара. За обезпечаване на контрола и управлението/регулирането на работните процеси в хидравличното задвижване на подемния механизъм са предвидени контролни точки с вградени датчици за честота на въртене (обороти) в помпените блокове, датчици за налягане в хидравличния център и на „вход/изход“ от хидравличния цилиндър, за температурата на работната течност в резервоара, както и датчик за преместване/позиции на товара.

При втори вариант на изпълнение, устройството включва две нерегулируеми и реверсивни обемни хидравлични помпи/мотор с различен работен обем, като валът на първата хидравлична помпа/мотор с голям работен обем, наричана основна или „главна“, е механично свързан с вала на регулируема, реверсивна и обратима електрическа машина, а втората хидравлична помпа/мотор с малък работен обем, наричана „опорна“ или спомагателна, е с мощност, съобразена с максималното работно налягане и фиксираната „долна граница“ от ниски обороти под товар за „главната“ помпа/мотор. При това валът на „опорната“ помпа/мотор е свързан механично с вала на нерегулируема, ревесивна и обратима електрическа машина с „твърда“ механична характеристика. Хидравличният „изход/вход“ на „опорната“ помпа/мотор, през обратни клапани с двупосочно действие е хидравлично свързан чрез смукателен тръбопровод директно с резервоара и с последователна комбинация от филтър, охладител и отливна хидравлична линия отново с резервоара.

Предимството на метода и устройството за точно позициониране на подемен механизъм с използване на регулируемо обемно хидравлично задвижване, работещо в двигателен и рекуперативен режим е, че се осигурява прецизно и плавно безударно регулиране на движението, скоростта и ускорението, включително бързо и точно позициониране на подемния механизъм, респективно на товара. В режим „спускане“ надолу на товара е осигурена възможност за рекупериране (връщане) на електрическа енергия в първичния източник, с което се повишава ефективността на хидравличното задвижване като цяло. Използването на прости и евтини нерегулируеми хидравлични машини, осигурява ниска себестойност на устройството и висока надеждност.

ОПИСАНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИ

По-подробно изобретението е пояснено с примерно изпълнение на устройството за точно позициониране на подемен механизъм с използване на регулируемо обемно хидравлично задвижване, работещо в двигателен и рекуперативен режим, както следва:

Фигура 1 - представлява хидравлична схема на устройството, изпълнено с два еднотипни и еднакви по мощност, регулируеми и нереверсивни електро-помпени блока, като вторият реализира обратима и рекуперативна функция.

Фигура 2 - представлява вариантно изпълнение на устройството, изпълнено с различни по мощност, реверсивни и обратими електропомпени блокове, като вторият „опорен“ помпен блок е нерегулируем.

ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ

Съгласно Фигура 1, при първи вариант на изпълнение, устройството за точно позициониране на подемен механизъм с използване на регулируемо обемно хидравлично задвижване, работещо в двигателен и рекуперативен режим, включва в състава си регулируем първичен електродвигател 2 с „твърда” механична характеристика, куплиран с вала на нерегулируема и нереверсивна обемна помпа 1, хидравличният „изход” на която през общ хидравличен център С, е свързан паралелно с „вход/изход” на нерегулируема и нереверсивна обемна хидравлична помпа/мотор 8, валът на която е механично свързан с вала на регулируема и обратима електрическа машина 7, с „твърда” механична характеристика. Съгласно изобретението към напорната линия с общия хидравличен център С, са паралелно свързани обратен клапан 14 със смукателен тръбопровод 16 и предпазен клапан 12 за налягане с отливен тръбопровод, към резервоара 15. Общият хидравличен център С, чрез отделна напорна линия и включени последователно към нея 2/2 хидравличен разпределител 3 в изходна позиция „затворено” (с вградена функция на „обратен клапан“) и електромагнитно управление, както и авариен клапан 4 за изолиране на разрушен тръбопровод, е свързан с „вход/изход“ на еднодействащ хидравличен цилиндър 5 за товара. За обезпечаване на контрола и управлението/регулирането на работните процеси в хидравличното задвижване на подемния механизъм, са предвидени датчици П] и п₂ за честота на въртене (обороти) в помпените блокове, контролни точки 6 и 18 с датчици за налягане: pi- в хидравличния център С и р₂ - на „вход/изход“ от хидравличния цилиндър 5, датчик за температура 13 на работната течност в резервоара, както и датчик Pos, за преместване/позиции на товара.

При втори вариант на изпълнение, съгласно Фигура 2, устройството включва две нерегулируеми и реверсивни обемни хидравлични помпи/мотор 1 и 8 с различен работен обем, като валът на първата помпа/мотор 1 с голям работен обем, наричана основна или „главна“, е механично свързан с вала на регулируема, реверсивна и обратима електрическа машина 2, а втората помпа/мотор 8 с малък работен обем, наричана „опорна“ или спомагателна е с мощност, съобразена с максималното работно налягане и фиксирана „долна граница“ от ниски обороти под товар за „главната“ помпа/мотор 1. При това валът на „опорната“ помпа/мотор 8, е свързан механично с вала на нерегулируема, ревесивна и обратима електромашина 7 с „твърда“ механична характеристика. Напорните „изход/вход“ на „главната“ и „опорната“ помпи/мотор 2 и 7 са свързани паралелно, чрез хидравличен център С от една страна със смукателен клапан 17 и тръбопровод 18 към резервоар 16, а от друга през 2/2 хидравличен разпределител 3 (в позиция „затворено“, с функция на обратен клпан) и авариен клапан 4 към „вход/изход“ на еднодействащ хидравличен цилиндър 5 за товара т. При това хидравличният „изход/вход“ на „опорната“ помпа/мотор 8, през обратни клапани с двупосочно действие 9 и 12 е хидравлично свързан чрез смукателен тръбопровод 14 директно с резервоара 16 и с последователна комбинация от филтър 11, охладител 13 и отливна хидравлична линия 10, с резервоара 16. За обезпечаване на контрол и управление/регулиране, на работните процеси в хидравличното задвижване на подемния механизъм, са предвидени датчици щ и щ за честота на въртене (обороти) в помпените блокове, контролни точки 6 и 18 с датчици за налягане: pi- в хидравличния център С и рг - на „вход/изход“ от хидравличния цилиндър 5, датчик за температура 13 на работната течност в резервоара, както и датчик Pos, за преместване/позиции на товара.

ПРИЛОЖЕНИЕ (ИЗПОЛЗВАНЕ) НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Действието на устройството за точно позициониране на подемен механизъм с използване на регулируемо обемно хидравлично задвижване, работещо в двигателен и рекуперативен режим съгласно Фигура 1, е следното: Първоначално се включва в режим на двигател регулируемата и обратима електрическа машина 7 и тя задвижва хидравличната помпа/мотор 8 в „помпен“ режим. Следва плавно увеличаване на оборотите до допустимата „долна“ граница ниски обороти (под товар). В този режим хидравличната помпа/мотор 8 засмуква работна течност от резервоара 15 през обратния клапан 14, смукателния тръбопровод 16 и подава работна течност към отливката хидролиния 9 през филтъра 10 и охладителя 11 обратно в резервоара 15. След това се включват в действие регулируемия първичен електрически двигател 2 и куплираната с него обемна нерегулируема помпа 1, като плавно се увеличава честотата им на въртене. Дебитът създаден от помпата 1 се сумира със засмукания допълнително през обратния клапан 14 дебит на помпа/мотор 8 и се подава в отливната линия 9 през филтъра 10, охладителя 11 обратно към резервоара 15. В този начален режим хидравличните машини 1 и 8 работят при „нулево” налягане в общия център С и консумират минимална мощност, до изравняване на техните дебити, след което се преустановява постъпването на допълнителен дебит през обратния клапан 14. Със следващото плавно увеличаване на оборотите на главната помпа 1, респективно на първичния електрически двигател 2, стартира процес „вдигане” на товара, като налягането в хидравличния център С плавно се увеличава до работното и хидравличната машина 8 преминава в двигателен режим, ускорявайки вала на електрическата машина 7, която преминава в генераторен режим и връща електрическа енергия обратно в първичния източник. С понататъшно увеличаване оборотите на главната помпа 1 се формира положителна дебитна разлика, която от хидравличния център С през обратния клапан на 2/2 разпределителя 3 в изходна позиция „затворено”, постъпва в напорната линия през аварийния клапан 4 към „вход/изход” на еднодействащия хидравличен цилиндър 5. Започва реален процес за „вдигане” на товар с маса т, като при това се контролират скоростта и ускорението при движение. След достигане в околността на мястото за позициониране на товара, 2/2 разпределителя 3 превключва в позиция „отворено” и с последващо леко увеличаване или забавяне на оборотите на главната помпа 1, при константни ниски обороти на помпата/мотор 8 и постъпваща информация от позиционния датчик Pos., завършва процеса на „позициониране” и 2/2 разпределителя 3, отново превключва в положение „затворено”, изолирайки напорната хидравлична линия до цилиндъра 5. Оборотите на главната помпа 1 леко спадат надолу и се установява „нулево” налягане в хидравличния център С. С това приключва работния процес „вдигане” на товар във височина и неговото точно позициониране.

За да се осъществи процес на плавно и безударно „спускане” на товара надолу, първо леко се увеличават оборотите на главна помпа 1 така, че в хидравличния център С работната течност се „компресира” и се увеличава работното налягане в хидравличната система, по информация от датчиците за налягане pi и рг , след което оборотите на главната помпа 1 се фиксират и се поддържат постоянни през целия процес на „спускане” на товара. Сработва отново 2/2 разпределителя 3 и превключва в позиция „отворено” двупосочно. Следва плавно увеличаване на оборотите на хидравличната помпа/мотор 8, която работи в двигателен режим и принуждава обратимата електрическа машина 7 да премине в генераторен режим, с отдаване (рекупериране) на електрическа енергия в първичния източник. След достигане на товара m в „долна“ позиция, следва превключване на 2/2 разпределителя 3 в положение „затворено”. Оборотите на електрическата машина 7 остават фиксирани на „долната граница“, респективно и на помпата/мотор 8. Оборотите на първичния електрически двигател 2 леко се намаляват, пада до „нулево” налягането в хидравличния център С, а електрическата машина 7 преминава от генераторен в двигателен режим. Хидравличното задвижване на повдигателния механизъм остава в „изходна” (начална) позиция за работа.

Действието на устройството за точно позициониране на подемен механизъм с използване на регулируемо обемно хидравлично задвижване, работещо в двигателен и рекуперативен режим, съгласно Фигура 2, е следното: В процес „вдигане” на товара m се запазва същата последователност от действия. Първо се включва в режим на двигател нерегулируемата и обратима електрическа машина 7, която в този вариант на изпълнение работи при константни обороти. Съответно хидравличната помпа/мотор 8 засмуква работна течност от резервоара 16 през обратния клапан 17 и смукателния тръбопровод 18 при „нулево” налягане и след това връща течността през обратния клапан 9 в отливната хидравлична линия 10 към последователната комбинация от филтър 11 и охладител 13, обратно в резервоара!6. В този режим обратният клапан 12 изолира смукателния тръбопровод 14.

Следва плавно ускоряване на регулируемата първична електрическа машина 2, която работи в двигателен режим и респективно на помпата/мотор 1 в помпен режим. Налягането в хидравличния център С плавно се покачва до работното в напорната линия, дебитите на двете хидравлични машини 1 и 8 се изравняват и обратният клапан 17 в смукателната линия 18 „затваря”. Започва подаване на работна течност от хидравличния център С, през 2/2 разпределителя 3 и аварийния клпан 4 към „вход/изход“ на хидравличния цилиндър 5. Следва процес „вдигане на товара m до горна позиция, по информация от датчика Pos. Дебитите на двете хидравлични машини 1 и 8 се изравняват и процесът „вдигане“ се преустановява, а хидравличното задвижване на подемния механизъм остава в „изходно“ (начално) положение.

Действието в режим „спускане” на товара надолу обаче, при този вариант за изпълнение на устройството е различно от предишното и протича в следната последователност: След като товарът m е позициониран в горно положение, при „нулево” налягане в центъра С (2/2 разпределителя 3 е „затворен”) се реверсират едновременно двете електрически машини 2 и 7, респективно и хидравличните помпи/мотори 1 и 8. В обратен порядък помпа/мотор 8 засмуква работна течност от резервоара 16, през обратния клапан 12, а обратният клапан 9 остава „затворен”. Дебитът на помпа/мотор 8 изцяло се „поглъща” от помпа/мотор 1, която сега работи в двигателен режим и задвижва обратимата и регулируема електрическа машина 2 в генераторен режим. Действието при „спускане” на товара m протича в следната последователност: Намаляват се леко оборотите на хидравличната помпа/мотор 1 до достигане на работно налягане в центъра С, при което първичната регулируема и обратима електрическа машина 2 от двигателен преминава в генераторен режим на работа. Следва „отваряне” на 2/2 разпределителя 3 и плавно увеличаване на оборотите на помпата/мотор 1, която сега работи в двигателен режим. Сумата на дебитите от хидравличния цилиндър 5, при движение „надолу” и този на помпата/мотор 8, преминава през хидравличната машина 1 (в двигателен режим) и работната течност се връща обратно в резервоара 16. Електрическата машина 7 остава да работи в двигателен режим, докато електрическата машина 1 в случая работи като генератор и връща (рекуперира) електрическа енергия в първичния източник. След достигане на „долна“ позиция на товара т, при осигурено „нулево” налягане в хидравличния център С, се реверсират отново и двете електрически машини 2 и 7, като по този начин се осигурява изходното „начално” положение за действие на устройството.

Литература:

1. Minav, Т., Electric-drive-based control and electric energy regeneration in a hydraulic system, Thesis for the degree of Doctor of Science (Technology), Lappeenranta University of Technology, Lappeenranta, Finland, August, 2011, https://www.researchgate.net/publication/260952312_Electric-drivebased_control_and_electric_energy_regeneration_in_a_hydraulic_system

2. Minav, T., L. Laurila, J. Pyrhonen, V. Vtorov, Direct pump control effects on the energy efficiency in an electro-hydraulic lifting system, International Review of Automatic Control (I.Re.A.Co), Vol. XX, η. X, Praise Worthy Prize S.r.L, January 2007, https://www.researchgate.net/publication/260950758_Direct_pump_control_eff ects_on_the_energy_efficiency_in_an_electro-hydraulic_lifting_system

3. Minav., T., H. Hanninen, A. Sinkkonen, L. Laurila, J. Pyrhonen, Electric or Hydraulic Energy Recovery Systems in a Reach Truck - A Comparison, Strojniski vestnik - Journal of Mechanical Engineering, 60(2014)4, pp. 232-240, https://www.sv-jme.eu/?ns_articles_pdf=7ns_articles/files/ojs/l 581/public/l 581 8476- l-PB.pdf&id=3133

4. Linde, The Catalogue, 2022, 142 pages, https://www.omgkr.it/sites/default/files/schede/catalogue%20Linde.pdf

5. Linde, Logistics solutions that look to the future, Technology & Innovation, 2022, https://www.linde-mh.com/en/About-us/Innovations-from-Linde/

6. Futahashi et al., US Patent, No. : US 7,770,696 B2. Aug. 10, 2010, https://www.freepatentsonline.com/7770696.html

7. Futahashi et al., US Patent, No. : US 7,770,697 B2. Aug. 10, 2010, https://www.freepatentsonline.com/7770697.html

8. Shan et al., US Patent, No. : US 10,359,063 B2. Jul. 23, 2019, https://www.ffeepatentsonline.com/10359063.html

Claims (9)

1. Метод за точно позициониране на подемен механизъм с използване на регулируемо обемно хидравлично задвижване, работещо в двигателен и рекуперативен режим, основан на честотно регулиране и реверсиране на електро-помпения блок, съответно и на обемния дебит към и от еднодействащ хидравличен цилиндър за „вдигане/спускане“ на товар, като в режим „спускане“ на товара потенциалната енергия се преобразува последователно от механична в хидравлична и електрическа на „изхода“ и се връща обратно в първичния източник на електрическа енергия, характеризиращ се с това, че паралелно работят два електро-помпени блока с честотно регулирани, нереверсивни и обратими електрически машини, които задвижват обемни нерегулируеми хидравлични машини, с напорни магистрали (тръбопроводи), които се свързват в общ хидравличен център, като едната хидравлична машина (главна) основно работи в помпен режим, а другата в режим на помпа/мотор, с фиксирани „долнадопустима“ и „горна-максимална“ граници от обороти под товар, при това в началния момент на регулиране дебитът на главната помпа се „поглъща“ изцяло от хидравличната помпа/мотор, а „допълването“ с работна течност се осъществява от резервоара, през смукателен тръбопровод и изолиращ обратен клапан, към общия хидравличен център, като до момента на изравняване на дебитите от двете хидравлични машини, налягането в общия хидравличен център е „нулево“ и електрическата машина, която задвижва хидравличната помпа/мотор работи двигателен режим, а в момента на изравняване на дебитите, на двете паралелно работещи хидравлични машини, обратния клапан в смукателния тръбопровод „затваря“ и при следващото плавно увеличаване на дебита от главната помпа, в центъра следва натоварване по налягане и обратимата електрическа машина, която задвижва помпата/мотор преминава в генераторен режим на работа с отдаване (връщане) на електроенергия в първичния източник, докато главният помпен агрегат черпи електрическа енергия от източника, освен това положителната разлика в дебитите води до повишаване на налягането в хидравличния център, лимитирано от външното натоварване и от там през обратния клапан на 2/2 разпределител (в изходна позиция “затворено“) и свързващ напорен тръбопровод, работната течност преминава „свободно“ през изолиращ авариен клапан и постъпва на „входа“ на еднодействащ (плунжерен) хидравличен цилиндър, който от своя страна задвижва плавно и безударно подемния механизъм, като в режим „вдигане“ регулирането на скоростта, ускорението и позиционирането на товара се извършва чрез честотно регулиране на оборотите на главната помпа, респективно и на дебита така, че дебитната разлика в хидравличния център да се изменя плавно и безударно от “нула“ до „максимум“ и обратно, без промяна на фиксираната „долна граница“ с обороти (под товар) на хидравличната помпа/мотор, при това режимите за „позициониране“ на товара и за „спускане“ надолу, се осъществяват в позиция „отворено“ на 2/2 разпределителя, чрез плавно изменение на оборотите на помпата/мотор, респективно на задвижващата електрическа машина, която сега работи в генераторен режим и връща (рекуперира) електронергия в първичния източник, при фиксирана „долна граница“ обороти (под товар) на главната помпа, като след достигане на долно „изходно“ ниво (позиция) на товара, оборотите на помпата/мотор и нейния обемен дебит се изравняват с тези на главната помпа, след което 2/2 разпределителя превключва в позиция „затворено“ и с минимално понижение на оборотите на главната помпа, спрямо тези на помпата/мотор, отново се установява изходно „нулево“ налягане в общия хидравличен център, а обемното хидравлично задвижване работи на „празен ход“.

2. Метод за точно позициониране на подемен механизъм, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че главният електро-помпен блок включва честотно регулирана, реверсивна и обратима електрическа машина с „твърда” механична характеристика, която задвижва обемна нерегулируема и реверсивна хидравлична помпа/мотор, обозначена като „главна“ в хидравличната система и съответно тя подава обемен дебит през общия хидравличен център към напорния „вход” на втория „опорен” електро-помпен блок, който е с малка мощност, лимитирана от максималното налягане в системата и „долната граница” от допустими обороти на „главната“ помпа/мотор, под товар, а „опорният“ помпен блок включва в състава си нерегулируема обемна и ревесивна хидравлична помпа/мотор, която се задвижва от нерегулируема, реверсивна и обратима електрическа машина, с „твърда” механична“ характеристика и с постоянна честота на въртене (обороти) на вала под товар, като режима за „вдигане” и „позициониране“ на товара се осъществяват след плавно подаване на положителна дебитна разлика от хидравличния център ,при „затворен“ смукателен клапан и тръбопровод, през 2/2 хидравличен разпределител в позиция „затворено“ (с вградена функция на обратен клапан) и авариен клапан към „вход/изход“ на хидравличния цилиндър за товара, а след това в режим „спускане” на товара, първо 2/2 разпределителят „затваря” и изолира напорната хидравлична линия към и от хидравличния цилиндър, а оборотите на „главната“ хидравлична машина, която досега работи в помпен режим, леко се понижават и в хидравличния център се установява „нулево” налягане, при допустима „долна“ граница ниски обороти, след което следва бърз и едновременен процес на реверсиране и на двата електро-помпени блока, при това втората хидравлична машина в „опорния“ помпен блок, преминава от двигателен в „помпен“ режим, засмуква работна течност от резервоара и през допълнителен смукателен тръбопровод с обратен клапан, подава работна течност към общия хидравличен център, а оборотите на „главната“ хидромашина леко се понижават така, че се получва минимална положителна дебитна разлика в центъра и налягането се повишава до лимитираната стойност от товара, след което следва функция „отворено” на 2/2 разпределителя и чрез регулиране оборотите на „главната“ хидравлична машина, която сега работи в двигателен режим, плавно се ускорява/забавя движението на товара в режима „спускане”,освен това при този режим „главната“ и регулируема електрическа машина преминава в генераторен режим и преобразува потенциалната енергия на издигнатия във височина товар в електрическа, като я връща обратно (рекуперира) в първичния източник на електрическа енергия.

3. Метод за точно позициониране на подемен механизъм, съгласно претенции 1 и 2, характеризиращ се с това, че за правилно и ефективно реализиране на метода, се използват електронни датчици за честота на въртене (обороти) на вала на хидравличните машини, датчици за налягане на работната течност, включени в контролни точки на общия хидравличен център и „вход/изход“ на хидравличния цилиндър, както и датчици за температура на работната течност в резервоара и позициониране на товара, като управлението/регулирането на целия работен процес се извършва с контролерни устройства, индиректно от оператор или напълно автоматизирано, при автоматичен вариант за изпълнение на метода, при това за обезпечаване на нормални и безаварийни условия на работа на хидравличното задвижване, се използва „двигателният“ режим на работа, на една от двете хидромашини, с предпочитание към втората („опорна“) хидравлична помпа/мотор, при която потокът работна течност от „изхода” постъпва през обратен клапан в отливната хидравлична линия, с последователно работещи отливен (фин) филтър и охладител за течността и освен това в този режим на работа отливната хидравлична линия се изолира от паралелно включения към нея смукателен клапан с тръбопровод и резервоара, чрез допълнителен обратен клапан, с противоположно действие.

4. Устройство за точно позициониране на подемен механизъм с използване на регулируемо обемно хидравлично задвижване, работещо в двигателен и рекуперативен режим, което включва в състава си, съгласно Фигура 1, регулируем първичен електродвигател (2), с „твърда” механична характеристика, куплиран с вала на нерегулируема и нереверсивна обемна помпа (1), хидравличният „изход” на която през общ хидравличен център (С), е свързан паралелно с „вход/изход” на нерегулируема и нереверсивна обемна хидравлична помпа/мотор (8), валът на която е механично свързан с вала на регулируема и обратима електрическа машина (7), с „твърда” механична характеристика, като към напорната хидравлична линия с общия хидравличен център (С), са паралелно свързани обратен клапан (14) със смукателен тръбопровод (16) и предпазен клапан за налягане (12) с отливен тръбопровод, към резервоара (15), като общият хидравличен център (С), чрез отделна напорна линия и включени последователно към нея, 2/2 хидравличен разпределител (3) в изходна позиция „затворено” (с вградена функция на „обратен клапан“) и електромагнитно управление, както и авариен клапан (4) за изолиране на разрушен тръбопровод, е свързан с „вход/изход“ на еднодействащ хидравличен цилиндър (5) за товара (ш), при това за обезпечаване на контрол и управление/регулиране на работните процеси в хидравличното задвижване на подемния механизъм са вградени датчици (щ) и (пз) за честота на въртене (обороти) в помпените блокове, контролни точки (6) и (18) с датчици (pi) и (рг) за налягане, съответно в хидравличния център (С) и на „вход/изход“ от хидравличния цилиндър (5), датчик за температура (13) на работната течност в резервоара (15), и датчик (Pos) за преместване/позиции, на товара (т).

6. При второ вариантно изпълнение, устройство за точно позициониране на подемен механизъм, съгласно претенция 5, характеризиращо се с това, че съгласно Фигура 2, двете нерегулируеми и реверсивни обемни помпи/мотор (1) и (8) са с различен работен обем, като валът на първата помпа/мотор (1) с голям работен обем, наричана „главна“, е механично свързан с вала на регулируема, реверсивна и обратима електрическа машина (2), а втората помпа/мотор (8) с малък работен обем, наричана „опорна“ е с мощност, съобразена с максималното работно налягане и фиксираната „долна граница“ от ниски обороти под товар за „главната“ помпа/мотор (1), при това валът на „опорната“ помпа/мотор (8), е свързан механично с вала на нерегулируема, ревесивна и обратима електрическа машина (7) с „твърда“ механична характеристика, като хидравличният „изход/вход“ на „опорната“ помпа/мотор (8) през обратните клапани (9) и (12) с двупосочно действие е свързан чрез смукателен тръбопровод (14) директно с резервоара (16) и с последователна комбинация от филтър (11), охладител (13) и отливна хидравлична линия (10) отново с резервоара (16), при това за обезпечаване на контрол и управление/регулиране на работните процеси в хидравличното задвижване на подемния механизъм са вградени датчици (щ) и (п₂) за честота на въртене (обороти) в помпените блокове, контролни точки (6) и (18) с датчици (pi) и (р₂) за налягане, съответно в хидравличния център (С) и на „вход/изход“ от хидравличния цилиндър (5), датчик за температура (13) на работната течност в резервоара (15), и датчик (Pos) за преместване/позиции, на товара (ш).

7. Устройство за точно позициониране на подемен механизъм, съгласно претенции 5 и 6, характеризиращо се с това, че като първични двигатели в състава на помпените блокове са включени синхронни електрически машини (2) и (7).

8. Устройство за точно позициониране на подемен механизъм, съгласно претенции 5 и 6, характеризиращо се с това, че като първични двигатели в състава на помпените блокове са включени асинхронни електрически машини (2) и (7).

9. Устройство за точно позициониране на подемен механизъм, съгласно претенции 5 и 6, характеризиращо се с това, че като първични двигатели в състава на помпените блокове са включени постояннотокови електрически машини (2) и (7).

10. Устройство за точно позициониране на подемен механизъм, съгласно претенции 5 и 6, характеризиращо се с това, че като първични двигатели в състава на помпените блокове са включени безчеткови постояннотокови електрически машини (2) и (7).