JP2016530463A - バルブ管を用いる可逆式液圧変換器 - Google Patents
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Abstract
Description
・完全な可逆性、すなわち前記変換器は増圧器または減圧器として交換可能に使用され、加圧器機能から減圧器機能へと、および減圧器機能から増圧器機能へと、任意の時間において切り替わることと、
・前記変換器が増圧器または減圧器として使用されるかどうかに関わらず、高い効率と、
・非常に簡単な構造と、
・妥当な単価と、
・良好な制御可能性および規則的な流速と、
・特に高い堅牢性および耐久性と、
・2000バール以上までの超高圧との適合性と、
を提供する。
・中間圧力シリンダからなる中間圧力段階であって、中間圧力シリンダの2つの端部のうちの各端部は中間圧力ヘッド部により閉止され、中間圧力シリンダ内において、複動型中間圧力シリンダが流体密封様式で平行移動することが可能であり、複動型中間圧力シリンダは各中間圧力ヘッド部に対向する圧力表面を有し、その一方で、前記シリンダ、前記ヘッド部、および前記圧力表面は、複動型中間圧力ピストンのそれぞれの対向側面上で軸方向に配置された2つの中間圧力チャンバを形成する、中間圧力段階と、
・各圧力表面に対するピストン連接棒からなる、少なくとも1つの高圧段階であって、前記連接棒は、複動型中間圧力ピストンに固定された第1端部および高圧ピストンに固定された第2端部を有し、前記連接棒は、高圧シリンダ内へと延長するために、その側面上に配置された中間圧力ヘッド部を流体密封様式で通過し、高圧シリンダの直径は中間圧力シリンダの直径よりも小さく、その一方で、高圧ピストンは高圧シリンダ内で流体密封様式で平行移動することが可能であり、高圧シリンダは高圧ヘッド部により閉止され、それにより前記高圧ピストンと協働して高圧チャンバを構成する、高圧段階と、
・各中間圧力チャンバに対する少なくとも1つのバルブ管であって、中間圧力チャンバを中間圧力流入/流出回路と連通させるよう適応され、独立的バルブ・アクチュエータと協働する、バルブ管と、
・各高圧チャンバに対する少なくとも1つのバルブ管であって、高圧チャンバを高圧流入・流出回路と連通させるよう適応され、独立的バルブ・アクチュエータによりバルブ管を開放させるよう、またはバルブ管を閉止させるよう、作動されるよう適応された、バルブ管と、
・複動型中間圧力ピストンの位置を、または高圧ピストンのうちの任意の高圧ピストンの位置を、変換器の制御コンピュータに伝送することが可能である、少なくとも1つのピストン位置センサと、
を含む。
バルブ管を用いる本発明に係る可逆式液圧変換器1の動作は、図1〜図8を参照すると前述の説明から明らかである。
Claims (20)
- バルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)であって、
・中間圧力シリンダ(2)からなる中間圧力段階(44)であって、前記中間圧力シリンダ(2)の2つの端部のうちの各端部は中間圧力ヘッド部(4)により閉止され、前記中間圧力シリンダ(2)内において、複動型中間圧力シリンダ(3)が流体密封様式で平行移動することが可能であり、前記複動型中間圧力シリンダ(3)は各中間圧力ヘッド部(4)に対向する圧力表面(5)を有し、その一方で、前記シリンダ(2)、前記ヘッド部(4)、および前記圧力表面(5)は、前記複動型中間圧力ピストン(3)のそれぞれの対向側面上で軸方向に配置された2つの中間圧力チャンバ(5)を形成する、中間圧力段階(44)と、
・各圧力表面(5)に対するピストン連接棒(7)からなる、少なくとも1つの高圧段階(45)であって、前記連接棒(7)は、前記複動型中間圧力ピストン(3)に固定された第1端部および高圧ピストン(8)に固定された第2端部を有し、前記連接棒(7)は、高圧シリンダ(9)内へと延長するために、その側面上に配置された前記中間圧力ヘッド部(4)を流体密封様式で通過し、前記高圧シリンダ(9)の直径は前記中間圧力シリンダ(2)の直径よりも小さく、その一方で、前記高圧ピストン(8)は前記高圧シリンダ(9)内で流体密封様式で平行移動することが可能であり、前記高圧シリンダ(9)は高圧ヘッド部(10)により閉止され、それにより前記高圧ピストン(8)と共に高圧チャンバ(11)を構成する、高圧段階(45)と、
・各中間圧力チャンバ(5)に対する少なくとも1つのバルブ管(12)であって、前記中間圧力チャンバ(5)を中間圧力流入/流出回路(15)と連通させるよう適応され、独立的バルブ・アクチュエータ(13)と協働する、バルブ管(12)と、
・各高圧チャンバ(11)に対する少なくとも1つのバルブ管(12)であって、前記高圧チャンバ(11)を高圧流入・流出回路(16)と連通させるよう適応され、独立的バルブ・アクチュエータ(13)により前記バルブ管(12)を開放させるよう、または前記バルブ管を閉止させるよう、作動されるよう適応された、バルブ管(12)と、
・複動型中間圧力ピストン(3)の位置を、または前記高圧ピストン(8)のうちの任意の高圧ピストン(8)の位置を、前記変換器(19)の制御コンピュータに伝送することが可能である、少なくとも1つのピストン位置センサ(14)と、
を含むことを特徴とする、可逆式液圧変換器(1)。 - 前記バルブ管(12)は、バランス通路(32)を形成するために軸方向に空洞化された少なくとも1つの直線状管(20)を含み、前記直線状管(20)は、小さい隙間が存在する状態で管シリンダ(24)内に収容され、前記直線状管(20)は前記管シリンダ(24)とともにシールを構成し、前記直線状管(20)は前記管シリンダ(24)内で長手方向に平行移動することが可能であり、前記管シリンダ(24)はバルブ・ケーシング(21)上に装着または前記バルブ・ケーシング(21)内に配置され、前記バルブ・ケーシング(21)内に環状内部チャンバ(22)が提供され、環状チャンバ流入・流出通路(37)と連通する環状チャンバ流入・流出オリフィス(23)は前記環状内部チャンバ(22)内へと放出し、前記管シリンダ(24)は前記環状内部チャンバ(22)内へと放出し、前記環状内部チャンバ(22)は、前記管シリンダ(24)の逆側にあり且つ前記管シリンダ(24)と同軸である閉止座部(27)を含み、その一方で、前記直線状管(20)は、一方では、前記環状内部チャンバ(22)内に配置され、且つ、前記閉止座部(27)とのシールを構成するために前記バランス通路(32)の外部にある閉止座部(27)と環状に接触する接触フランジ(34)により終端される第1端部(25)を有し、その一方で、バランス・チャンバ(31)内へと放出し、且つ前記バルブ・アクチュエータ(13)に機械的に接続され、前記バランス通路(32)は前記閉止座部(27)と前記バランス・チャンバ(31)との間の連通を確立する、第2端部(26)を有することを特徴とする、
請求項1に記載のバルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)。 - 前記バランス通路(32)は直線状管流入・流出オリフィス(25)と連通し、前記直線状管流入・流出オリフィス(25)は、前記閉止座部(27)の中心における直線状管流入・流出通路(38)と連通し、前記閉止座部(27)を軸方向に通過し、オリフィス(35)は、前記接触フランジ(34)と前記閉止座部(27)とが互いに接触しうる前記環状接触部の内部に配置されていることを特徴とする、請求項2に記載のバルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)。
- 前記バランス通路(32)は、前記バランス・チャンバ(31)内へと放出する直線状管流入・流出オリフィス(35)と連通することを特徴とする、請求項2に記載のバルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)。
- 前記直線状管(20)は、前記直線状管(20)内に径方向に配置された少なくとも1つの径方向流入・流出通路(36)を含み、前記径方向流入・流出通路(36)の第1端部は前記バランス通路(32)内へと放出する一方で前記径方向流入・流出通路(36)の第2端部は前記バランス・チャンバ(31)内へと放出することを特徴とする、請求項4に記載のバルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)。
- シーリング手段が前記直線状管(20)と前記管シリンダ(24)との間に挿入されることを特徴とする、請求項2に記載のバルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)。
- 前記接触フランジ(34)を前記閉止表面(27)と接触した状態に保持するために、閉止バネ(28)が前記直線状管(20)と協働することを特徴とする、請求項2に記載のバルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)。
- 前記接触フランジ(34)を前記閉止表面(27)から特定距離に保持するために、閉止バネ(28)が前記直線状管(20)と協働することを特徴とする、請求項2に記載のバルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)。
- 前記バルブ・アクチュエータ(13)は導電性ワイヤ製のコイル(29)を含み、前記コイル(29)は、電流が前記コイル(29)を通るときに磁心または電機子(30)を引き付け、前記磁心または電機子(30)は、前記直線状管(20)の前記第2端部(26)に対して直接的または間接的に固定されていることを特徴とする、請求項2に記載のバルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)。
- 導電性ワイヤ製の前記コイル(29)は前記バランス・チャンバ(31)内に収容されていることを特徴とする、請求項9に記載のバルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)。
- 導電性ワイヤ製の前記コイル(29)は前記バランス・チャンバ(31)の外部に収容され、電流が前記コイル(29)を流れるときに前記コイル(29)により生成される磁界は、前記磁心または電機子(30)に対して力を印加するように、前記バランス・チャンバ(31)の外部壁を通過することを特徴とする、請求項9に記載のバルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)。
- 前記接触フランジ(34)は、面取りされた球体であり、前記閉止座部(27)との接触線を有し、前記接触線はボールベアリングが座部上で形成する接触線に類似していることを特徴とする、請求項2に記載のバルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)。
- 前記閉止座部(27)は、前記接触フランジ(34)が前記閉止座部(27)と接触するとき、前記接触フランジ(34)と径方向に自由に位置合わせされる浮動板(33)と接し、その一方で、前記浮動板(33)は前記バルブ・ケーシング(21)内の浮動板座部(39)に対して流体密封様式で当接することを特徴とする、請求項2に記載のバルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)。
- 前記浮動板(33)は前記バルブ・ケーシング(21)と共にチェックバルブを構成し、前記チェックバルブは、前記直線状管流入・流出通路(38)内の圧力が前記環状内部チャンバ(22)内の圧力よりも大きい場合には開放され、それ以外の場合には前記浮動板(33)は流体密封様式で前記浮動板座部(39)に当接することが可能であることを特徴とする、請求項3および請求項13に記載のバルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)。
- 前記接触フランジ(34)と前記閉止座部(27)との間に形成される前記環状接触部の断面積は前記管シリンダ(24)の断面積よりもわずかに大きいことを特徴とする、請求項2に記載のバルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)。
- バルブ・チェックバルブ(40)は前記バルブ管(12)と並列に、前記回路(15、16)が何であったとしても、同一回路(15、16)上に搭載されるか、または前記バルブ管(12)と直列に、前記バルブ管の前もしくは後ろに接続されることを特徴とする、請求項1に記載のバルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)。
- 前記中間圧力流入・流出回路(15)および/または前記高圧流入・流出回路(16)は、前記中間圧力流入・流出回路(15)および/または前記高圧流入・流出回路(16)が協働する前記バルブ管(12)を圧力アキュムレータ(41)に接続することを特徴とする、請求項1に記載のバルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)。
- 前記中間圧力流入・流出回路15および/または高圧流入・流出回路(16)は、前記中間圧力流入・流出回路15および/または高圧流入・流出回路(16)が協働する前記バルブ管(12)を液圧ポンプ/モータ(42)に接続することを特徴とする、請求項1に記載のバルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)。
- 通気オリフィス(17)が前記閉止座部(27)を軸方向に通過することを特徴とする、請求項4および請求項13に記載のバルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)。
- 前記低圧ヘッド部(4)、および/または前記高圧シリンダ、および/または前記高圧ヘッド部(10)、および/またはバルブ・ケーシング(21)は一体的に作られていることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のバルブ管を用いる可逆式液圧変換器(1)。
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