Гідравлічна машина, зокрема гідравлічний двигун, і дозатор, який містить такий двигун
Номер патенту: 92379
Опубліковано: 25.10.2010
Автори: Бертон Домінік, Барра Жильбер, Дарбуа Маттьє, Люка Грегорі
Формула / Реферат
1. Гідравлічна машина, зокрема гідравлічний двигун, яка містить:
- оболонку (2), яка містить корпус (3) і кришку (4);
- засіб розділення (М), який забезпечує поперемінний рух в згаданій оболонці між корпусом і кришкою, причому цей засіб розділення формує дві камери (5, 6);
- засоби (С) гідравлічної комутації, призначені для живлення рідиною і видалення її зі згаданих камер, причому вказані засоби гідравлічної комутації містять розподільний орган (D), який має можливість займати два стійких положення і керується за допомогою переміщень згаданого засобу розділення;
- відсік (13) в корпусі оболонки, зв'язаний з каналом підведення рідини під тиском, в якому розміщені згадані засоби (С) комутації;
- і засоби (15) перемикання, які містять штовхач (А), зв'язаний зі згаданим засобом розділення і виконаний з можливістю викликати, в кінці свого робочого ходу, різку зміну положення засобів комутації під дією пружного засобу (E), призначеного для зміни напрямку робочого ходу, яка відрізняється тим, що орган (D) розподілу містить розподільний золотник (16), притиснутий до плоскої пластини (17), фіксованої відносно корпусу оболонки, причому розподільний золотник (16) виконаний з можливістю ковзного переміщення і герметично, без ущільнювальної прокладки, по згаданій пластині (17), яка містить отвори, зв'язані відповідно з камерами (5, 6), виконаними в згаданій оболонці, і з вихідним отвором (18) для рідини, причому розподільний золотник (16) виконаний також з можливістю перекривання деяких із згаданих отворів або забезпечення їх сполучення з каналом подачі рідини або з каналом її відведення, залежно від свого положення.
2. Машина за п. 1, яка відрізняється тим, що пружний засіб (E) являє собою пружину (36), виконану у формі криволінійної дуги, один кінець (36а) якої зв'язаний із сергою (37), шарнірно закріпленою на осі (38), жорстко зв'язаній з корпусом (3) оболонки, причому один кінець (40) вказаної серги зв'язаний зі штовхачем (А), тоді як інший кінець (36b) вказаної пружини зв'язаний по поступальному переміщенню із золотником (36) і цей інший кінець (36b) пружини переходить з одного свого стійкого положення в інше своє стійке положення внаслідок деформації згаданої пружини (36).
3. Машина за п. 2, яка відрізняється тим, що серга (37) жорстко зв'язана з щонайменше одним важелем (45), здатним входити в механічний контакт з упором (46) золотника (16) в момент зміни на протилежний напрямку його переміщення для сприяння зусиллю, яке створюється згаданою пружиною, в початковий момент переміщення цього золотника.
4. Машина за п. 2 або 3, яка відрізняється тим, що кінець (36а) пружини, виконаної у формі криволінійної дуги, зв'язаний зі штовхачем (А), переходить, в процесі переміщення цього штовхача (А), з однієї сторони осі (38) шарнірного з'єднання серги на іншу її сторону.
5. Машина за будь-яким із пп. 2-4, яка відрізняється тим, що кінець (36b) пружини, виконаної у формі криволінійної дуги, зв'язаний із золотником (16), виконаний з можливістю входити в ложемент (43), подовжений вздовж напрямку переміщення цього золотника.
6. Машина за будь-яким із пп. 2-5, яка відрізняється тим, що пружина (36) виготовлена з пластичного матеріалу і штирі шарнірного з'єднання, передбачені на кожному її кінці (36а, 36b), формуються у вигляді єдиної деталі з цією пружиною.
7. Машина за будь-яким із пп. 1-6, яка відрізняється тим, що плоска пластина (17) містить п'ять отворів, віддалених один від одного вздовж напрямку ковзання золотника (17), а саме, центральний отвір (S), зв'язаний з вихідним отвором (18) даної гідравлічної машини, і розташовані з однієї і з іншої сторони від цього центрального отвору два віддалених один від одного отвори (Е5, Р5; Е6, Р6), зв'язані з однією із камер (5, 6) даної машини, причому золотник (16) містить на своїх подовжніх кінцях засіб перекриття (32, 33) одного отвору пластини і містить між своїми кінцями деякий простір (34), призначений для забезпечення сполучення між щонайменше двома отворами цієї пластини.
8. Машина за п. 7, яка відрізняється тим, що відстань між згаданим центральним отвором (S) і сусіднім з ним отвором (Е5, Е6) пластини має величину, меншу за величину відстані між цим сусіднім отвором (Е5, Е6) і крайнім отвором (Р5, Р6), розташованим з тієї самої сторони, причому вказаний простір (34) сполучення золотника забезпечує, в процесі зміни на протилежний напрямку переміщення засобу розділення (М), сполучення двох камер (5, 6) з вихідним отвором (18) і, отже, сполучення вхідного отвору (14) машини з її вихідним отвором (18).
9. Машина за п. 7 або 8, яка відрізняється тим, що кожний засіб перекриття золотника (16) утворений зоною (32, 33) перекриття, обмеженою двома стінками, які розташовані поперечно відносно напрямку переміщення цього золотника і мають можливість перекривати один отвір в пластині в тому випадку, коли ця зона розташовується напроти цього отвору, і простір (34), який забезпечує сполучення,розміщений між згаданими зонами перекриття, обмежений за допомогою стінки (35), віддаленої від згаданої пластини.
10. Машина за будь-яким із пп. 1-9, яка відрізняється тим, що золотник (16) і плоска пластина (17) розташовуються паралельно із напрямком переміщення штовхача (А).
11. Машина за будь-яким із пп. 1-10, яка відрізняється тим, що поверхня плоскої пластини (17), яка знаходиться в механічному контакті із золотником (16), являє собою дзеркало золотника.
12. Машина за будь-яким із пп. 1-11, яка відрізняється тим, що плоска пластина (17) виготовлена з керамічного матеріалу.
13. Машина за будь-яким із пп. 1-12, яка відрізняється тим, що золотник (16) розподілу виготовлений з пластичного матеріалу.
14. Машина за будь-яким із пп. 1-13, яка відрізняється тим, що згаданий засіб розділення являє собою мембрану (7).
15. Пропорційний дозатор рідини, який відрізняється тим, що він містить гідравлічний двигун відповідно до будь-якого із пп. 1-14 і підсистему (21) дозування додаткової речовини за допомогою згаданого двигуна.
16. Дозатор за п. 15, який відрізняється тим, що він містить заглушку (25) розділення, передбачену в донній частині відсіку (13), який містить засоби (С) комутації, причому крізь цю заглушку (25) проходить поршень (24) підсистеми (21) дозування, зв'язаний зі штовхачем (А), і трубопровід (26), який відкривається під цією заглушкою (25) і зв'язаний з вихідним отвором (18).
Текст
1. Гідравлічна машина, зокрема гідравлічний двигун, яка містить: - оболонку (2), яка містить корпус (3) і кришку (4); - засіб розділення (М), який забезпечує поперемінний рух в згаданій оболонці між корпусом і кришкою, причому цей засіб розділення формує дві камери (5, 6); - засоби (С) гідравлічної комутації, призначені для живлення рідиною і видалення її зі згаданих камер, причому вказані засоби гідравлічної комутації містять розподільний орган (D), який має можливість займати два стійких положення і керується за допомогою переміщень згаданого засобу розділення; - відсік (13) в корпусі оболонки, зв'язаний з каналом підведення рідини під тиском, в якому розміщені згадані засоби (С) комутації; - і засоби (15) перемикання, які містять штовхач (А), зв'язаний зі згаданим засобом розділення і виконаний з можливістю викликати, в кінці свого робочого ходу, різку зміну положення засобів комутації під дією пружного засобу (E), призначеного для зміни напрямку робочого ходу, яка відрізняється тим, що орган (D) розподілу містить розподільний золотник (16), притиснутий до плоскої пластини (17), фіксованої відносно корпусу оболонки, причому розподільний золотник (16) виконаний з можливістю ковзного переміщення і герметично, без ущільнювальної прокладки, по згаданій 2 (19) 1 3 92379 4 формуються у вигляді єдиної деталі з цією пружиною. 7. Машина за будь-яким із пп. 1-6, яка відрізняється тим, що плоска пластина (17) містить п'ять отворів, віддалених один від одного вздовж напрямку ковзання золотника (17), а саме, центральний отвір (S), зв'язаний з вихідним отвором (18) даної гідравлічної машини, і розташовані з однієї і з іншої сторони від цього центрального отвору два віддалених один від одного отвори (Е5, Р5; Е6, Р6), зв'язані з однією із камер (5, 6) даної машини, причому золотник (16) містить на своїх подовжніх кінцях засіб перекриття (32, 33) одного отвору пластини і містить між своїми кінцями деякий простір (34), призначений для забезпечення сполучення між щонайменше двома отворами цієї пластини. 8. Машина за п. 7, яка відрізняється тим, що відстань між згаданим центральним отвором (S) і сусіднім з ним отвором (Е5, Е6) пластини має величину, меншу за величину відстані між цим сусіднім отвором (Е5, Е6) і крайнім отвором (Р5, Р6), розташованим з тієї самої сторони, причому вказаний простір (34) сполучення золотника забезпечує, в процесі зміни на протилежний напрямку переміщення засобу розділення (М), сполучення двох камер (5, 6) з вихідним отвором (18) і, отже, сполучення вхідного отвору (14) машини з її вихідним отвором (18). 9. Машина за п. 7 або 8, яка відрізняється тим, що кожний засіб перекриття золотника (16) утворений зоною (32, 33) перекриття, обмеженою двома стінками, які розташовані поперечно відносно напрямку переміщення цього золотника і мають можливість перекривати один отвір в пластині в тому випадку, коли ця зона розташовується напроти цього отвору, і простір (34), який забезпечує сполучення, розміщений між згаданими зонами перекриття, обмежений за допомогою стінки (35), віддаленої від згаданої пластини. 10. Машина за будь-яким із пп. 1-9, яка відрізняється тим, що золотник (16) і плоска пластина (17) розташовуються паралельно із напрямком переміщення штовхача (А). 11. Машина за будь-яким із пп. 1-10, яка відрізняється тим, що поверхня плоскої пластини (17), яка знаходиться в механічному контакті із золотником (16), являє собою дзеркало золотника. 12. Машина за будь-яким із пп. 1-11, яка відрізняється тим, що плоска пластина (17) виготовлена з керамічного матеріалу. 13. Машина за будь-яким із пп. 1-12, яка відрізняється тим, що золотник (16) розподілу виготовлений з пластичного матеріалу. 14. Машина за будь-яким із пп. 1-13, яка відрізняється тим, що згаданий засіб розділення являє собою мембрану (7). 15. Пропорційний дозатор рідини, який відрізняється тим, що він містить гідравлічний двигун відповідно до будь-якого із пп. 1-14 і підсистему (21) дозування додаткової речовини за допомогою згаданого двигуна. 16. Дозатор за п. 15, який відрізняється тим, що він містить заглушку (25) розділення, передбачену в донній частині відсіку (13), який містить засоби (С) комутації, причому крізь цю заглушку (25) проходить поршень (24) підсистеми (21) дозування, зв'язаний зі штовхачем (А), і трубопровід (26), який відкривається під цією заглушкою (25) і зв'язаний з вихідним отвором (18). Винахід, що пропонується, стосується гідравлічної машини, зокрема гідравлічного двигуна, який звичайно містить: - оболонку, яка містить корпус і кришку; - засіб розділення, який забезпечує поперемінний рух в згаданій оболонці між корпусом і кришкою, причому цей засіб розділення має дві камери; - засоби гідравлічної комутації, призначені для живлення рідиною і видалення її із згаданих камер, причому вказані засоби гідравлічної комутації містять розподільний орган, який має можливість займати два стійких положення і керується за допомогою переміщень згаданого засобу розділення; - відсік в корпусі оболонки, зв'язаний з каналом підведення рідини під тиском, в якому розміщені згадані засоби комутації; і - засоби перемикання, які містять штовхач, зв'язаний із згаданим засобом розділення і здатний викликати, в кінці свого робочого ходу, різку зміну положення засобів комутації під дією пружного засобу для зміни напрямку робочого ходу. Гідравлічні машини цього типу, зокрема гідравлічні двигуни, призначені для використання в пропорційних дозаторах, в більшості своїй функціонують із системою розподілу типу «блок з клапа нами». При цьому згаданий блок з клапанами являє собою систему розподілу текучого середовища, утворену клапаном впускання і клапаном випускання цього текучого середовища через робочу камеру, причому клапани забезпечені ущільнювальними прокладками. Розподіл такого типу задає визначену структуру і геометрію будови гідравлічної машини, а також пропорційного дозатора, який має в своєму складі таку гідравлічну машину, що створює проблеми при здійсненні технічного обслуговування. Дійсно, як монтаж, так і демонтаж такого блока з клапанами в ряді випадків виявляється важким внаслідок утрудненого доступу до нього і часто вимагає демонтажу інших елементів дозатора. Крім того, практично в обов'язковому порядку доводиться замінювати ущільнювальні прокладки клапанів протягом терміну служби дозатора. Технічна задача даного винаходу головним чином полягає у розробці гідравлічної машини, зокрема гідравлічного двигуна, в якому засоби комутації дозволяють задовільним чином відділити механізм розподілу від рушійної частини для того, щоб демонтаж цих елементів можна було здійснювати незалежно один від одного. 5 Технічна задача даного винаходу також полягає в тому, щоб зменшити кількість деталей даної гідравлічної машини, зокрема засобів комутації, і скоротити кількість необхідних операцій технічного обслуговування машини. Відповідно до винаходу, що пропонується, гідравлічна машина, зокрема гідравлічний двигун описаного вище типу, відрізняється тим, що орган розподілу містить розподільний золотник, притиснутий до плоскої пластини, фіксованої відносно корпусу оболонки, причому цей розподільний золотник має можливість ковзати із забезпеченням герметичності, без ущільнювальної прокладки, по згаданій пластині, яка містить отвори, зв'язані відповідно з камерами згаданої оболонки і з отвором виходу для рідини, і цей розподільний золотник призначений для того, щоб залежно від свого положення перекривати деякі із згаданих отворів або забезпечувати їх сполучення з каналом підведення рідини або з каналом її відведення. Пружний засіб переважно являє собою пружину, виконану у формі криволінійної дуги, один кінець якої зв'язаний із сергою, шарнірно закріпленою на осі, жорстко зв'язаній з корпусом оболонки, причому один кінець цієї серги зв'язаний із штовхачем, тоді як інший кінець цієї пружини зв'язаний по поступальному переміщенню із згаданим золотником і цей інший кінець переходить з одного стійкого положення в інше стійке положення внаслідок деформації згаданої пружини. Переважно, щоб згадана серга була жорстко зв'язана з щонайменше одним важелем, який має можливість спиратися на упор розподільного золотника в момент зміни напрямку переміщення на протилежний для того, щоб сприяти зусиллю, яке створюється згаданою пружиною, в початковий момент переміщення розподільного золотника. Кінець пружини, виконаної у формі криволінійної дуги, зв'язаний із штовхачем, переходить, в процесі переміщення штовхача, з однієї сторони осі шарнірного з'єднання серги на іншу її сторону. Кінець пружини, виконаної у формі криволінійної дуги, зв'язаний із золотником, має можливість входити в ложемент, подовжений вздовж напрямку переміщення цього золотника. Згадана пружина переважно виготовлена з пластичного матеріалу і штирі шарнірного з'єднання, передбачені на кожному її кінці, формуються у вигляді єдиної деталі з цією пружиною. Згадана плоска пластина переважно містить п'ять отворів, віддалених один від одного вздовж напрямку ковзання золотника, а саме, центральний отвір, зв'язаний з вихідним отвором даної гідравлічної машини, і розташовані з однієї і з іншої сторони від цього центрального отвору два віддалених один від одного отвори, зв'язані з однією з камер даної гідравлічної машини, причому золотник містить на своїх подовжніх кінцях засіб перекриття одного отвору пластини і містить, між своїми кінцями, простір, що забезпечує сполучення між щонайменше двома отворами пластини. Переважно, щоб відстань між згаданим центральним отвором і сусіднім з ним отвором пластини мала величину, меншу ніж величина відстані між цим сусіднім отвором і крайнім отвором, розташованим 92379 6 з тієї самої сторони, причому вказаний простір золотника, призначений для реалізації сполучення, забезпечує, в процесі зміни напрямку переміщення засобу розділення на протилежний, сполучення двох камер з вихідним отвором і, отже, сполучення вхідного отвору машини з її вихідним отвором. Кожний засіб перекриття розподільного золотника містить деяку зону перекриття, обмежену двома стінками, що розташовані поперечно відносно напрямку переміщення цього золотника і мають можливість перекривати отвір в пластині в тому випадку, коли ця зона розташовується напроти відповідного отвору, і простір сполучення розподільного золотника, розміщений між зонами перекриття, обмежується за допомогою стінки, віддаленої від згаданої пластини. Розподільний золотник і плоска пластина можуть бути розташовані паралельно відносно напрямку переміщення штовхача. Переважно, щоб поверхня згаданої плоскої пластини, що знаходиться в механічному контакті із золотником, являла собою дзеркало золотника. Ця плоска пластина може бути виготовлена з керамічного матеріалу. При цьому золотник може бути виготовлений з пластичного матеріалу. Згаданий засіб розділення переважно являє собою мембрану. Винахід, що пропонується, стосується також пропорційного дозатора, призначеного для введення додаткової речовини в основну рідину, який відрізняється тим, що дозатор містить гідравлічний двигун, описаний вище, і підсистему дозування цієї додаткової речовини за допомогою згаданого двигуна. Згаданий дозатор може містити заглушку розділення, передбачену в донній частині відсіку, який містить засоби комутації, причому крізь заглушку проходить поршень підсистеми дозування, зв'язаний із штовхачем, і трубопровід, який відкривається під цією заглушкою і зв'язаний з вихідним отвором машини. Винахід, що пропонується, крім технічних рішень, викладених вище, включає в себе ряд інших технічних рішень, які більш детально будуть описані нижче, як необмежувальні приклади здійснення винаходу з посиланнями на наведені в додатку фігури, в числі яких: - Фіг.1 являє собою схематичний вигляд у вертикальному розрізі пропорційного дозатора з гідравлічним двигуном відповідно до винаходу, що пропонується; - Фіг.2 являє собою схематичний вигляд в ізометрії в розборі основних деталей дозатора і гідравлічного двигуна; - Фіг.3 являє собою схематичний вигляд, що ілюструє перше граничне положення дзеркала золотника і власне золотника, повернутого набік для полегшення розуміння наведених в описі пояснень; - Фіг.4 аналогічно з Фіг.3 демонструє схематичний вигляд дзеркала золотника і сам золотник в деякому проміжному положенні; - Фіг.5 аналогічно з Фіг.3 демонструє схематичний вигляд дзеркала золотника і сам золотник в 7 іншому граничному положенні, протилежному тому граничному положенню, яке проілюстроване на Фіг.3; - Фіг.6 являє собою схематичний вигляд у вертикальному розрізі дзеркала золотника і самого золотника, представленого в горизонтальній орієнтації і в граничному положенні; - Фіг.7 являє собою схематичний вигляд спереду золотника і серги, показаних на Фіг.6; - Фіг.8 аналогічно з Фіг.6 демонструє сергу в повернутому положенні; - Фіг.9 являє собою схематичний вигляд спереду золотника і серги, показаних на Фіг.8; - Фіг.10 являє собою схематичний вигляд в розрізі, подібний до вигляду, показаного на Фіг.8, серги і золотника в процесі ковзання; - Фіг.11 являє собою схематичний вигляд спереду золотника і серги в положенні, показаному на Фіг.10; - Фіг.12 являє собою схематичний вигляд в розрізі, подібний до вигляду, показаного на Фіг.10, серги і золотника в іншому граничному положенні, призначеному для керування зміною напрямку руху поршня і зміною напрямку руху потоків рідини; - Фіг.13 являє собою схематичний вигляд спереду золотника і серги в положенні, показаному на Фіг.12. З посиланнями на наведені в додатку фігури, зокрема на Фіг.1 та 2, можна бачити пропорційний дозатор, який має в своєму складі гідравлічний двигун 1 і призначений для дозованого вприскування додаткової речовини в основну рідину, яка приводить в дію згаданий двигун. Цей двигун 1 містить оболонку 2, утворену корпусом 3 і кришкою 4. Ці корпус і кришка з'єднані між собою роз'ємним чином за допомогою болтів з гайками, не показаних на наведених в додатку фігурах, які проходять крізь отвори, передбачені у сполучених обідках. Кришка 4 обладнана випускним клапаном Am, призначеним для видалення повітря з цього дозатора. Засіб розділення Μ має можливість здійснювати поперемінні рухи в об'ємі, що розміщений між корпусом 3 і кришкою 4 і формує дві камери 5 та 6. Засіб розділення Μ переважно являє собою мембрану 7, що піддається деформуванню, периферійна частина якої містить валик, затиснутий герметичним чином між кришкою 4 і корпусом 3. Однак, такий приклад реалізації засобу розділення Μ не є обмежувальним і винахід, що пропонується, може застосовуватися до гідравлічної машини, в якій засіб розділення утворений поршнем. Камера 5, розташована над мембраною 7 в тому випадку, коли вертикальна вісь гідравлічного двигуна орієнтована так, як це показано на Фіг.1, обмежена внутрішньою увігнутою поверхнею 8 кришки 4. Центральна частина мембрани 7 містить круглий отвір, кромка якого затиснута герметичним чином між диском 9, розміщеним головним чином в камері 6, і ободом 10, розміщеним в камері 5. Обід 10 має можливість входити впритул, в кінці верхнього робочого ходу мембрани 7, в ребро жорсткості 11 внутрішньої поверхні 8. 92379 8 Камера 6 обмежена зі сторони, протилежної мембрані 7, циліндричною порожниною, донна частина 12 якої містить прохід для штовхача А. Засоби С гідравлічної комутації передбачені для живлення рідиною та її видалення з камер 5 та 6. Ці засоби С гідравлічної комутації містять орган D розподілу, який має можливість займати два стійких положення і керується за допомогою відповідних переміщень мембрани 7. Засоби С гідравлічної комутації розміщуються у відсіку 13 корпусу 3 оболонки, зв'язаному з отвором 14 подачі рідини під тиском. Засоби 15 перемикання, які містять штовхач А, зв'язаний з мембраною 7, мають можливість викликати, в кінці свого верхнього робочого ходу і в кінці свого нижнього робочого ходу, різку зміну положення засобів С комутації під дією пружного засобу В для зміни на протилежний напрямку робочого ходу мембрани 7. Орган D розподілу містить золотник 16 розподілу, притиснутий до плоскої пластини 17, зафіксованої відносно корпусу 3 оболонки. Пластина 17 являє собою дзеркало золотника, тобто це означає, що поверхня пластини 17, яка знаходиться в механічному контакті із золотником 16 розподілу, є ідеально плоскою, підданою дзеркальній поліровці. При цьому сполучена поверхня золотника 16 також має високий ступінь площинності для забезпечення стійкої герметичності механічного контакту, без використання ущільнювальної прокладки, між дзеркалом 17 золотника і власне золотником 16. Пластина 17 переважно виготовляється з керамічного матеріалу, тоді як сам золотник 16 виготовлений з пластичного матеріалу. Для забезпечення проходження рідини згадана пластина 17 містить п'ять отворів, віддалених один від одного вздовж напрямку ковзання золотника 16, тобто вздовж вертикального напрямку в прикладі реалізації, представленому на Фіг.1. Пластина 17 і золотник 16 розташовуються паралельно одне одному в напрямку переміщення штовхача А і перпендикулярно відносно геометричної осі вхідного каналу 14. Золотник 16 має можливість ковзати в контакті з пластиною 17 паралельно напрямку переміщення штовхача А. Пластина 17 містить центральний отвір S, зв'язаний з вихідним отвором 18 гідравлічної машини, і містить, з однієї і з іншої сторони від цього центрального отвору, вздовж напрямку переміщення золотника, два віддалених один від одного отвори Е5, Р5 та Е6, Р6, зв'язані між собою за допомогою каналів, передбачених в деталі 19, закріпленій на корпусі 3 даної машини. Деталь 19 сама в свою чергу зв'язана за допомогою двох колінчастих каналів 20 (див. Фіг.2) з верхньою камерою 5. При цьому зв'язки цієї деталі з нижньою камерою 6 представлені лише частково. Нижня частина відсіку 13 є відкритою і в ній розташовується підсистема 21 дозування з клапаном всмоктування, забезпеченим наконечником 23, до якого може бути приєднаний трубопровід, занурений в деяку місткість (на наведених в додатку фігурах не показана), яка містить додаткову присадну рідину, яка всмоктується в дозованій 9 кількості. Підсистема 21 дозування має в своєму складі поршень 24 всмоктування, з'єднаний із штовхачем А. Відповідно до прикладу реалізації, схематично представленого на Фіг.1, поршень 24 проходить крізь заглушку 25 розділення, передбачену в донній частині відсіку 13. Додаткова присадна рідина, що подається під тиском за допомогою поршня 24, витісняється в напрямку вихідного каналу 18 через канал 26, який відкривається нижче заглушки 25. Змішування присадної речовини, що подається під тиском за допомогою підсистеми 21, з основною рідиною, що надходить через вхідний канал 14, здійснюється нарівні вихідного каналу 18. Як варіант реалізації, змішування присадної речовини з основною рідиною може мати місце у відсіку 13 шляхом усунення заглушки 25 і закриття каналу 26. Як це можна бачити на Фіг.6, пластина 17 розташовується у вирізі 27, передбаченому в блоці 28, який виготовлений з пластичного матеріалу і містить отвори 29, призначені для фіксації цієї пластини на деталі 19, і упори 30, 31, які визначають кінець робочого ходу золотника 16. Відстань між центральним отвором S пластини 17 і сусіднім з ним отвором E5 або Е6 має величину, меншу ніж величина відстані між цим отвором Е5 або Е6 і відповідним крайнім отвором Р5 або Р6, розташованим з тієї самої сторони. Таким чином, крок між отворами виявляється зміщеним, що представляє певну перевагу, про яку більш детально буде сказано в подальшому викладі. Золотник 16 містить на кожному зі своїх подовжніх кінців засіб перекриття, що містить зону 32, 33 перекриття отвору пластини 17, і розташований між цими зонами перекриття простір 34, призначений для сполучення між щонайменше двома отворами цієї пластини 17. Кожна зона 32, 33 перекриття золотника 16 визначається двома стінками, які є поперечними відносно напрямку переміщення і забезпечують практично лінійний механічний контакт із згаданою пластиною 17, що сприяє встановленню задовільної герметичності. Між цими поперечними стінками, розташованими напроти пластини 17, стінка зон 32, 33 перекриття є паралельною цій пластині 17 і знаходиться на віддалені на деякій відстані від поверхні цієї пластини. Простір 34 сполучення, розташований між зонами 32, 33 перекриття, обмежений стінкою 35, виконаною у формі купола. Пружний засіб В утворений пластинчастою пружиною 36, виконаною у формі криволінійної дуги, опуклість якої повернута в напрямку верхньої частини корпусу 3. Кінець 36а цієї пружини зв'язаний із штовхачем А, тоді як інший її кінець 36b зв'язаний по поступальному руху із золотником 16. Кожний кінець 36а, 36b цієї пружини сформований за допомогою циліндричного штиря, твірна якого є перпендикулярною відносно середньої площини пластинчастої пружини 36 і напрямку переміщення штовхача А, причому ці циліндричні штирі утворюють вісь шарнірного з'єднання. Пружина 36 виготовлена з пластичного матеріалу у вигляді єдиної деталі із згаданими штирями 36а, 36b. Ці 92379 10 кінцеві штирі 36а, 36b виступають в поперечному напрямку з однієї і з іншої сторони від згаданої пластинчастої пружини 36 вздовж її ширини. Бокові виступи 36а, 36b, як це можна бачити на Фіг.2, входять у відповідні ложементи, передбачені на кінці двох паралельних гілок серги 37, причому ці гілки обрамовують пружину 36. Кожний ложемент, в який входить кінець 36а, є відкритим таким чином, щоб цей кінець 36а міг бути легко вставлений і виведений з ложементів серги 37 шляхом простої деформації пружини 36. Серга 37 приєднана шарнірним чином на своєму кінці, віддаленому від кінця 36а, до осі 38, яка утримується на кожному зі своїх кінців за допомогою елемента 39 (див. Фіг.2), виконаного по суті у формі рівнобедреного трикутника з внутрішнім розкриттям, основа якого жорстко зв'язана з деталлю 19 корпусу 3, і зона вершини якого містить підшипник, призначений для кінця осі 38. Два опорних елементи 39 обрамовують золотник 16 і сергу 37. Кінець кожної гілки серги 37, протилежний осі 38, з яким зв'язаний кінець 36а пружини 36, містить бокову сторону 40, в якій передбачений ложемент, призначений для розміщення в ньому кінця 36а пружини. Кожна бокова сторона 40 має по суті круглу форму і розміщена з можливістю обертання в горизонтальній канавці 41. Кожна канавка 41 передбачена у внутрішній вертикальній стінці прямокутного отвору 42, виконаного в частині штовхача А, розташованій у відсіку 13. При цьому кожна канавка 41 відкривається з боку пластини 17 за допомогою частини, що розширяється, яка забезпечує можливість деякого нахилу згаданої серги, як це схематично проілюстровано на Фіг.1. Таке конструктивне рішення дозволяє, в процесі приведення в поступальний рух за допомогою штовхача А бокових сторін 40, забезпечити поворотний рух серги 37 відносно осі 38. Інший кінець 36b пружини 36 вставляється в прямокутний ложемент 43, подовжений в напрямку переміщення золотника 16. Такий ложемент 43 передбачений в кожній з двох бокових стінок 44 золотника 16, які обрамовують пружину 36. Ложемент 43 є відкритим в напрямку, протилежному пластині 17, і зусилля пружини 36 забезпечує притиснення кінця 36b пружини до донної частини ложемента 43. Розміщення штиря, що утворює кінець 36b, в ложементі 43 здійснюється досить просто і швидко, так само як і його демонтаж. Кінець 36b може займати стійке положення, проілюстроване на Фіг.1 та 12, в якому цей кінець упирається в поперечну стінку ложемента 43, найбільш віддалену від камери 6. Золотник 16 при цьому займає своє нижнє положення, проілюстроване на Фіг.1. В іншому своєму стійкому положенні, представленому на Фіг.6, кінець 36b пружини упирається в поперечну стінку ложемента 43, найближчу до камери 6, і золотник 16 займає своє верхнє положення, протилежне положенню, показаному на Фіг.1. Кінець 36а пружини, зв'язаний із штовхачем А за допомогою серги 37, в процесі вертикального переміщення цього штовхана переходить з однієї 11 сторони на іншу сторону відносно осі 38 шарнірного з'єднання серги 37. Цей перехід викликає вмикання комутації і зміну положення золотника. Серга 37 закріплена на щонайменше одному важелі 45, який розташований по суті перпендикулярно до цієї серги і проходить з однієї і з іншої сторони від цієї серги, як це можна бачити на Фіг.6-13. Важіль 45 має форму балансира, кінці 45а, 45b якого зігнені і закруглені таким чином, щоб входити в механічний контакт, в момент зміни напрямку руху мембрани, з упором 46, який має, наприклад, форму призми і передбачений виступаючим чином на середині довжини зовнішньої поверхні бокової стінки 44 золотника під прямокутним ложементом 43. Переважно передбачити два паралельних важелі 45, які охоплюють золотник 16, для того, щоб одночасно входити в механічний контакт з упорами 46. Фази комутації, що формуються за допомогою золотника 16 і пластини 17, схематично проілюстровані на Фіг.3, 4 та 5. Для полегшення розуміння наведених в додатку креслень золотник 16 представлений відхиленим від свого природного положення, тоді як насправді він переміщається з ковзанням, будучи притиснутим до пластини 17, і розташовується в положенні, перпендикулярному відносно положення, представленого на згаданих фігурах. При цьому ширина золотника 16 перевищує ширину отворів пластини 17 таким чином, щоб в тому випадку, коли один отвір виявляється перекритим за допомогою однієї з кінцевих зон 32 або 33 перекриття цього золотника, цей отвір виявився повністю закритим. На Фіг.3 схематично представлене перше граничне стійке положення золотника 16, в якому зона 32 перекриття перекриває отвір Е5, зв'язаний з камерою 5, тоді як зона 33 перекриття перекриває отвір Р6, зв'язаний з камерою 6. При цьому проміжний простір 34 забезпечує сполучення отвору Е6 і, отже, камери 6, з вихідним отвором S для текучого середовища. Отвір Р5 в пластині 17 при цьому виявляється відкритим і приймає рідину під тиском, яка надходить у відсік 13 і направляється в камеру 5. На Фіг.4 схематично представлене деяке проміжне положення золотника 16, в якому зони 32, 33 перекриття розміщуються напроти зон розділення між двома отворами, розташованими з однієї і з іншої сторони від центрального отвору S пластини 17. Отвори Р5 та Р6 сполучаються з відсіком 13 таким чином, щоб тиск рідини сприймався одночасно в камері 5 і в камері 6. Простір 34 забезпечує можливість сполучення двох отворів Е5 та Е6 з вихідним отвором S. В цьому проміжному положенні всі п'ять отворів пластини сполучаються один з одним і всі вони відкриті на повний свій переріз. При цьому витрата рідини проходить через камери 5 та 6 і тиск рідини врівноважуються з однієї і з іншої сторони від мембрани 7. На Фіг.5 схематично представлене інше граничне стійке положення золотника 16, в якому отвір Р6 виявляється відкритим і приймає текуче середовище під тиском, яке направляється в камеру 6. При цьому отвори Е6 та Р5 виявляються 92379 12 перекритими золотником 16, тоді як отвір Е5 сполучається з вихідним отвором S. Зміщений крок, з однієї сторони, між вихідним отвором S та отворами Е5 і Е6, а з іншої сторони, між цими отворами Е5 і Е6 та отворами Р5 і Р6, дозволяє виключити сполучення, в граничному стійкому положенні золотника 16, вхідного тиску рідини з вихідною камерою, тоді як в проміжному положенні, представленому на Фіг.4, всі отвори сполучаються між собою без обмеження їх поперечного перерізу для того, щоб знизити тиск рідини з однієї і з іншої сторони від мембрани 7. Далі з посиланнями на Фіг.1 та Фіг.6-13 буде описане функціонування гідравлічного двигуна і дозатора відповідно до винаходу, що пропонується. У положенні, показаному на Фіг.6, мембрана 7 приходить в кінець свого нижнього робочого ходу і серга 37 перекидається під дією пружини 36, яка забезпечує переміщення розподільного золотника 16 у верхнє стійке положення, де золотник 4 входить в механічний контакт з упором 30. У цьому положенні золотника 16 вода під тиском, яка надходить через вхідний отвір 14, доходить через відкритий отвір Р6 до нижньої камери 6. Інший отвір Е6, що сполучається з камерою 6, є закритим, тоді як отвір Е5 зв'язаний з вихідним отвором 18. Тиск, який впливає в камері 6 на мембрану 7, викликає деформацію цієї мембрани в напрямку камери 5 і переміщення штовхача А в напрямку вгору, як це можна бачити на Фіг.1. Рідина з камери 5 видаляється через отвір Е5. Кінець 36b пружини 36 при цьому залишається таким, що спирається на верхню поперечну стінку ложемента 43 і утримує золотник 16 в цьому положенні. Підйом штовхача А викликає підйом кінця 36а пружини 36. У тому випадку, коли кінець 36а пружини в процесі його підняття, як це можна бачити на Фіг.1, долає горизонтальну площину, яка проходить через вісь 38 шарнірного з'єднання серги 37, ця серга повертається відносно штовхача А таким чином, щоб згаданий кінець 36а проходив над віссю 38, як це можна бачити на Фіг.1. Цей етап схематично представлений на Фіг.8, переведеній в горизонтальну площину. При цьому кінець 36b пружини переміщається в ложементі 43 таким чином, щоб увійти в упорний контакт з іншою поперечною стінкою ложемента 43 і створювати штовхальне зусилля, яке діє на золотник 16 для його переміщення в напрямку іншого його стійкого положення. Завдяки геометричним характеристикам, які мають серга 37 і важелі 45, кінець 45b цих важелів одночасно входить в механічний контакт з упором 46 (див. Фіг.9). Такий синхронний вплив на золотник 16 супроводжується дією зусилля пружини 38 для того, щоб подолати опір ковзанню золотника 16. На Фіг.10 та 11 представлене відносне положення серги 37 і золотника 16 в кінці процесу сприяння, що забезпечується важелями 45. Оскільки при цьому золотник 16 починає свій робочий хід, зусилля, які необхідно створити для того, щоб він продовжував свій рух, виявляються незначними. Таким чином, пружина 36 має можливість за 13 вершити переміщення золотника 16 в напрямку іншого його стійкого положення і упор 46 віддаляється від кінця 45b, як це проілюстроване на Фіг.12 та 13, який відповідає кінцю верхнього робочого ходу штовхача А, представленого на Фіг.1. При розташуванні золотника в цьому іншому своєму стійкому положенні тиск рідини надходить в камеру 5, тоді як камера 6 залишається зв'язаною з вихідним отвором. При цьому мембрана 7 має можливість деформуватися в напрямку вниз і штовхач А має можливість опускатися, після чого починається новий цикл функціонування. Поперемінний вертикальний рух мембрани 7 і штовхача А дозволяє забезпечити накачування і дозування додаткової речовини, завдяки використанню підсистеми 21 дозування, поршень 24 накачування якої приводиться в рух в результаті переміщення мембрани 7. Золотник 16 утримується притиснутим до дзеркала 17 золотника за допомогою пружини 36. Крім того, цей золотник виявляється притиснутим до дзеркала 17 золотника внаслідок різниці тисків рідини і вхідної витрати рідини в тому випадку, коли має місце протікання цієї рідини. При цьому площинність і ретельна механічна обробка поверхні золотника 16 і дзеркала 17 золотника забезпечують задовільну герметизацію між двома цими елементами. Золотник 16 піддається впливу зусилля, перпендикулярного відносно дзеркала 17 золотника і рівного зусиллю, яке діє на опорну поверхню, помноженому на різницю тисків. При цьому зусилля, необхідне для переміщення золотника 16, являє собою поперечне зусилля, яке дорівнює зусиллю, перпендикулярному до золотника 16 і помноженому на коефіцієнт тертя між золотником 16 і дзеркалом 17 цього золотника. Рух мембрани 7 виявляється механічно зв'язаним і синхронізованим з перемиканням згаданої системи комутації. Рух розподільного золотника 16 по дзеркалу 17 золотника здійснюється в результаті обертального руху пружини 36 стиснення, яка «врівноважує» зусилля то в напрямку першого стійкого положення, то в напрямку другого стійкого положення, породжуючи, таким чином, переміщення золотника 16 шляхом його ковзання. Підсистема 21 дозування, зв'язана з мембраною 7 через штовхач А, забезпечує всмоктування і подальше безпосереднє вприскування додаткової речовини у вихідній частині дозатора. Серга 37, що приводиться в рух за допомогою штовхача А, забезпечує стиснення пружини 36 і синхронізацію переміщення золотника 16. Дійсно, в деяких граничних умовах (що стосуються тиску, витрати рідини тощо) зусилля, яке розвивається цією пружиною 36, може виявитися недостатнім для того, щоб змусити переміщатися з ковзанням золотник 16, на який впливає різниця тисків (а саме, у випадку, коли тиск на вході 14 дозатора виявляється меншим, ніж тиск на його виході 18). Сприяння, яке забезпечується за допомогою згаданої серги і важелів 45, створює синхронізацію, яка дозволяє забезпечити комутацію в цих умовах: золотник 16 в достатній мірі проштовхується за допомогою важелів 45 в напрямку деякого свого 92379 14 проміжного положення, проілюстрованого на Фіг.10, 11 та на Фіг.4, забезпечуючи сполучення всіх камер згаданої мембрани з вихідною частиною машини і знижуючи різницю тисків. Зусилля, які діють на золотник 16 і на пружину 36, дозволяють продовжити робочий хід золотника 16 в напрямку іншого його стійкого положення, яке забезпечує комутацію. У випадку різниці тисків і/або дуже високої витрати рідини між входом і виходом дозатора, або у випадку руйнування пружини 36, золотник 16 встановлюється, за допомогою важелів 45, в деяке проміжне положення, проілюстроване на Фіг.4, причому в цьому положенні забезпечується сполучення двох камер 5 та 6 з вихідним отвором і, відповідно, сполучення вхідного отвору 14 з вихідним отвором 18. При цьому витрата основної рідини не порушується. Дозатор з мембраною відповідно до винаходу, що пропонується, може мати істотно зменшену витрату, яка становить, наприклад, від 2 до 3 літрів на годину. При цьому є можливість функціонування під відносно невеликим тиском води, який становить, наприклад, від 1 до 2 метрів перепаду тиску між джерелом води і дозатором, або перепадом тиску, який має величину в діапазоні від 0,1 бар до 0,2 бар. Такий дозатор дозволяє пропустити воду, насичену твердими частинками, зокрема, завдяки функціонуванню з використанням мембрани. Діапазон можливих в цьому випадку витрат є достатньо широким і може мати величину, наприклад, від 2 або 3 літрів на годину до 2000 літрів на годину. При цьому діапазон можливого тиску функціонування також виявляється достатньо широким і може мати величину, наприклад, в діапазоні від 0,1 бар до 4 або 5 бар. Дозування допоміжної речовини в основну рідину може мати величину порядку 2% і навіть 5%. Як ілюстративний приклад робочий об'єм двигуна (тобто рівень витрати на кожний цикл підняття або опускання) може мати величину порядку 0,4 літра. Діаметр згаданої мембрани може мати величину порядку 110мм і її робочий хід може мати величину в діапазоні від 25мм до 30мм. Отвори в пластині 17 можуть мати поперечні перерізи, площа яких становить приблизно 1,3см2. Дозатор з мембраною разом з комутацією за допомогою золотника розподілу дозволяє забезпечити відділення механізму розподілу від привідної частини поршня або мембрани. Внаслідок цього демонтаж цих елементів можна здійснювати незалежно один від одного. Посилальні позиції 1 гідравлічний двигун 2 оболонка 3 корпус 4 кришка 5, 6 камери 7 мембрана 8 внутрішня увігнута поверхня кришки 9 диск 10 обід 11 ребро жорсткості 12 донна частина циліндричної пружини 15 13 відсік корпусу 14 отвір подачі рідини (вхідний канал) 15 засоби перемикання 16 золотник розподілу 17 плоска пластина 18 вихідний отвір гідравлічної машин 19 деталь 20 колінчасті канали 21 підсистема дозування з клапаном всмоктування 23 наконечник 24 поршень всмоктування 25 заглушка розділення 26 канал 27 виріз 28 блок 29 отвори 30, 31 упори 32, 33 зона перекриття отвору 34 простір сполучення 35 стінка у формі купола 92379 16 36 пластинчаста пружина 36а, 36b кінці пружини (кінцеві штирі) 37 серга 38 вісь 39 елемент утримання осі 40 бокова сторона кінця гілки серги 41 горизонтальна канавка 42 прямокутний отвір 43 прямокутний ложемент 44 бокові стінки золотника 45 важіль 45а, 45b кінці важеля 46 упор А штовхач Am випускний клапан кришки В пружний засіб С засоби гідравлічної комутації D орган розподілу Е5, Р5; Е6, Р6 отвори Μ засіб розділення S центральний отвір 17 92379 18 19 Комп’ютерна верстка А. Рябко 92379 Підписне 20 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюHydraulic machine, in particular hydraulic motor, and metering device comprising such a motor
Автори англійськоюDarbois Matthieu, Lucas Gregory, Barras Gilbert, Berton Dominique
Назва патенту російськоюГидравлическая машина, в частности гидравлический двигатель, и дозатор, который содержит такой двигатель
Автори російськоюДарбуа Маттье, Люка Грегори, Барра Жильбер, Бертон Доминик
МПК / Мітки
МПК: F04B 13/00, F04B 9/00, F04B 43/02
Мітки: дозатор, містить, гідравлічний, двигун, зокрема, гідравлічна, машина
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/10-92379-gidravlichna-mashina-zokrema-gidravlichnijj-dvigun-i-dozator-yakijj-mistit-takijj-dvigun.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Гідравлічна машина, зокрема гідравлічний двигун, і дозатор, який містить такий двигун</a>