RU2097628C1

RU2097628C1 - Hydraulic variable-speed drive

Info

Publication number: RU2097628C1
Application number: RU95110927A
Authority: RU
Inventors: Евгений Георгиевич Киктев
Original assignee: Евгений Георгиевич Киктев
Priority date: 1995-06-21
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 1997-11-27

Abstract

FIELD: rotary hydraulic drives. SUBSTANCE: drive includes two hollow working cylinders interconnected by means of branch pipes and two rotors located inside these cylinders and made in form of holders with rollers secured over their outer surface. Located in each cylinder between roller and inner surface is diaphragm made from flexible material to exclude overflow of liquid between cavities separated by diaphragm. Each rotor is rotatable inside its cylinder in inner cavity formed by diaphragm; inner cavities are brought in communication by means of control cylinder containing piston, piston motion control system and working passages used to connect control cylinder with inner cavities. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 3 dwg

Description

Гидравлический вариатор (гидровариатор) относится к области роторных гидравлических приводов, в частности к устройствам, обеспечивающим регулирование скорости вращения исполнительных механизмов гидропривода. A hydraulic variator (hydraulic variator) refers to the field of rotary hydraulic drives, in particular, to devices providing speed control of hydraulic actuator actuators.

Известен гидравлический вариатор, содержащий два полых рабочих цилиндра, соединенных между собой патрубками, и два ротора, размещенные внутри этих цилиндров. Known hydraulic variator containing two hollow working cylinders interconnected by nozzles, and two rotors located inside these cylinders.

Однако это устройство имеет много узлов и деталей, которые не дают в достаточной мере обеспечить регулирование скорости вращения ведомого вала гидропривода. However, this device has many nodes and parts that do not provide sufficient control over the speed of rotation of the driven shaft of the hydraulic drive.

Техническим результатом, решаемым в изобретении, является обеспечение регулирования скорости вращения ведомого вала гидропривода при значительном сокращении общего числа узлов и деталей. The technical result solved in the invention is the provision of regulation of the rotation speed of the driven shaft of the hydraulic actuator with a significant reduction in the total number of nodes and parts.

Это достигается тем, что для обеспечения регулирования скорости вращения ведомого вала гидровариатора содержит два полых рабочих цилиндра, соединенных между собой патрубками, и два ротора, размещенных внутри этих цилиндров, выполненных в виде обойм, по внешней стороне которых закреплены ролики, между роликами и внутренней поверхностью образующей в каждом цилиндре размещена диафрагма, выполненная из гибкого материала и исключающая возможность перетекания жидкости между разделенными диафрагмой полостями. При этом каждый ротор имеет возможность вращения внутри своего цилиндра во внутренней полости, образованной диафрагмой, а внутренние полости связаны между собой с помощью цилиндра управления, содержащего поршень, систему управления перемещением поршня и рабочие каналы, соединяющие цилиндр управления с внутренними полостями. This is achieved by the fact that in order to control the rotation speed of the driven shaft of the hydraulic variator, it contains two hollow working cylinders interconnected by nozzles, and two rotors located inside these cylinders, made in the form of cages, on the outside of which the rollers are fixed, between the rollers and the inner surface forming a diaphragm in each cylinder made of flexible material and eliminating the possibility of fluid flow between the cavities separated by the diaphragm. Moreover, each rotor has the ability to rotate inside its cylinder in the inner cavity formed by the diaphragm, and the inner cavities are interconnected by a control cylinder containing a piston, a piston movement control system and working channels connecting the control cylinder to the internal cavities.

Гидровариатор может работать как реверсивный механизм двухстороннего действия, т.е. направления вращения роторов может быть любым и любой из роторов может быть ведущим. The hydraulic variator can work as a reversing mechanism of double-sided action, i.e. the direction of rotation of the rotors can be any and any of the rotors can be leading.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема технического решения конструкции гидровариатора; на фиг. 2 и 3 отдельные фрагменты работы гидровариатора. In FIG. 1 shows a schematic diagram of a technical solution for the design of a hydraulic variator; in FIG. 2 and 3 separate fragments of the hydraulic variator.

Гидровариатор содержит два полых рабочих цилиндра 1 и 2, внутри которых размещены роторы 3 и 4, выполненные в виде обойм, по внешней стороне которых закреплены ролики 5, между роликами 5 и внутренней поверхностью образующей цилиндров 1 и 2 размещены диафрагмы 6 и 7, выполненные из гибкого материала и исключающие возможность перетекания жидкости между внутренними полостями 8 и 9 и наружными полостями 10 и 11, разделенными диафрагмами 6 и 7, а также между патрубком 12 и патрубком 13, соединяющими наружные полости 10 и 11 между собой иным путем кроме предусмотренного работой гидровариатора. Каждый из роторов 3 и 4 имеет возможность вращения внутри своих цилиндров 1 и 2, во внутренних полостях 8 и 9, а внутренние полости 8 и 9 соединены между собой с помощью цилиндра управления 14, содержащего регулирующий поршень 15, систему управления перемещением поршня (не показана) и рабочие каналы 16 и 17, соединяющие цилиндр управления 14 с внутренними полостями 8 и 9. The hydraulic variator contains two hollow working cylinders 1 and 2, inside of which rotors 3 and 4 are placed, made in the form of cages, on the outer side of which the rollers 5 are fixed, between the rollers 5 and the inner surface of the generatrix of the cylinders 1 and 2 are placed apertures 6 and 7 made of flexible material and excluding the possibility of fluid flowing between the internal cavities 8 and 9 and the external cavities 10 and 11, separated by the diaphragms 6 and 7, as well as between the pipe 12 and the pipe 13, connecting the external cavity 10 and 11 with each other in a way other than provided cut by the operation of a hydraulic variator. Each of the rotors 3 and 4 has the ability to rotate inside its cylinders 1 and 2, in the internal cavities 8 and 9, and the internal cavities 8 and 9 are interconnected using a control cylinder 14 containing a control piston 15, a piston movement control system (not shown ) and working channels 16 and 17 connecting the control cylinder 14 with the internal cavities 8 and 9.

Таким образом в гидровариаторе созданы два изолированных объема, один из которых внутренний, ограниченный внутренней поверхностью диафрагм 6 и 7, объемами цилиндра управления 14 и рабочих каналов 16 и 17, а второй внешний, ограниченный внешней поверхностью диафрагм 6 и 7, внутренними поверхностями образующих рабочих цилиндров 1 и 2 и объемом патрубков 12 и 13, причем оба объема заполнены жидкостью, например, веретенным маслом. Thus, two isolated volumes are created in the hydraulic variator, one of which is internal, limited by the inner surface of the diaphragms 6 and 7, by the volumes of the control cylinder 14 and working channels 16 and 17, and the second external, limited by the external surface of the diaphragms 6 and 7, by the internal surfaces of the forming working cylinders 1 and 2 and the volume of the nozzles 12 and 13, and both volumes are filled with liquid, for example, spindle oil.

На принципиальной схеме гидровариатора (фиг. 1-3) не показаны компенсационные емкости, соединенные с этими двумя объемами, а также устройства, необходимые для первоначальной регулировки заполнения объемов при настройке гидровариатора перед работой. Заполнение объемов производится таким образом, чтобы положение диафрагм 6 и 7 в рабочих цилиндрах 1 и 2 было одинаковым при нейтральном положении регулирующего поршня 14 (фиг. 1). The schematic diagram of the hydraulic variator (Fig. 1-3) does not show the compensation tanks connected to these two volumes, as well as the devices necessary for the initial adjustment of the volume filling when setting up the hydraulic variator before operation. The volume is filled in such a way that the position of the diaphragms 6 and 7 in the working cylinders 1 and 2 is the same with the neutral position of the control piston 14 (Fig. 1).

Работу гидравлического вариатора можно описать следующим образом. The operation of the hydraulic variator can be described as follows.

Рассмотрен случай, когда ведущим является ротор 3, вращающийся с постоянной скоростью и имеющий направление вращения против часовой стрелки. The case where the leading one is the rotor 3, rotating at a constant speed and having a direction of rotation counterclockwise.

Регулирующий поршень 14 (фиг. 1) находится в нейтральном положении, объемы внутренних полостей 8 и 9 равны друг другу, что приводит к равенству внешних объемов в рабочих цилиндров 1 и 2. При вращении ротора 3 жидкость внешнего объема через патрубок 12 поступает в полость всасывания цилиндра 1 и через полость нагнетания цилиндра 1 поступает под давлением в патрубок 13. Поступая в полость нагнетания цилиндра 2, жидкость, заполняя объем полости нагнетания, вынуждает ротор 4 начать вращение с той же скоростью, что и ротор 3. Далее жидкость, перемещаясь в цилиндре 2, через патрубок 12 под действием разрежения в полости цилиндра 1 перекачивается в нее, и цикл повторяется. The control piston 14 (Fig. 1) is in the neutral position, the volumes of the internal cavities 8 and 9 are equal to each other, which leads to the equality of the external volumes in the working cylinders 1 and 2. When the rotor 3 rotates, the liquid of the external volume through the nozzle 12 enters the suction cavity cylinder 1 and through the injection cavity of the cylinder 1 comes under pressure into the nozzle 13. Entering the injection cavity of the cylinder 2, the liquid, filling the volume of the injection cavity, forces the rotor 4 to start rotation at the same speed as the rotor 3. Further, the liquid moving into cylinder 2, through the pipe 12 under the influence of rarefaction in the cavity of the cylinder 1 is pumped into it, and the cycle repeats.

При перемещении регулирующего поршня 14 от нейтрального положения в сторону внутренней полости 8 (фиг. 2) объем внутренней полости 8 увеличивается, а объем полости 9 уменьшается, что приводит к уменьшению объема перекачиваемой ротором 3 жидкости и к снижению угловой скорости вращения ротора 4. When moving the control piston 14 from a neutral position towards the inner cavity 8 (Fig. 2), the volume of the inner cavity 8 increases, and the volume of the cavity 9 decreases, which leads to a decrease in the volume of fluid pumped by the rotor 3 and to a decrease in the angular velocity of rotation of the rotor 4.

При установке регулирующего поршня 14 в крайнее положение, как показано на фиг. 3, происходят полное прилегание (прижатие) диафрагмы 6 к внутренней стенке рабочего цилиндра 1 с большим давлением во внутренней полости 8 и максимальная деформация диафрагмы 7 под действием разряжения в полости 9. При этом объем полостей всасывания и нагнетания цилиндра 1 приближается к нулевому значению и происходит холостое вращение ротора 3 без перекачивания жидкости во внешней полости. When the control piston 14 is set to its extreme position, as shown in FIG. 3, the diaphragm 6 is completely adhered (pressed) to the inner wall of the working cylinder 1 with high pressure in the inner cavity 8 and the maximum deformation of the diaphragm 7 under the action of rarefaction in the cavity 9. In this case, the volume of the suction and discharge cavities of cylinder 1 approaches zero and occurs idle rotation of the rotor 3 without pumping fluid in the external cavity.

При перемещении регулирующего поршня 14 от нейтрального положения в сторону внутренней полости 9, ее объем увеличивается при одновременном уменьшении объема полости 8, что приводит к увеличению угловой скорости вращения ротора 4. When moving the control piston 14 from a neutral position to the side of the inner cavity 9, its volume increases while reducing the volume of the cavity 8, which leads to an increase in the angular velocity of rotation of the rotor 4.

В результате применения такого технического решения значительно повышается надежность работы гидровариатора. As a result of the application of such a technical solution, the reliability of the hydraulic variator significantly increases.

Claims

1. Гидравлический вариатор, содержащий два полых рабочих цилиндра, соединенных между собой патрубками и два ротора, размещенные внутри этих цилиндров, отличающийся тем, что роторы выполнены в форме обоймы, по внешней стороне которой закреплены ролики, между роликами и стенкой цилиндра размещена диафрагма, выполненная из гибкого материала, причем каждый ротор имеет возможность вращения во внутренней полости, образованной диафрагмой, внутренние полости связаны между собой с помощью цилиндра управления, содержащего поршень, систему управления перемещением поршня и рабочие каналы, соединяющие цилиндр управления с внутренними полостями. 1. A hydraulic variator comprising two hollow working cylinders interconnected by nozzles and two rotors located inside these cylinders, characterized in that the rotors are made in the form of a cage, on the outside of which the rollers are fixed, between the rollers and the cylinder wall there is a diaphragm made from a flexible material, each rotor being able to rotate in the inner cavity formed by the diaphragm, the inner cavities are interconnected by a control cylinder containing a piston, a control system movements of the piston and working channels connecting the control cylinder to the internal cavities.

2. Вариатор по п.1, отличающийся тем, что диафрагма выполнена с исключением возможности перетекания жидкости между разделенными диафрагмой полостями. 2. The variator according to claim 1, characterized in that the diaphragm is made with the exception of the possibility of fluid flow between the cavities separated by the diaphragm.