Как не надо составлять формулу изобретения + гидропривод
» Способ варьируемого, с сменой режимов, перекачивания жидкой рабочей среды объёмного привода исполнительного механизма»
Изобретение относится к области машиностроения, к системам объёмных гидравлических приводов исполнительных механизмов, более точно к способам перекачки рабочей жидкости таковых, реализованных в объёмных насосах.
Результатом применения этих способов становятся устройства, в которых перемещение жидких сред осуществляется посредством цикличного изменения объема камеры занимаемой жидкостью. Камеры попеременно соединяются сначала с входным патрубком насоса, затем с выходным. Цикличность рабочего процесса приводит к порционности и пульсации подачи перекачиваемой жидкости. Давление, в таких системах, так же значительно пульсирует.
Данные системы обладают повышенной герметичностью. Это свойство определено конструкцией в которой реализованы способы. В них напорная гидролиния всегда хорошо отделена от всасывающей. Еще одно важное преимущество данных реализаций — способность к самовсасыванию. При работе во всасывающей гидролинии устройства возникает вакуум, которого достаточно для подъема жидкости до уровня расположения устройства реализации. Давление в напорной линии таких устройств не зависит от подачи. Принято считать, что они обладают жесткой напорной характеристикой.
В то-же время изобретение сочетает в себе эти характеристики с характеристиками вариаторных систем, из которых ближе всего фрикционные вариаторы, в которых параметры передачи зависят от места, на контактируемых элементах, её осуществления.
Задачею изобретения -» Способ варьируемого, с сменой режимов, перекачивания жидкой рабочей среды объёмного привода исполнительного механизма», является расширение области применения, через устранение недостатков и сохранение положительных характеристик, реализаций данных способов, и добавления новых положительных характеристик, необходимых в ряде задач, стоящих перед отраслью производства исполнительных механизмов, в виде характеристик производимых ею устройств.
Решение должно расширить функциональность гидравлических систем объёмных приводов, упростить их конструкцию, управление таковыми, в комплексном использовании как в стационарной, так и мобильной специальной технике, робототехнике, увеличить износостойкость твердотельных деталей, уменьшить зависимость от воздействия факторов внешней среды.
Для достижения решения поставленной задачи заявляемое техническое решение » Способ варьируемого, с сменой режимов, перекачивания жидкой рабочей среды объёмного привода исполнительного механизма» содержит признаки, совокупность которых позволяет решать задачу в целом, опираясь на известные физические явления и новые технологии материалов.
Как технические результаты данного решения, при его реализации в конкретных устройствах, можно отметить следующие:
— отсутствие необходимости системы клапанов, патрубков, коллекторов, рабочей камеры;
-возможность обеспечения постояной работы, отсутствие циклов, скачков давления, лишних моментов инерции;
-наименьшее кол-во деталей задействованных непосредственно в
гидравлической системе;
-низкий ожидаемый, в следствии отсутствия контактирующих твердотельных деталей скольжения и вращения, уровень вибраций и шума;
-возможность управления, непосредственно с устройства реализации способа, жёсткостью взаимодействия — демпфированием при работе исполнительного механизма с более-менее хрупкими объектами его взаимодействия, а так-же режимами работы исполнительного механизма;
-варьирование параметром перекачивания, жёсткости;
-возможность аккумуляции энергии, в ходе работы исполнительного механизма, для дальнейшего её использования;
-возможность исключения момента инерции, жидкой среды, при смене режимов или параметров работы
.
Для достижения решения поставленной задачи заявляемое техническое решение «Способ перекачивания вещества рабочей жидкости гидравлического объёмного привода исполнительного механизма» содержит признаки, совокупность которых позволяет решать задачу в целом, опираясь на:
• условия: известные физические явления, свойства конкретно выбранного или созданного вещества и характера воздействия на него ;
• решение, осуществляемое в этих условиях.
А внедрение технического решения представляется достижимым на уровне современных технологий и материалов.
Для возможности реализации способа подбирается основное вещество рабочей жидкости гидравлической системы — сплав, смесь, раствор и способ воздействия на него, который вызывает, фазовый переход вещества из жидкого состояния в состояние упругого тела в результате усиления когезионного взаимодействия частиц, в сочетании с процессом его расширения. Вещества с подобным эффектом, известным науке эффектом, существуют в природе и могут быть разработаны и синтезированы отдельно.
Способ воздействия может подбираться конкретно под условия эксплуатации и основное вещество рабочей жидкой среды, это может быть воздействие любого характера в отдельности: электрическим током, воздействие облучением, ультразвуком, или комбинированное.
Источник воздействия на среду гидравлической системы может быть как внешним так и внутренним, взависимости от типа и характера воздействия, реализации способа в конкретном устройстве.
Среда рабочей жидкости может содержать добавки, представлять собой эмульсию, наиболее подходящей фракции дисперсии, применяющейся для снижения сил трения или повышения эффекта от воздействия на основное вещество рабочей среды, стимуляции процессов участвующих в процессе перекачивания. Воздействие на основное вещество рабочей жидкой среды осуществляют
в области определённого размера, на участках протяжения полости, соединяющей откачиваемый объём рабочей среды с подкачиваемым, имеющей поверхности различного характера на своём протяжении для осуществления смены режимов и регулировки работы гидравлической системы.
Откачиваемый и подкачиваемый объём жидкой рабочей среды, разделяют этим телом, получаемым в результате этого воздействия на основное вещество. Тело может быть пористым или однородным, в зависимости от состава рабочей среды.
При этом в него заключают некоторый изолированный объём рабочей жидкой среды, выполняющий функцию рабочей камеры. Частицы основного вещества рабочей среды, подвергают в дальнейшем этому воздействию и усиливают между ними когезионное взаимодействие, в сочетании с расширением образованного ими упругого тела, которое при взаимодействии с поверхностями полости, на участке, где площадь её сечения не изменяется и взаимодействие упругого тела с её поверхностями не вызывают его вытеснения, преимущественного в определённом направлении, начинает накапливать энергию упругой деформации, которая в дальнейшем, при перемещении тела в определённом направлении, может быть автономно использована в случае когда нагрузки на исполнительный механизм высоки, а сил взаимодействия тела с его вытесняющими поверхностями недостаточно для мощности исполнительного механизма.
В процессе расширения и высвобождения энергии упругой деформации, телу придают движение в результате его вытеснения поверхностями полости и скольжения по ним, на участке, где её сечение увеличивается в направлении перекачивания жидкой рабочей среды.
В процессе движения тела, оно освобождает некоторую часть полости, в которой производят воздействие и которую занимает жидкая среда из откачиваемого объёма, где частицы основного вещества которого в результате усиления когезионного взаимодействия соединяют с телом в целое.
Частицы основного вещества, покидающие область воздействия в результате движения, возвращаются, автономно или принудительно, в жидкое состояние и освобождают при этом включения тела, и осуществляют приток рабочей жидкой среды в объём подкачки.
Варьируя, в полости, местом области воздействия на рабочую среду и её размерами, выбирают характер поверхностей взаимодействия с телом и осуществляют смену режимов и регулировку параметров работы:
-запорная арматура, при взаимодействии тела с поверхностями играющими роль зацепов;
-накопление, для последующего использования, энергии, в виде энергии упругой деформации, при взаимодействии с поверхностями полости, где она на своём протяжении имеет одинаковую площадь поперечного сечения;
-варьирование жёсткостью взаимодействия и скоростью перекачивания: при работе исполнительного механизма с внешними хрупкими объектами, область воздействия переносят на участке вытеснения тела, где площадь поперечного сечения полости наибольшая, обеспечивая при этом уменьшение жёсткости большей деформацией тела при его малой длине и наибольшей ширине по сечению полости, так как рабочая среда, при появлении нагрузки, своим давлением деформирует тело, продавливая его за пределы области воздействия, в направлении откачиваемого объёма, в котором его частицы, будут возвращаться в объём откачивания, а в образованной, в упругом теле, давлением полости, свободные частицы вещества будут присоединяться к упругому телу, осуществляя внутри него постоянное перемещение частиц в направлении откачиваемого объёма; и при необходимости и отсутствии нагрузки этим-же регулируют скорость потока, так как при наименьшей длине на протяжении канала, силы внутренних напряжений от сил деформации упругого тела будут наименьшими, а большая площадь сечения полости будет пропускать через себя больший объём рабочей среды за один отрезок времени.
Полость соединяющая откачиваемый и подкачиваемый объём может быть образована так-же поверхностями замкнутого объёма среды и подвижного элемента внутри него.
Заявляемой техническое решение поясняется приложенной приблизительной графикой, размеры и пропорции которой не учтены, на которой, при условии, что каждая отдельная фигура отображает в разрезе участок гидравлической системы заполненный жидкой средой -Е, применены следующие обозначения:
К -направление движения жидкой среды в подкачиваемый объём, T — направление движения среды из откачиваемого объёма, А-участок полости, на протяжении которого она увеличивает площадь своего сечения в направлении подкачиваемого объёма, выполняющий функцию вытеснителя упругого тела, С-участок полости, на протяжении которого она не изменяет площади своего сечения, и который используют для накопления энергии упругой деформации в рабочем объёме, М- протяжённость области воздействия на среду, Н- участок полости с поверхностями зацепления, В- упругое тело образуемое, основным веществом рабочей среды, в области воздействия, и с переходящим веществом в жидкое состояние за её пределами, Р и О — направления движения частиц вещества отделяемых от тела.
На фигуре 1 изображён участок гидравлической системы, который отображает систему в режиме пониженной жёсткости.
На фигуре 2 изображён участок гидравлической системы в жёстком режиме работы, с предварительным накоплением энергии упругой деформации в образуемом теле.
На фигуре 3 изображен замкнутый объём в виде заторцованной трубки — Е и подвижной цилиндрической капсулы — D внутри него, например несущей магнит для магнитной подушки внешней каретки. В этом случае упругое тело сформированное веществом рабочей среды будет иметь форму кольца.
