СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ПУЛЬСАЦИЙ РАСХОДА ОБЪЕМНОГО НАСОСА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ПУЛЬСАЦИЙ РАСХОДА ОБЪЕМНОГО НАСОСА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ


RU (11) 2105899 (13) C1

(51) 6 F04B11/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 96113234/06 
(22) Дата подачи заявки: 1996.07.04 
(45) Опубликовано: 1998.02.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Проспект фирмы Bosch, 1987, с.31. Radialkolbenpumpe- Druckregler, Serusteuerung, Leistungsregler, mechnische, Hubeinstellung, Von Bosch. 2. Т.М. Башта, С.С.Руднев, Б.Б.Некрасов и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы, М., Машиностроение, 1982, с.284-288. 
(71) Заявитель(и): Челябинский государственный технический университет 
(72) Автор(ы): Гойдо М.Е.; Мальцева П.В. 
(73) Патентообладатель(и): Челябинский государственный технический университет 

(54) СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ПУЛЬСАЦИЙ РАСХОДА ОБЪЕМНОГО НАСОСА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 

Способ и устройство предназначены для компенсации пульсаций расхода как во всасывающем, так и в напорных каналах регулируемых и нерегулируемых объемных насосов. Пульсирующий поток жидкости формируют за счет использования энергии внешнего источника, а величину корректирующего расхода пульсирующего потока жидкости в каждый момент времени принудительно задают как функцию текущего значения скорости изменения мгновенного расхода насоса в соответствии с расчетными уравнениями. Устройство снабжено электрогидравлическим приводом вытеснительного элемента. Выход датчика мгновенного расхода жидкости соединен с входом дифференцирования. Последний выполнен с возможностью соединения его выхода выборочно с отрицательными и положительным входом операционного усилителя. Выход операционного усилителя подключен к управляющему входу электрогидравлического привода вытеснительного элемента. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Группа изобретений относится к области насосостроения, в частности к способу компенсации пульсаций расхода объемного насоса и устройству для осуществления способа, и может найти применение для компенсации пульсаций расхода как во всасывающем, так и в напорном каналах регулируемых и нерегулируемых объемных насосов, имеющих любое количество рабочих камер.

Известен способ управления средним значением подачи (расхода) регулируемого радиально-поршневого насоса путем автоматического изменения величины характерного объема насоса посредством изменения положения регулирующего органа насоса в зависимости от текущего значения расхода жидкости в напорном канале насоса [1]

Согласно этому способу подача (расход) насоса вне зависимости от значения давления в его напорном канале, определяемого нагрузкой, поддерживается с некоторой степенью точности постоянной (на среднем уровне) в соответствии с текущим значением среднего расхода жидкости в упомянутом канале за счет того, что изменение среднего расхода жидкости влечет за собой автоматическое изменение положения регулирующего органа насоса (эксцентриситета статора насоса относительно его ротора) в направлении, обеспечивающем компенсацию отклонения среднего расхода от заданного уровня.

Данный способ, позволяя поддерживать расход жидкости в канале насоса на требуемом среднем уровне, не обеспечивает, однако, при этом снижение пульсации расхода, обусловленных, например, несовершенством кинематики качающего узла насоса и его системы распределения. Наличие пульсации расхода жидкости, то есть чередование его нарастания и уменьшения, вызывает пульсации давления в присоединенных к насосу трубах и гидроаппаратах, что ведет к появлению шума, вибраций и сокращению срока службы как самого насоса, так и других элементов гидросистемы, вследствие накопления усталостных повреждений материалов конструкций, связанных с их циклическим нагружением.

Применение рассматриваемого способа для снижения пульсации расхода объемного насоса не используется из-за сложности реализации, обусловленной в первую очередь тем, что регулирующий орган насоса и связанные с ним подвижные части обладают значительными инерционными характеристиками (приведенными массой или моментом инерции). В этих условиях для изменения положения регулирующего органа насоса, как минимум с коммутационной частотой, равной произведению угловой скорости вращения приводного вала насоса на количество рабочих камер насоса и на кратность их действия, с целью компенсации высокочастотных пульсации расхода жидкости требуются большие перестановочные усилия.

Кроме того, применение известного способа для снижения пульсации расхода жидкости осложняется также в связи о возможностью возникновения автоколебаний в системе автоматического регулирования положения регулирующего органа насоса, которые могут привести к увеличению пульсаций расхода по сравнению с их исходным уровнем.

Следует отметить также, что данный способ применим только для регулируемых насосов, так как изменение расхода жидкости в соответствии с ним осуществляется за счет изменения положения регулирующего органа насоса, что снижает универсальность способа.

Известно устройство для управления средним значением подачи радиально-поршневого регулируемого насоса, содержащее два управляющих плунжера различного диаметра, расположенных по разные стороны от его статора и постоянно поджатые к статору, комбинированный регулятор расхода и давления, основу которого составляет золотниковый дросселирующий распределитель, и регулируемый дроссель, установленный в напорном канале насоса. Полость управления плунжера меньшего диаметра и один из каналов дросселирующего распределителя постоянно соединены с напорным каналом насоса на входе регулируемого дросселя, другой канал дросселирующего распределителя соединен со сливом, а третий с полостью управления плунжера большего диаметра. Полости под торцами золотника дросселирующего распределителя комбинированного регулятора расхода и давления соединены с напорным каналом насоса на входе и выходе регулируемого дросселя, причем с выходом дросселя через диафрагму соединена пружинная полость регулятора. К указанной пружинной полости подключен внешней гидролинией задающий предохранительный клапан, давление настройки которого определяет давление настройки регулятора. При среднем положении золотника дросселирующего распределителя вое его рабочие окна перекрыты, при смещении золотника из среднего положения в направлении пружинной полости полость управления плунжера большего диаметра сообщается со сливом, а при смещении в противоположном направлении с напорным каналом насоса [1]

До тех пор, пока давление в напорном канале насоса не превысит давление срабатывания задающего предохранительного клапана, средняя подача насоса вне зависимости от значения давления в его напорном канале, определяемого нагрузкой, поддерживается практически постоянной в соответствии со степенью открытия проходного сечения регулируемого дросселя, поскольку изменение расхода через этот дроссель влечет за собой изменение перепада давления на нем и, соответственно, изменение эксцентриситета статора насоса относительно его ротора, ведущее к компенсации отклонения расхода через дроссель от заданного уровня. Комбинированный регулятор в этом случае работает как регулятор расхода.

При увеличении давления в напорном канале насоса до величины, превышающей давление срабатывания задающего предохранительного клапана, появляется поток жидкости через диафрагму, и, вследствие потерь давления на ней, давление в пружинной полости золотника дросселирующего распределителя регулятора дополнительно понижается по сравнению с давлением в полости под противоположным торцом золотника. В указанной ситуации комбинированный регулятор работает как регулятор давления, поддерживая давление на выходе насоса практически постоянным.

Известное устройство для управления средним значением подачи насоса предназначено для поддерживания среднего расхода насоса (в определенном диапазоне изменения давления на выходе насоса) на заданном уровне, но не для снижения пульсации расхода. При этом диафрагма в гидравлическом соединении пружинной полости комбинированного регулятора с напорным каналом насоса на выходе регулируемого дросселя частично выполняет функцию демпфирующего устройства, обеспечивающего устойчивость процесса автоматической стабилизации среднего расхода в канале насоса и фильтрацию высокочастотных колебаний расхода.

Применение данного устройства для снижения пульсации расхода предполагает в каждый момент времени изменение характерного объема насоса в функции текущего значения мгновенного расхода в канале насоса, что может быть осуществлено только за счет изменения положения регулирующего органа насоса в соответствии с текущим значением расхода. Однако, поскольку регулирующий орган насоса и связанные с ним подвижные части обладают значительными инерционными характеристиками (приведенными массой или моментом инерции) и их перемещение с высокой частотой требует больших перестановочных усилий и чревато снижением срока службы насоса, то рассмотренное устройство для снижения пульсации расхода насоса не используется.

Известен способ компенсации пульсации расхода объемного насоса, включающий корректирование расхода насоса путем формирования пульсирующего потока жидкости периодическим отбором жидкости из канала насоса и направлением ее в тот же канал в противофазе с колебаниями расхода жидкости в канале насоса, если канал напорный, и в фазе, если канал всасывающий, при этом величину корректирующего расхода пульсирующего потока жидкости формируют как функцию текущего значения динамической характеристики потока жидкости в канале насоса, согласно которому пульсирующий поток жидкости создают за счет использования энергии пульсации перекачиваемой жидкости в канале насоса, а величину корректирующего расхода пульсирующего потока жидкости формируют как функцию текущего значения скорости изменения давления в канале насоса посредством пневмогидравлического аккумулятора, присоединенного своей жидкостной полостью к каналу насоса [2]

При использовании рассматриваемого способа величина корректирующего расхода в каждый момент времени формируется самопроизвольно, как функция текущих значений давления в канале насоса и скорости изменения давления. Колебания же давления в канале насоса в процессе его работы вызываются не только неравномерностью расхода насоса, но и изменением режима работы гидросистемы, в состав которой входит насос, в частности, изменением нагрузки, на которую работает гидросистема. Таким образом, известный способ предназначен, в сущности, для снижения пульсации давления в канале насоса, вызванных не только колебаниями расхода насоса, но и всевозможными внешними причинами.

Эффективная компенсация пульсации расхода насоса при использовании данного способа может быть достигнута лишь в том идеальном случае, когда частота собственных колебаний пневмогидравлического аккумулятора, определяемая его динамическими и геометрическими параметрами (в частности, параметрами, характеризующими его жесткость, инерционные и демпфирующие свойства), совпадает с частотой пульсации расхода насоса.

Частота собственных колебаний пневмогидравлического аккумулятора в значительной степени зависит от его жесткости, определяемой конструктивным объемом аккумулятора, давлением зарядки его газом и текущим значением абсолютного давления находящегося в аккумуляторе газа, величина которого тесно взаимосвязана с величиной давления в жидкостной полости аккумулятора и, естественно, изменяется в процессе работы гидросистемы. Прочие параметры аккумулятора являются неизменными. С увеличением давления газа жесткость аккумулятора и, соответственно, частота его собственных колебаний при прочих равных условиях увеличиваются. В результате, при эксплуатации пневмогидравличесмого аккумулятора, имеющего фиксированные параметры и рассчитанного на определенную частоту подлежащих гашению пульсации давления, не обеспечивается автоматическое согласование частоты собственных колебаний аккумулятора с частотой пульсации расхода насоса при отклонении режима работы насоса от расчетного (например, из-за изменения нагрузки, на которую работает гидросистема, подключенная к насосу). Более того, если при увеличении нагрузки и, соответственно, давления в канале насоса частота собственных колебаний пневмогидравлического аккумулятора увеличивается (так как происходят сжатие газа в аккумуляторе и рост жесткости последнего), то угловая скорость вращения вала приводящего двигателя насоса и пропорциональная ей частота пульсации расхода насоса уменьшаются, то есть указанные частоты обоюдно расходятся.

Кроме того, следует отметить, что пульсации расхода насоса и обусловленные ими пульсации давления представляют собой полигармонический процесс, а пневмогидравдический аккумулятор обеспечивает эффективное гашение только той гармонической составляющей разложения в ряд пульсации давления, частота которой совпадает с частотой его собственных колебаний. Следовательно, даже в условиях резонанса эффективное снижение пульсации давления и, соответственно, компенсация пульсаций расхода насоса возможны лишь в узком диапазоне частот, близких к частоте собственных колебаний пневмогидравлического аккумулятора. В случае же существенных изменений угловой скорости вращения приводного вала насоса и пропорциональной ей частоты пульсации расхода насоса возможно такое расхождение частоты пульсаций расхода (давления) с частотой собственных колебаний пневмогидравлического аккумулятора, что эффект от его применения будет отсутствовать. Отсутствие эффекта возможно и при постоянной угловой скорости вращения приводного вала насоса в случае вызванного изменением режима работы гидросистемы существенного изменения давления в канале насоса.

Таким образом, самопроизвольно формирующаяся в функции текущих значений скорости изменения давления в канале насоса и непосредственно самого давления величина корректирующего расхода жидкости в общем случае неизбежно отличается от необходимой для компенсации пульсаций расхода насоса до приемлемого уровня.

Следовательно, известный способ не обеспечивает стабильной компенсации пульсации расхода объемного насоса при переменных режимах эксплуатации.

Известно устройство для компенсации пульсации расхода объемного насоса, содержащее компенсационную камеру с вытеснительным элементом, выполненную с возможностью гидравлического соединения с каналом насоса, а именно - пневмогидравлический аккумулятор с вытеснительным элементом, жидкостная полость которого выполнена с возможностью гидравлического соединения с каналом насоса [2]

Данное устройство не обеспечивает стабильной компенсации пульсации расхода объемного насоса, что объясняется неизменными конструктивными параметрами пневмогидравлического аккумулятора (рассчитанными на вполне определенный режим работы насоса), которые предопределяют ограниченные возможности аккумулятора в отношении формирования потребного корректирующего расхода жидкости при переменных режимах работы насоса.

Даже в том случае, когда собственная частота колебаний пневмогидравлического аккумулятора совпадает с коммутационной частотой объемного насоса, аккумулятор эффективно гасит только одну соответствующую гармоническую составляющую пульсации расхода насоса, имеющих полигармонический характер, и практически не снижает амплитуды высокочастотных гармонических составляющих.

Изменение давления в напорном канале насоса приводит к изменениям давления и объема газа, заполняющего газовую полость пневмогидравлического аккумулятора, и, как следствие этого, к изменению жесткости и частоты собственных колебаний аккумулятора, что существенно уменьшает аффект от его использования. В конструкции пневмогидравлического аккумулятора не предусмотрено средств, позволяющих поддерживать его жесткость неизменной вне зависимости от величины давления в канале насоса.

Таким образом, формирование корректирующего расхода жидкости в функции текущих значений скорости изменения давления в канале насоса и непосредственно самого давления посредством применения пневмогидравлического аккумулятора характеризуется постоянным расхождением пульсационной составляющей расхода насоса (относительно среднего значения расхода насоса) и формируемого корректирующего расхода, так как пневмогидравлический аккумулятор, как колебательная система, имеет ограниченные возможности по согласованию с параметрами работы насоса с целью снижения пульсации давления и расхода.

Основной технической задачей, решаемой группой изобретений, является создание способа компенсации пульсации расхода объемного насоса, характеризующегося повышенной степенью компенсации пульсации расхода насоса при переменных режимах его эксплуатации и стабильностью параметров компенсации пульсации расхода вне зависимости от условий эксплуатации насоса за счет принудительного согласования величины корректирующего расхода формируемого пульсирующего потока жидкости с текущим значением скорости изменения мгновенного расхода насоса.

Следующей задачей изобретения, относящегося к способу, является создание способа компенсации пульсации расхода нерегулируемого объемного насоса, обусловленных пульсационной составляющий расхода насоса относительно среднего значения расхода, обеспечивающего беспрепятственное изменение величины расхода насоса, вызванное изменением угловой скорости вращения приводного вала насоса (то есть обеспечивающего изменение среднего расхода насоса синхронно изменению угловой скорости вращения приводного вала насоса).

Следующей задачей изобретения, относящегося к способу, является создание способа компенсации пульсации расхода регулируемого объемного насоса, обусловленных пульсационной составляющей расхода насоса относительно среднего значения расхода, обеспечивающего беспрепятственное изменение величины расхода насоса, вызванное как изменением угловой скорости вращения приводного вала насоса, так и изменением характерного объема насоса (то есть обеспечивающего изменение среднего расхода насоса синхронно изменениям угловой скорости вращения приводного вала насоса и величины характерного объема насоса).

Следующей основной технической задачей группы изобретений является создание устройства для реализации способа, обеспечивающего реализацию закона изменения величины корректирующего расхода в соответствии со способом.

Для решения поставленной задачи в известном способе компенсации пульсации расхода объемного насоса, включающем корректирование расхода насоса путем формирования пульсирующего потока жидкости периодическим отбором жидкости из канала насоса и направлением ее в тот же канал в противофазе с колебаниями расхода жидкости в канале насоса, если канал напорный, и в фазе, если канал всасывающий, при этом величину корректирующего расхода пульсирующего потока жидкости формируют как функцию текущего значения динамической характеристики потока жидкости в канале насоса, согласно изобретению пульсирующий поток жидкости формируют за счет использования энергии внешнего источника, а величину корректирующего расхода пульсирующего потока жидкости в каждый момент времени принудительно задают как функцию текущего значения скорости изменения мгновенного расхода насоса в соответствии с уравнением:



где

Qк величина корректирующего расхода жидкости;

Qм величина мгновенного расхода насоса;

t время;

KQ коэффициент пропорциональности величины корректирующего расхода

Qк жидкости значению скорости изменения скорректированного мгновенного расхода Qскм насоса, равного

Qскм=Qм LQк; (2)

L знаковый коэффициент,



Кроме того, в частных случаях выполнения способа техническая задача достигается за счет следующих признаков.

Согласно изобретению величину корректирующего расхода пульсирующего потока жидкости в каждый момент времени формируют как функцию углового ускорения вращения приводного вала насоса в соответствии с уравнением:

(3)

где

текущее значение угловой скорости вращения приводного вала насоса;

Kw коэффициент пропорциональности, равный

KW= KQqo; (4)

q характерный объем насоса;

o объемный КПД насоса.

Согласно изобретению величину корректирующего расхода пульсирующего потока жидкости в каждый момент времени формируют как функцию скорости изменения произведения характерного объема насоса на угловую скорость вращения приводного вала насоса в соответствии с уравнением:



где

Kw коэффициент пропорциональности, равный

Kqw= KQo. (6)

В соответствии с изобретением, относящимся к устройству для реализации способа, известное устройство для компенсации пульсаций расхода объемного насоса, содержащее компенсационную камеру с вытеснительным элементом, выполненную с возможностью гидравлического соединения с каналом насоса, согласно изобретению снабжено электрогидравлическим приводом вытеснительного элемента, датчиком мгновенного расхода жидкости для измерения скорректированного мгновенного расхода насоса, блоком дифференцирования и операционным усилителем, при этом выход датчика мгновенного расхода жидкости соединен с входом блока дифференцирования, последний выполнен с возможностью соединения его выхода выборочно с отрицательным и положительным входами операционного усилителя, а выход операционного усилителя подключен к управляющему входу электрогидравлического привода вытеснительного элемента.

В частных случаях исполнения поставленная техническая задача достигается за счет следующих признаков устройства.

Согласно изобретению устройство снабжено датчиком угловой скорости вращения приводного вала насоса и дополнительным блоком дифференцирования, при этом выход датчика угловой скорости вращения приводного вала насоса соединен с входом дополнительного блока дифференцирования, а последний выполнен с возможностью соединения его выхода выборочно с дополнительными положительным и отрицательным входами операционного усилителя.

Согласно изобретению устройство снабжено датчиком положения регулирующего органа насоса и блоком преобразования и умножения с двумя входами, при этом выход указанного датчика и выход датчика угловой скорости вращения приводного вала насоса соединены соответственно с первым и вторым входами блока преобразования и умножения, выход которого соединен с входом дополнительного блока дифференцирования.

Согласно изобретению устройство снабжено датчиком положения вытеснительного элемента относительно его средней позиции и нелинейным электронным блоком, выполненным с возможностью реализации зависимости выходного электрического сигнала от входного, имеющей вид нечетной степенной зависимости с показателем степени, большим единицы, при этом выход датчика положения вытеснительного элемента через нелинейный электронный блок соединен со вторым дополнительным отрицательным входом операционного усилителя.

Использование энергии внешнего источника вместо анергии пульсаций перекачиваемой жидкости (как в случае использования пневмогидравлического аккумулятора) для создания пульсирующего потока жидкости с корректирующим расходом делает возможным в каждый момент времени принудительное (а не самопроизвольное) формирование величины корректирующего расхода жидкости. Принудительное формирование пульсирующего потока жидкости с корректирующим расходом, в свою очередь, позволяет обеспечить в широком диапазоне частот (по сравнению со случаем использования пневогидравлического аккумулятора) в каждый момент времени автоматическое согласование характера изменения корректирующего расхода жидкости с текущим характером изменения мгновенного расхода насоса с целью минимизации пульсаций скорректированного мгновенного расхода насоса. При формировании величины корректирующего расхода в соответствии с уравнением (1) и больших значениях коэффициента KQ обеспечивается приблизительное равенство скорости изменения корректирующего расхода жидкости скорости изменения мгновенного расхода насоса, взятой с противоположным знаком для напорного канала насоса и со своим знаком для всасывающего канала насоса, благодаря чему происходит компенсация пульсаций расхода насоса. Кроме того, в данном случае при нулевой скорости изменения мгновенного расхода насоса величина корректирующего расхода жидкости гарантированно стремится к нулевому значению. Вышесказанное может быть также показано несколько иным образом. С учетом выражения (2) уравнение (1) приводится к следующему виду



Формирование величины корректирующего расхода жидкости, пропорциональной текущему значению скорости изменения скорректированного мгновенного расхода насоса, взятой с противоположным знаком для напорного канала насоса и со своим знаком для всасывающего канала насоса (при этом корректирующий расход жидкости, отбираемой из канала, является отрицательным, а подаваемой в канал

положительным), как можно трактовать уравнение (7), обеспечивает изменение величины корректирующего расхода непосредственно в функции изменения мгновенного расхода таким образом, что изменения скорректированного мгновенного расхода насоса стремятся к нулю: любое изменение скорректированного мгновенного расхода насоса во времени влечет за собой формирование корректирующего расхода, абсолютная величина которого тем больше, чем больше абсолютная величина скорости изменения скорректированного мгновенного расхода насоса, а знак таков, что изменение мгновенного скорректированного расхода насоса компенсируется (см. уравнения (7) и (2)). В результате создаются условия для повышения и обеспечения стабильности степени компенсации пульсации расхода при переменных режимах эксплуатации насоса в составе гидросистемы, так как величина корректирующего расхода в рассматриваемом случае определяется только текущим значением скорости изменения скорректированного мгновенного расхода и значением коэффициента пропорциональности KQ, который подбирается таким образом, чтобы компенсировать пульсации расхода насоса до приемлемого уровня. При увеличении значения коэффициента пропорциональности KQ степень компенсации пульсации расхода повышается, однако при изменениях угловой скорости вращения приводного вала насоса и характерного объема насоса процесс перехода насоса на режим работы с новым значением среднего расхода, соответствующим новым значениям угловой скорости вращения приводного вала насоса и характерного объема последнего, растягивается во времени. Кроме того, чрезмерное увеличение коэффициента пропорциональности KQ может привести к неустойчивой работе, системы автоматического формирования пульсирующего потока жидкости с корректирующим расходом, которая, как следует из уравнений (7) и (2), должна работать по принципу следящей системы. Следует отметить, что формирование корректирующего расхода в соответствии с уравнением (1) наиболее оправдано для нерегулируемых насосов, зксплуатирующихся при несущественных изменениях угловой скорости вращения их приводного вала.

В частных случаях исполнения способа обеспечивается изменение среднего расхода насоса синхронно соответствующим изменениям угловой скорости вращения приводного вала насоса и величины его характерного объема за счет дополнительного согласования величины корректирующего расхода с угловым ускорением вращения приводного вала насоса и со скоростью изменения характерного объема насоса при обеспечении компенсации пульсации расхода, обусловленных пульсационной составляющей расхода насоса относительно среднего значения.

Формирование в каждый момент времени величины корректирующего расхода пульсирующего потока жидкости как функции еще и углового ускорения вращения приводного вала насоса в соответствии с уравнением (3) целесообразно при эксплуатации нерегулируемого насоса в условиях переменной угловой скорости вращения его приводного вала (например, на мобильной машине или в гидроприводе с управлением приводящим двигателем), когда необходимо обеспечение изменения величины среднего расхода нерегулируемого насоса синхронно соответствующим изменениям угловой скорости вращения приводного вала насоса. В данном случае при выполнении соотношения (4) обеспечивается компенсация пульсации расхода, обусловленных только пульсационной составляющей расхода насоса относительно его среднего значения. Это видно из следующих выкладок.

Величина Qм мгновенного расхода насоса может быть представлена в виде суммы среднего расхода Qср насоса и пульсационной составляющей Qп расхода относительно его среднего значения:

Qм Qср + Qп. (8)

Подставляя последнее соотношение в правую часть уравнения (3) с учетом соотношения (4) и известного выражения:

Qср= qo, (9)

и_ пренебрегая в виду ожидаемой малости изменениями объемного КПД o насоса (т.е. принимая в первом приближении: o= const), получаем:



что и требовалось показать.

Формирование в каждый момент времени величины корректирующего расхода пульсирующего потока жидкости как функции скорости изменения произведения характерного объема насоса на угловую скорость вращения приводного вала насоса в соответствии с уравнением (5) целесообразно при необходимости обеспечения изменения величины среднего расхода регулируемого насоса синхронно соответствующим изменениям как угловой скорости вращения приводного вала насоса, так и величины характерного объема насоса. В данном случае при выполнении соотношения (6) обеспечивается компенсация пульсаций расхода, обусловленных только пульсационной составляющей расхода насоса относительно его среднего значения. Это положение подтверждается путем подстановки в правую часть уравнения (5) выражений (6), (8) и (9) (в предположении, что o= const):



Снабжение устройства для компенсации пульсаций расхода объемного насоса электрогидравлическим приводом вытеснительного элемента, датчиком мгновенного расхода жидкости для измерения скорректированного мгновенного расхода насоса, блоком дифференцирования и операционным усилителем, соединение выхода датчика мгновенного расхода жидкости с входом блока дифференцирования, выполнение последнего с возможностью соединения его выхода выборочно с отрицательным и положительным входами операционного усилителя и подключение выхода операционного усилителя к управляющему входу электрогидравлического привода вытеснительного элемента позволяют осуществлять формирование величины корректирующего расхода пульсирующего потока жидкости в функции текущего значения скорости изменения мгновенного расхода насоса в соответствии с уравнением (1).

Управляющий электрический сигнал, поступающий с выхода датчика мгновенного расхода, который подключается к каналу насоса за местом подсоединения к нему компенсационной камеры устройства, если канал напорный, и до места подсоединения к нему компенсационной камеры устройства, если канал всасывающий, в каждый момент времени преобразуется посредством блока дифференцирования в сигнал, равный производной по времени от входного сигнала и пропорциональный значению скорости изменения мгновенного расхода. Соединение выхода блока дифференцирования выборочно с отрицательным (в случае использования устройства для компенсации пульсации расхода в напорном канале насоса) или с положительным (в случае использования устройства для компенсации пульсации расхода во всасывающем канале насоса) входом операционного усилителя образует цепь соответственно отрицательной или положительной обратной связи по значению скорости изменения скорректированного мгновенного расхода насоса. Сигнал, поступающий с выхода блока дифференцирования, усиливается в операционном усилителе и далее подается на управляющий вход электрогидравлического привода вытеснительного элемента. Появление управляющего сигнала приводит к перемещению вытеснительного элемента компенсационной камеры со скоростью, пропорциональной в каждый момент времени по величине знамению производной по времени от текущего значения скорректированного мгновенного расхода насоса и имеющей противоположный по отношению к этой производной знак, если канал насоса напорный, и тот же знак, если канал насоса всасывающий. В результате происходит принудительное формирование пульсирующего потока жидкости с корректирующим расходом в соответствии с уравнением (7), а тем самым и в соответствии с уравнением (1) с учетом соотношения (2). Значение модуля передаточной функции цепи от входа датчика мгновенного расхода до потока жидкости с корректирующим расходом на выходе компенсационной камеры устройства адекватно по абсолютной величине значению коэффициента пропорциональности KQ и подбирается из условия обеспечения компенсации пульсаций расхода до приемлемого уровня.

Снабжение устройства для компенсации пульсации расхода объемного насоса датчиком угловой скорости вращения приводного вала насоса и дополнительным блоком дифференцирования, соединение выхода датчика угловой скорости вращения приводного вала насоса с входом дополнительного блока дифференцирования и выполнение последнего с возможностью соединения его выхода выборочно с дополнительными положительным (в случае использования устройства для компенсации пульсации расхода в напорном канале насоса) и отрицательным (в случае использования устройства для компенсации пульсации расхода во всасывающем канале насоса) входом операционного усилителя обеспечивают реализацию способа в его частном случае, когда величину корректирующего расхода пульсирующего потока жидкости в каждый момент времени формируют одновременно как функцию скорости изменения мгновенного расхода насоса и как функцию углового ускорения вращения приводного вала насоса, благодаря образованию дополнительной цепи обратной связи (положительной в случае использования устройства для компенсации пульсации расхода в напорном канале насоса и отрицательной в случае использования устройства для компенсации пульсации расхода во всасывающем канале насоса) по производной по времени от угловой скорости вращения приводного вала насоса. В этом случае величина сигнала, формируемого в операционном усилителе на основании сигнала, поступающего с выхода блока дифференцирования сигнала от датчика мгновенного расхода, корректируется на величину, пропорциональную угловому ускорению вращения приводного вала насоса, и в итоге величина корректирующего расхода насоса формируется в соответствии с уравнением (3). При этом значение модуля передаточной функции указанной цепи обратной связи адекватно по абсолютной величине значению коэффициента пропорциональности Kw. В результате достигается компенсация пульсаций расхода нерегулируемого объемного насоса, обусловленных только пульсационной составляющей расхода насоса относительно среднего значения расхода, и обеспечивается беспрепятственное изменение величины расхода насоса, вызванное изменением скорости вращения приводного вала насоса (то есть обеспечивается изменение среднего расхода насоса синхронно изменению угловой скорости вращения приводного вала насоса).

Снабжение устройства для компенсации пульсации расхода объемного насоса датчиком положения регулирующего органа насоса и блоком преобразования и умножения с двумя входами, соединение выхода указанного датчика и выхода датчика угловой скорости вращения приводного вала насоса соответственно с первым и вторым входами блока преобразования и умножения и соединение выхода последнего с входом дополнительного блока дифференцирования обеспечивают реализацию частного случая исполнения способа, когда величину корректирующего расхода пульсирующего потока жидкости в каждый момент времени формируют одновременно как функцию скорости изменения мгновенного расхода насоса и как функцию скорости изменения произведения характерного объема насоса на угловую скорость вращения приводного вала насоса, благодаря образованию дополнительной цепи обратной связи (положительной в случае использования устройства для компенсации пульсации расхода в напорном канале насоса и отрицательной в случае использования устройства для компенсации пульсации расхода во всасывающем канале насоса) по производной по времени от величины, пропорциональной произведению текущих значений характерного объема насоса и угловой скорости вращения приводного вала насоса. В блоке преобразования и умножения сигнал, поступающий с выхода датчика положения регулирующего органа насоса, преобразуется в сигнал, пропорциональный соответствующему значению характерного объема регулируемого насоса (в случае прямо пропорциональной связи между координатой регулирующего органа насоса и соответствующим значением характерного объема насоса необходимость в таком преобразовании отсутствует), и затем умножается на значение сигнала, поступающего с выхода датчика угловой скорости вращения приводного вала насоса. В этом случае величина сигнала, формируемого в операционном усилителе на основании сигнала, поступающего с выхода блока дифференцирования сигнала от датчика мгновенного расхода, корректируется на величину, пропорциональную скорости изменения произведения характерного объема насоса на угловую скорость вращения приводного вала насоса, и в итоге величина корректирующего расхода насоса формируется в соответствии с уравнением (5). При этом текущее значение модуля передаточной функции дополнительной цепи обратной связи по абсолютной величине адекватно произведению значения коэффициента пропорциональности Kqw на отношение характерного объема насоса к координате регулирующего органа насоса, вид закона изменения которого (отношения) в функции координаты регулирующего органа насоса является индивидуальным для каждого насоса и учитывается (аппаратно иди программно в зависимости от вида блока преобразования и умножения) посредством блока преобразования и умножения. В результате достигается компенсация пульсации расхода регулируемого объемного насоса, обусловленных только пульсационной составляющий расхода насоса относительно среднего значения расхода, и обеспечивается беспрепятственное изменение величины расхода насоса, вызванное как изменением угловой скорости вращения приводного вала насоса, так и изменением положения регулирующего органа (и, соответственно, характерного объема) насоса (то есть обеспечивается изменение среднего расхода насоса синхронно изменениям угловой скорости вращения приводного вала насоса и величины характерного объема насоса).

Снабжение устройства для компенсации пульсации расхода объемного насоса датчиком положения вытеснительного элемента относительно его средней позиции и нелинейным электронным блоком, выполненным с возможностью реализации зависимости выходного электрического сигнала от входного, имеющей вид нечетной степенной зависимости с показателем степени, большим единицы, и соединение выхода датчика положения вытеснительного элемента через нелинейный электронный блок со вторым дополнительным отрицательным входом операционного усилителя обеспечивает в процессе эксплуатации устройства постоянную компенсацию возможного дрейфа положения, относительно которого совершает колебания вытеснительный элемент, по отношению к средней позиции этого элемента, благодаря образованию цепи отрицательной обратной связи по положению вытеснительного элемента. Причем в силу того, что нелинейный блок обеспечивает зависимость выходного электрического сигнала от входного, имеющую вид нечетной степенной зависимости с показателем степени, большим единицы, при малых отклонениях вытеснительного элемента относительно его средней позиции коэффициент усиления рассматриваемой отрицательной обратной связи весьма невелик и ее существование практически не отражается на характере работы устройства. При приближении же вытеснительного элемента к его крайним положениям, определяемым жесткими упорами, коэффициент усиления отрицательной обратной связи по положению вытеснительного элемента увеличивается в такой степени, что перемещение вытеснительного элемента электрогидравличеоким приводом до упора предотвращается. Благодаря этому повышается надежность работы устройства. Данное исполнение устройства целесообразно при всех вариантах осуществления способа.

Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает реализацию изменения величины корректирующего расхода в соответствии со способом во всех его вариантах и связано с ним единым изобретательским замыслом.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично изображена насосная установка с предлагаемым устройством для компенсации пульсаций расхода объемного насоса.

Способ компенсации пульсации расхода объемного насоса включает следующую последовательность операций:

корректирование расхода насоса путем формирования пульсирующего потока жидкости, создаваемого за счет использования энергии внешнего источника периодическим отбором жидкости из канала насоса и направлением его в тот же канал в противофазе с колебаниями расхода жидкости в канале насоса, если канал напорный, и в фазе, если канал всасывающий, при этом величину корректирующего расхода пульсирующего потока жидкости в каждый момент времени принудительно задают как функцию текущего значения скорости изменения мгновенного расхода насоса в соответствии с уравнением (1);

в частном случае осуществления способа величину корректирующего расхода пульсирующего потока жидкости в каждый момент времени формируют как функцию углового ускорения вращения приводного вала насоса в соответствии с уравнением (3);

в другом частном случае осуществления способа величину корректирующего расхода пульсирующего потока жидкости в каждый момент времени формируют как функцию скорости изменения произведения характерного объема насоса на угловую скорость вращения приводного вала насоса в соответствии с уравнением (5).

Насосная установка содержит регулируемый объемный насос 1 с всасывающим и напорным каналами 2, 3, устройство 4 для компенсации пульсации расхода насоса 1, выполненное в виде компенсационной камеры 5 с вытеснительным элементом 6, имеющим вид плунжера. Компенсационная камера 5 гидравлически соединена посредством канала 7 с напорным каналом 3 насоса 1. Такое соединение используется, если необходима компенсация пульсации расхода на выходе насоса 1. В случае, когда необходима компенсация пульсации расхода на входе насоса 1, компенсационная камера 5 гидравлически соединена со всасывающим каналом 2 насоса 1 (соединение со всасывающим каналом 2 на чертеже не показано). Насосная установка может иметь одновременно два устройства 4 для компенсации пульсации расхода насоса 1, одно из которых предназначено для компенсации пульсации расхода на выходе насоса 1, другое для компенсации пульсации расхода на входе насоса 1 (на чертеже не показано).

Устройство 4 снабжено электрогидравлическим приводом 8 вытеснительного элемента 6 и датчиком 9 мгновенного расхода жидкости, подключенным к напорному каналу 3 насоса 1 за местом подсоединения к этому каналу 3 (по отношению к насосу 1) компенсационной камеры 5. В случае соединения компенсационной камеры 5 со всасывающим каналом 2 насоса 1 упомянутый датчик 9 мгновенного расхода подключается к каналу 2 насоса 1 до места подсоединения к нему (по отношению к насосу 1) компенсационной камеры 5 (на чертеже не показано).

Выход датчика 9 мгновенного расхода через блок 10 дифференцирования соединен с отрицательным входом операционного усилителя 11 с образованием цепи отрицательной обратной связи по скорости изменения скорректированного мгновенного расхода насоса 1. При использовании устройства 4 для компенсации пульсации расхода на входе объемного насоса 1 выход блока 10 дифференцирования соединен с положительным входом операционного усилителя 11 с образованием цепи положительной обратной связи по скорости изменения скорректированного мгновенного расхода насоса 1 (на чертеже не показано). Выход операционного усилителя 11 подключен к управляющему входу эдектрогидравдического привода 8 вытеснительного элемента 8.

Устройство 4 для компенсации пульсации расхода снабжено также датчиком 12 угловой скорости вращения приводного вала 13 насоса 1, датчиком 14 положения регулирующего органа 15 насоса 1, блоком 16 преобразования и умножения с двумя входами и дополнительным блоком 17 дифференцирования. При этом выходы датчиков 14, 12 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 16 преобразования и умножения. Блок 16 преобразования и умножения служит для преобразования сигнала, поступающего с выхода датчика 14 положения регулирующего органа 15 насоса 1, в сигнал, пропорциональный соответствующему значению характерного объема регулируемого насоса 1 (в случае прямо пропорциональной связи между координатой регулирующего органа 15 насоса 1 и соответствующим значением характерного объема насоса 1 необходимость в таком преобразовании отсутствует), и умножения указанного сигнала на значение сигнала, поступающего с выхода датчика 12 угловой скорости вращения приводного вала 13 насоса 1. Выход блока 16 преобразования и умножения соединен с входом дополнительного блока 17 дифференцирования, выход которого в свою очередь соединен с дополнительным положительным входом операционного усилителя 11 с образованием цепи положительной обратной связи по скорости изменения величины, пропорциональной произведению текущих значений характерного объема насоса 1 и угловой скорости вращения приводного вала 13 насоса 1. При использовании устройства 4 для компенсации пульсации расхода на входе объемного насоса 1 выход дополнительного блока 17 дифференцирования соединен с дополнительным отрицательным входом операционного усилителя 11 с образованием цепи отрицательной обратной связи по скорости изменения величины, пропорциональной произведению текущих значений характерного объема насоса 1 и угловой скорости вращения приводного вала 13 насоса 1 (на чертеже не показано).

Устройство 4 для компенсации пульсации расхода снабжено также датчиком 18 положения вытеснительного элемента 6 относительно его средней позиции и нелинейным электронным блоком 19, выполненным с возможностью реализации зависимости выходного электрического сигнала от входного, имеющей вид нечетной степенной зависимости с показателем степени, большим единицы, при этом выход датчика 18 через нелинейный электронный блок 19 соединен со вторым дополнительным отрицательным входом операционного усилителя 11, образуя цепь отрицательной обратной связи по положению вытеснительного элемента 8.

В одном частном случае исполнения устройство 4 для компенсации пульсации расхода может содержать только цепь обратной связи по скорости изменения скорректированного мгновенного расхода насоса 1 (на чертеже не показано), в другом частном случае исполнения указанную цепь обратной связи и дополнительно цепь обратной связи по угловому ускорению вращения приводного вала 13 насоса 1 (на чертеже не показано). Оба эти исполнения наиболее целесообразны для нерегулируемых объемных насосов.

Способ компенсации пульсации расхода при работе насосной установки реализуется следующим образом.

Рабочая жидкость, нагнетаемая объемным регулируемым насосом 1 в напорный канал 3, на участке до места подключения к этому каналу 3 канала 7 устройства 4 имеет пульсации расхода относительно среднего значения расхода насоса 1, обусловленные, в частности, несовершенством кинематики качающего узла насоса 1. Поскольку датчик 8 мгновенного расхода жидкости подключен к каналу 3 за местом подключения к каналу 3 канала 7, то сигнал на его выходе в каждый момент времени пропорционален текущему значению скорректированного мгновенного расхода насоса 1 и изменяется по величине в соответствии с изменениями упомянутого расхода. При любом изменении сигнала на выходе датчика 9 формируется сигнал на выходе блока 10 дифференцирования, пропорциональный скорости изменения скорректированного мгновенного расхода насоса 1. Поскольку этот сигнал поступает на отрицательный вход операционного усилителя 11 и далее (после усиления) на управляющий вход электрогидравлического привода 8 вытеснительного элемента 6, то скорость движения вытеснительного элемента 6, определяемая этим сигналом, и, соответственно, корректирующий расход жидкости, обеспечиваемый в результате принудительного движения вытеснительного элемента 6, имеют величины, пропорциональные скорости изменения скорректированного мгновенного расхода насоса 1, и противоположный ей знак, то есть при увеличении скорректированного мгновенного расхода формируется отрицательный корректирующий расход (жидкость забирается из напорного канала 3 насоса 1 в компенсационную камеру 5), а при уменьшении скорректированного мгновенного расхода формируется положительный корректирующий расход (жидкость вытесняется из компенсационной камеры 5 в напорный канал 3 насоса 1). Таким образом, в каждый момент времени обеспечивается формирование корректирующего расхода жидкости, необходимого для устранения текущих изменений скорректированного мгновенного расхода насоса 1 и поддержания его на постоянном уровне, в соответствии с уравнением (7), а тем самым и в соответствии с уравнением (1) с учетом соотношения (2). Значение модуля передаточной функции цепи от входа датчика 9 мгновенного расхода до потока жидкости с корректирующим расходом на выходе компенсационной камеры 5 устройства 4 адекватно по абсолютной величине значению коэффициента пропорциональности KQ и подбирается из условия обеспечения компенсации пульсаций расхода до приемлемого уровня.

Сигнал, поступающий с выхода датчика 14 положения регулирующего органа 15 насоса 1, преобразуется в блоке 16 преобразования и умножения в сигнал, пропорциональный соответствующему значению характерного объема регулируемого насоса 1, который умножается на значение сигнала, поступающего с выхода датчика 12 угловой скорости вращения приводного вала 13 насоса 1. Если угловая скорость вращения приводного вала 13 насоса 1 и (или) положение регулирующего органа 15 (и, соответственно, величина характерного объема) насоса 1 изменяются, то изменяется и величина сигнала на выходе блока 16, являющегося одновременно входным сигналом для дополнительного блока 17 дифференцирования. При этом на выходе блока 17 дифференцирования формируется сигнал, пропорциональный скорости изменения произведения текущих значений характерного объема насоса 1 и угловой скорости вращения приводного вала 13 насоса 1. Данный сигнал поступает на дополнительный положительный вход операционного усилителя 11 и после усиления алгебраически суммируется с усиленным сигналом, поступившим на отрицательный вход операционного усилителя 11 с выхода блока 10 дифференцирования. В результате величина корректирующего расхода формируется измененной на величину, пропорциональную скорости изменения произведения значений характерного объема насоса 1 и угловой скорости вращения приводного вала 13 насоса 1, в соответствии с уравнением (5). При этом поскольку датчик 9 мгновенного расхода реагирует на изменения скорректированного мгновенного расхода, обусловленные изменениями угловой скорости вращения приводного вала 13 насоса 1 и (или) положения регулирующего органа 15 (и, соответственно, величины характерного объема) насоса 1, а сигналы с блоков дифференцирования 10 и 17 поступают на разные по знакам входы операционного усилителя 11, то при соответствующим выборе коэффициента усиления цепи дополнительной положительной обратной связи по скорости изменения величины, пропорциональной произведению текущих значений характерного объема насоса 1 и угловой скорости вращения приводного вала 13 насоса 1 (значение этого коэффициента должно быть равно произведению значения коэффициента пропорциональности Kqwна текущее отношение характерного объема насоса 1 к координате регулирующего органа 15 насоса 1), обеспечивается инвариантность устройства 4 к изменениям положения регулирующего органа 15 (и, соответственно, величины характерного объема) насоса 1 и угловой скорости вращения приводного вала 13 насоса 1. В итоге достигается компенсация пульсации расхода регулируемого объемного насоса 1, обусловленных только пульсационной составляющей расхода насоса 1 относительно среднего значения расхода, и обеспечивается беспрепятственное изменение величины среднего расхода насоса 1, вызванное как изменением угловой скорости вращения приводного вала 13 насоса 1, так и изменением характерного объема насоса 1 (то есть обеспечивается изменение среднего расхода насоса 1 синхронно изменениям угловой скорости вращения приводного вала 13 насоса 1 и величины характерного объема насоса 1).

При смещении вытеснительного элемента 6 относительно его среднего положения в компенсационной камере 5 на выходе датчика 18 положения вытеснительного элемента 6 формируется сигнал соответствующего знака, поступающий через нелинейный электронный блок 19 на второй дополнительный отрицательный вход операционного усилителя 11. В результате происходит корректирование текущей скорости принудительного движения вытеснительного элемента 6 посредством электрогидравлического привода 8 таким образом, что величина скорости движения вытеснительного элемента 6 в направлении текущего смещения его из средней позиции уменьшается. В силу того, что нелинейный электронный блок 19 обеспечивает зависимость выходного электрического сигнала от входного, имеющую вид нечетной степенной зависимости с показателем степени, большим единицы, при малых отклонениях вытеснительного элемента 6 относительно его средней позиции коэффициент усиления отрицательной обратной связи по положению вытеснительного элемента 6 весьма невелик и ее существование практически не отражается на характере работы устройства 4. (Вместе с тем, благодаря наличию данной отрицательной обратной связи в процессе эксплуатации устройства 4, обеспечивается постоянная компенсация возможного смещения положения, относительно которого совершает колебания вытеснительный элемент 6, по отношению к средней позиции этого элемента). При приближении же вытеснительного элемента 6 к его крайним положениям, определяемым жесткими упорами, коэффициент усиления указанной отрицательной обратной связи увеличивается в такой степени, что перемещение вытеснительного элемента 6 электрогидравлическим приводом 8 до упора предотвращается. Благодаря этому повышается надежность работы устройства.

Таким образом, заявляемая группа изобретений обеспечивает повышенную степень компенсации пульсации расхода объемного насоса при переменных режимах эксплуатации насоса и стабильность параметров компенсации пульсации расхода вне зависимости от условий эксплуатации насоса. Вместе с тем обеспечивается возможность беспрепятственного изменения величины среднего расхода насоса, обусловленного как изменением скорости вращения приводного вала насоса, так и изменением положения регулирующего органа насоса, при компенсации пульсации расхода насоса, обусловленных пульсационной составляющей расхода насоса относительно среднего значения расхода. Применение изобретений возможно для компенсации пульсаций расхода как в напорном, так и во всасывающем каналах регулируемых и нерегулируемых объемных насосов, имеющих любое количество рабочих камер.

Источники информации.

1. Radialkolbenpumpe Druckregler, Servosteuerung, Leistungsregler, mechanische Hubeinstellung. Von Bosch. Stuttgart: Robert Bosch Gmb. P. 31 (Проспект фирмы Bosch N 1 987 760 202, с. 31).

2. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов / T.M. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. 2-е изд. перераб, М. Машиностроение, 1982. С. 284-288. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ компенсации пульсаций расхода объемного насоса, включающий корректирование расхода насоса путем формирования пульсирующего потока жидкости периодическим отбором жидкости из канала насоса и направлением ее в тот же канал в противофазе с колебаниями расхода жидкости в канале насоса, если канал напорный, и в фазе, если канал всасывающий, при этом величину корректирующего расхода пульсирующего потока жидкости формируют как функцию текущего значения динамической характеристики потока жидкости в канале насоса, отличающийся тем, что пульсирующий поток жидкости формируют за счет использования энергии внешнего источника, а величину корректирующего расхода пульсирующего потока жидкости в каждый момент времени принудительно задают как функцию текущего значения скорости изменения мгновенного расхода насоса в соответствии с уравнением:



где Qк величина корректирующего расхода жидкости;

Qм величина мгновенного расхода насоса;

t время;

КQ коэффициент пропорциональности величины корректирующего расхода Qк жидкости значению скорости изменения скорректированного мгновенного расхода Qскм насоса, равного

Qскм Qм LQк;

L знаковый коэффициент,



2. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину корректирующего расхода пульсирующего потока жидкости в каждый момент времени формируют как функцию углового ускорения вращения приводного вала насоса в соответствии с уравнением:



где Qк величина корректирующего расхода жидкости;

Qм величина мгновенного расхода насоса;

текущее значение угловой скорости вращения приводного вала насоса;

t время;

КQ коэффициент пропорциональности величины корректирующего расхода Qк жидкости значению скорости изменения скорректированного мгновенного расхода Qскм насоса, равного

Qскм Qм LQк;

L знаковый коэффициент,



Кw коэффициент пропорциональности, равный

KW= KQqo;

q характерный объем насоса;

o объемный КПД насоса.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину корректирующего расхода пульсирующего потока жидкости в каждый момент времени формируют как функцию скорости изменения произведения характерного объема насоса на угловую скорость вращения приводного вала насоса в соответствии с уравнением



где Qк величина корректирующего расхода жидкости;

Qм величина мгновенного расхода насоса;

q характерный объем насоса;

текущее значение угловой скорости вращения приводного вала насоса;

t время;

КQ коэффициент пропорциональности величины корректирующего расхода Qк жидкости значению скорости изменения скорректированного мгновенного расхода Qскм насоса, равного

Qскм Qм LQк;

L знаковый коэффициент,



Кqw коэффициент пропорциональности, равный

Kqw= KQo;

o объемный КПД насоса.

4. Устройство для компенсации пульсаций расхода объемного насоса, содержащее компенсационную камеру с вытеснительным элементом, выполненную с возможностью гидравлического соединения с каналом насоса, отличающееся тем, что оно снабжено электрогидравлическим приводом вытеснительного элемента, датчиком мгновенного расхода жидкости для измерения скорректированного мгновенного расхода насоса, блоком дифференцирования и операционным усилителем, при этом выход датчика мгновенного расхода жидкости соединен с входом блока дифференцирования, последний выполнен с возможностью соединения его выхода выборочно с отрицательным и положительным входами операционного усилителя, а выход операционного усилителя подключен к управляющему входу электрогидравлического привода вытеснительного элемента.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком угловой скорости вращения приводного вала насоса и дополнительным блоком дифференцирования, при этом выход датчика угловой скорости вращения приводного вала насоса соединен с входом дополнительного блока дифференцирования, а последний выполнен с возможностью соединения его выхода выборочно с дополнительными положительным и отрицательным входами операционного усилителя.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком положения регулирующего органа насоса и блоком преобразования и умножения с двумя входами, при этом выход указанного датчика и выход датчика угловой скорости вращения приводного вала насоса соединены соответственно с первым и вторым входами блока преобразования и умножения, выход которого соединен с входом дополнительного блока дифференцирования.

7. Устройство по пп.4 6, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком положения вытеснительного элемента относительно его средней позиции и нелинейным электронным блоком, выполненным с возможностью реализации зависимости выходного электрического сигнала от входного, имеющей вид нечетной степенной зависимости с показателем степени большим единицы, при этом выход датчика положения вытеснительного элемента через нелинейный электронный блок соединен со вторым дополнительным отрицательным входом операционного усилителя.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru