187746. lajstromszámú szabadalom • Hidrogenerátor váltakozó áramú hidraulikus hajtásokhoz
1 2 187 746 A találmány tárgya váltakozó áramú hidraulikus hajtásokhoz való hidraulikus generátor (a továbbiakban „hidrogenerátor”). Mint ismeretes, a váltakozó áramú hidraulikus hajtások egy- vagy többfázisú hidrogenerátorból és ezzel hidraulikusan kapcsolódó váltakozó áramú hidraulikus motorból (a továbbiakban „hidromotor”) állnak. A hidrogenerátor állítja elő a hidromotort hajtó váltakozó áramú folyadékáramot. Ilyen váltakozó áramú hidraulikus hajtások vannak leírva a 170 45ó_és 170 999 számú magyar szabadalmi leírásokban, valamint például a Műszaki Könyvkiadó gondozásában Budapesten 1978-ban megjelent „Hidraulikus rendszerek” című szakkönyvben. Az ismert hidraulikus hajtások lényege, hogy a kívánt fázisszámnak megfelelő számú fázistérben fázisdugattyúk vagy -membránok vannak elrendezve, amelyeket excenterek vagy ferdetárcsák működtetnek és amelyekből a dugattyúk vagy membránok folyadékáramot kényszerítenek a hidrogenerátorhoz csatlakoztatott fázisvezetékbe. A hidromotor fordulatszáma a folyadékáramtól illetőleg ennek intenzitásától függ és alapvetően kétféle módon szabályozható. Lehet változtatni a dugattyúk vagy membránok löketét, ami megfelel az amplitúdószabályozás elvének, de lehet változtatni a dugattyúk vagy membránok működtető excentereinek fordulatszámát, ami frekvenciaszabályozással egyenértékű. A kétféle szabályozási mód együttesen is alkalmazható, ezt vegyes szabályozásnak nevezhetjük. Az ismert megoldásoknál a fordulatszám szabályozását^ általában bonyolult szerkezeteket (mechanizmusokat) alkalmaznak, amelyekkel az excenterek löketét állítják. De ismeretes olyan fordulatszámszabályozás is, amelynél a hidrogenerátort hajtó erőgép fordulatszámát változtatják a hidromotor kívánt fordulatszámának függvényében. A találmánnyal célunk a bonyolult állítószerkezetek kiküszöbölése illetőleg a szabályozásnak a hidrogenerátort hajtó erőgép fordulatszámától való függetlenítése, nevezetesen a szabályozás hiraulikus megoldása, ami egyben a találmánnyal megoldandó feladat lényege. A találmány alapja az a felismerés, hogy a hidromotor fordulatszámának hidraulikus szabályozására mód nyílik, ha a hidrogenerátor fázistereit mintegy kombináltan gerjesztjük és a gerjesztéseket úgy vezéreljük, hogy a hidrogenerátorból kilépő eredő folyadékáram a hidromotor kívánt fordulatszámának megfelelő intenzitású legyen. Evégböl olyan hidrogenerátorból indulunk ki, amelynek önmagában ismert módon térfogatváltoztató gerjesztő elemmel ellátott legalább egy fázistere van. Gerjesztő elemen a fentiekben már említett dugattyúkat vagy membránokat értjük, de bármilyen más térfogatváltoztató elemet is a fogalom alá tartozónak tekintünk. A találmány lényege, hogy a hidrogenerátomak a fázistér egy-egy részével társított legalább két gerjesztő eleme, ezeket változtatható fáziseltolódással működtető gerjesztő berendezése, valamint a gerjesztő elemek fázisszögét beállító szabályozó szerkezete van. Amint a továbbiakban látni fogjuk, a találmány szerinti hidrogenerátor a 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 hidromotor fordulatszámának szabályozását lényegében hidraulikusan magán a hidrogenerátoron belül oldja meg, anélkül, hogy ehhez bonyolult mechanikai szerkezetre volna szükség. A találmány értelmében célszerű, ha a fázistér meg van osztva, és részei egymáshoz viszonyítva elfordíthatóan vannak elrendezve. Ez viszonylag egyszerű módon zárt rendszerű megoldást tesz lehetővé. A térfogatváltoztató elemeket működtető gerjesztő berendezés különösen egyszerűen alakítható ki a gerjesztő elemekkel kapcsolódó excenterek alkalmazásával. Az előbbi esetben az excenterek a találmány értelmében egy-egy tengelyen rögzíthetők, amelyek egymáshoz viszonyítva elfordíthatóan vannak elrendezve. A megoldás előnye, hogy a fázisszöget beállító szabályozó szerkezet lényegében fogaskerékpárból állhat. A találmány értelmében nemcsak egyszerű, hanem viszonylag kis helyigényű megoldáshoz jutunk, ha a gerjesztő elemeket a találmány értelmében osztatlan fázistérben rendezzük el, és egy-egy excenterrel hozzuk kapcsolatba, amelyek egymáshoz viszonyítva elfordíthatóan vannak elrendezve. Gerjesztő berendezésként azonban a találmány értelmében olyan elektromágneseket is alkalmazhatunk, amelyek a gerjesztő elemeken elrendezett ankerekkel vannak társítva. Ugyanakkor az elektromágnesek változtatható fázisszögű tápegység egy-egy kimenetével vannak összekötve. Az ilyen villamos megoldás előnye, hogy a fázisszög szabályozásához nincs mechanikus szerkezeti elemekre szükség, és a szabályozás mozgó alkatrészek nélkül megy végbe. A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük, amelynek lapjain a találmány szerinti hidrogenerátor néhány példakénti kiviteli alakját tüntettük föl. A rajzon: Az 1. ábra váltakozó áramú hidraulikus energiaátvitel tömbvázlata. A 2. ábra az előbbihez hasonló tömbvázlat, de vegyes rendszerű hidraulikus hajtás esetén.) A 3. ábra a találmány szerinti hidrogenerátor példakénti kiviteli alakját feltüntető kapcsolási rajz. A 4. ábra a 3. ábra szerinti példakénti kiviteli alak részletét tünteti föl az előbbire merőleges nézetben. Az 5. ábra más példakénti kiviteli alak kapcsolási vázlata. A 6. ábra ismét más példakénti kiviteli alakot tüntet föl az előbbihez hasonló ábrázolásban. A 7. ábra további példakénti kiviteli alak kapcsolási rajza. A 8. ábra ismét más példakénti kiviteli alakot tüntet föl az előbbiekhez hasonló ábrázolásban. A rajzon azonos hivatkozási számok azonos jellegű részleteket jelölnek. A váltakozó áramú hidraulikus hajtásoknak az 1. ábrán látható tömbvázlata szerint HG hidrogererátor 100 csővezeték útján hidraulikusan HM hidromotorral van összekötve. A 100 csővezetékben váltakozó irányban munkafolyadék áramlik, amit a csővezetékbe rajzolt nyílfejek érzékeltetnek. 2
