системы и способы регулирования устойчивости инерционного испытательного стенда с гидравлическим тормозом

Формула изобретения

1. Система (31) для стабилизации гидравлического тормоза (31), имеющего диск ротора (14) и камеру (18), содержащая:

устройство измерения динамического давления для измерения динамического давления в камере (18);

устройство нагнетания воздуха для нагнетания воздуха в камеру (18) для увеличения парциального давления в камере (18) и электронную систему регулирования, выполненную с возможностью мониторинга динамического давления в камере, измеряемого устройством измерения динамического давления, и с возможностью регулирования расхода нагнетаемого в камеру воздуха на основе динамического давления в камере, для поддержания положительного избыточного парциального давления, при этом расход нагнетаемого воздуха выбран так, чтобы гасить пульсации высокой частоты в камере.

2. Система по п.1, в которой гидравлический тормоз (31) содержит множество камер (18).

3. Система по п.2, в которой устройство нагнетания воздуха нагнетает воздух во множество камер (18).

4. Система по п.1, дополнительно содержащая диск (16) статора с входной камерой, расположенный в камере (18), в которой вода может нагнетаться в камеру (18) через диск (16) статора с входной камерой.

5. Система по п.4, в которой диск (16) статора с входной камерой содержит канал (26) входа воздуха для нагнетания воздуха в камеру (18).

6. Система по п.5, в которой диск (16) статора с входной камерой содержит диафрагму (28) для приема воздуха, чтобы воздух проходил в камеру (18) через просвет между диском (16) статора с входной камерой, ротором (12) и камерой (18).

7. Система по п.1, дополнительно содержащая программируемый логический контроллер для регулирования количества воды и количества воздуха, нагнетаемых в гидравлический тормоз (31).

8. Система по п.2, дополнительно содержащая множество патрубков (34) выхода воды, соответствующих множеству камер (18).

9. Система по п.8, дополнительно содержащая множество устройств измерения давления, расположенных во множестве патрубков (34) выхода воды, для измерения динамического давления в соответствующих камерах (18) множеством устройств измерения давления.

10. Система по п.9, дополнительно содержащая множество патрубков (36) нагнетания воздуха, установленных во множестве камер (18) и регулируемых программируемым логическим контроллером (38) для избирательного нагнетания воздуха во множество камер (18) на основе измерений динамического давления во множестве патрубков (34) выхода воды.

11. Система по п.10, в которой воздух избирательно нагнетается во множество камер (18) с использованием множества клапанов (48) регулирования входа воздуха.

12. Система по п.1, в которой устройство нагнетания воздуха содержит помпу.

13. Способ стабилизации гидравлического тормоза (31), содержащий стадии, на которых:

нагнетают воду во множество камер (18) гидравлического тормоза (31) для создания нагрузки на множество дисков (14) ротора гидравлического тормоза (31);

измеряют динамическое давление по меньшей мере в одной из множества камер (18) посредством устройства измерения динамического давления;

проводят анализ динамического давления посредством электронной системы регулирования для определения расхода воздуха, необходимого для глушения пульсаций высокой частоты по меньшей мере в одной из множества камер, и

нагнетают воздух по меньшей мере в одну из множества камер (18) согласно полученному расходу воздуха для увеличения парциального давления по меньшей мере в одной из множества камер (18), чтобы гасить пульсации высокой частоты в камере.

14. Способ по п.13, дополнительно содержащий стадию, на которой:

обеспечивают регулирование количества воды и воздуха, нагнетаемых во множество камер (18) посредством программируемого логического регулятора.

15. Способ по п.14, в котором воздух избирательно нагнетают во множество камер (18) на основе динамического давления в каждой из соответствующих камер во множество камер (18).

16. Способ по п.15, в котором воздух избирательно нагнетают во множество камер (18) посредством насоса и множества клапанов (48) регулирования входа воздуха.

17. Способ по п.13, в котором динамическое давление в каждой из камер (18) измеряют в патрубке (34) выхода воды.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Эта заявка относится к инерционным испытательным стендам с гидравлическим тормозом и, более конкретно, к регулированию устойчивости инерционных испытательных стендов с гидравлическим тормозом.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Инерционные испытательные стенды с гидравлическим тормозом (далее в этом документе «гидравлический тормоз») обычно используются в качестве испытательных устройств, создающих нагрузку на различные вращающиеся устройства. Гидравлический тормоз обычно включает в себя диски ротора, которые могут закручиваться вращающимся устройством, подлежащим испытанию. Вода обычно нагнетается в гидравлический тормоз для создания нагрузки на диски ротора, которые в конечном счете создают нагрузку на устройство, подлежащее испытанию. Вода в гидравлическом тормозе может вызывать пульсации высокой частоты, что вызывает вибрацию и дестабилизирует гидравлический тормоз, результатом чего являются, но этим не ограничиваются, эффекты, включающие в себя остановку вращения, колебания скорости и крутящего момента, вибрацию гидравлического тормоза, сборки ротора и опорной конструкции.

В связи с этим существует необходимость в технике в создании систем и способов для стабилизации гидравлического тормоза посредством гашения пульсаций высокой частоты, происходящих в гидравлических тормозах.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Один пример варианта осуществления изобретения заявки включает в себя систему для стабилизации гидравлического тормоза, включающую в себя, по меньшей мере, два диска ротора, камеру гидравлического тормоза для содержания воды, помещенной между, по меньшей мере, двумя дисками ротора, устройство измерения динамического давления для измерения парциального давления в камере.

Другой пример варианта осуществления изобретения заявки включает в себя способ стабилизации гидравлического тормоза, включающий в себя стадии нагнетания воды в несколько камер гидравлического тормоза для создания нагрузки на несколько дисков ротора гидравлического тормоза, измерения парциального давления в камерах и нагнетания воздуха, по меньшей мере, в одну из камер, чтобы увеличить парциальное давление, по меньшей мере, в одной из камер.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 показан вид в поперечном разрезе гидравлического тормоза согласно примеру варианта осуществления изобретения заявки.

На фиг.2 показан вид в поперечном разрезе диска статора с входной камерой согласно примеру варианта осуществления изобретения заявки.

На фиг.3 показана система, реализующая программируемый логический контроллер, согласно примеру варианта осуществления изобретения заявки.

На фиг.4 показан вид в поперечном разрезе гидравлического тормоза, включающего в себя несколько патрубков выхода воды, согласно примеру варианта осуществления изобретения заявки.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящая заявка относится к системам и способам стабилизации гидравлического тормоза во время работы. Гидравлический тормоз, в общем, включает в себя корпус, ротор, несколько дисков ротора и несколько дисков статора с входными камерами, расположенных в корпусе. Общая конфигурация гидравлического тормоза является известной обычным специалистам уровня техники и подробно в этой заявке не дается.

Во время работы гидравлического тормоза вода или другие текучие среды нагнетаются между дисками статора с входными камерами и дисками ротора для создания постоянной нагрузки на ротор. Диски ротора могут иметь любую конфигурацию, включающую в себя, без ограничения этим, гладкие диски, поверхностно/чашеобразные диски и перфорированные диски. При даже небольших нагрузках могут возникать пульсации высокой частоты, дестабилизирующие гидравлический тормоз. Дестабилизация часто вызывает вибрацию в гидравлическом тормозе, которая вызывает колебания гидравлического тормоза в целом, вибрации сборки ротора и опорных конструкций, а также, в результате, колебания крутящего момента и скорости.

Воздух или любой газ наддува может нагнетаться в камеры для увеличения парциального давления в камерах для предотвращения, глушения или удаления пульсаций высокой частоты или связанного с ними вращающегося срыва и для стабилизации гидравлического тормоза. Парциальное давление должно оптимально оставаться положительным избыточным давлением измерения. Положительное избыточное парциальное давление должно действовать, как глушитель в гидравлическом тормозе, и глушить и удалять пульсации. В примере варианта осуществления изобретения воздух нагнетается в месте входа воды в камеры. В общем, при повышении нагрузки на ротор при повышении расхода воды расход воздуха повышается, чтобы поддерживать положительное избыточное парциальное давление в гидравлическом тормозе.

Система регулирования может быть реализована для регулирования стабильности гидравлического тормоза через видоизменения расхода нагнетаемого воздуха. Система регулирования может осуществлять мониторинг давления в камерах и настраивать расход нагнетаемого воздуха соответственно для поддержания положительного избыточного парциального давления. В одном варианте осуществления давление может измеряться в каждой камере и расход нагнетаемого воздуха может видоизменяться в отношении каждой камеры.

Настоящая заявка теперь должна быть описана более подробно в этом документе со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны примеры вариантов осуществления изобретения. Вместе с тем эта заявка может воплощаться во много различных форм и ее не следует считать ограниченной вариантами осуществления, установленными в этом документе, напротив, эти варианты осуществления созданы, чтобы это раскрытие изобретения было полным и завершенным и передало объем заявки специалистам в области техники.

На фиг.1 показан вид в поперечном разрезе гидравлического тормоза согласно примеру варианта осуществления изобретения заявки. Как показано на фиг.1, гидравлический тормоз может включать в себя ротор 12, несколько дисков 14 ротора и несколько дисков 16 статора с входными камерами, несколько камер 18 и корпус 20. Камеры 18 сформированы между дисками 14 ротора. Диски 16 статора с входными камерами могут располагаться в камерах 18. Вода может вводиться в камеры 18 через диск 16 статора с входными камерами. На фиг.2 показан вид в поперечном разрезе диска статора с входной камерой согласно примеру варианта осуществления гидравлического тормоза. Диск 16 статора с входной камерой может включать в себя вход 22 воды и отверстия 24 выхода воды. Вода может нагнетаться во вход 22, где она проходит через отверстия 24 выхода воды. Отверстия 24 выхода воды выводят воду в камеру 18 гидравлического тормоза.

Диск 16 статора с входной камерой также включает в себя канал 26 входа воздуха для нагнетания сжатого воздуха в камеры гидравлического тормоза. Сжатый воздух подается под давлением в каналы 26 входа воздуха и проходит к диафрагме 28. Диафрагма 28 имеет просвет относительно камеры 18 и ротора 12 для предоставления возможности прохождения сжатого воздуха в камеру 18. Поэтому камера 18 может включать в себя воду и сжатый воздух, введенные под давлением через диск 16 статора с входной камерой. Следует понимать, что диск 16 статора с входной камерой, раскрытый в этом документе, является только примером варианта осуществления и этой заявкой никоим образом не ограничивается. Любая система, позволяющая осуществлять нагнетание воздуха в камеры для поднятия парциального давления в камерах для предотвращения или глушения пульсаций высокой частоты, предлагается в этом документе.

Система 30 регулирования с программируемым логическим контроллером (ПЛК) может быть реализована для регулирования количества воды и расхода воздуха наддува, нагнетаемых в гидравлический тормоз. На фиг.3 показан пример варианта осуществления системы регулирования с ПЛК для гидравлического тормоза 31, имеющей один патрубок 32 входа воды, шесть патрубков 34 выхода воды и семь патрубков 36 входа нагнетания воздуха наддува. Следует понимать, что эта заявка не ограничивается числом патрубков входа воды, патрубков выхода воды и патрубков нагнетания воздуха наддува, характеризующим этот пример варианта осуществления изобретения. Как показано на фиг.3, вода нагнетается в гидравлический тормоз через патрубок 32 входа воды из источника 38 воды. Вода может нагнетаться с использованием водяного насоса 40 или любого другого подходящего средства. Входной клапан 42 воды может использоваться для регулирования расхода воды на входе. Вода выходит через патрубки 34 выхода воды. Могут использоваться клапаны-регуляторы 46 выхода воды для регулирования количества воды, выводимой из гидравлического тормоза 39. Как показано, клапаны-регуляторы 46 выхода воды могут устанавливаться на каждом соответствующем патрубке 34 выхода воды. Воздух наддува может нагнетаться в гидравлический тормоз через патрубки 36 входа воздуха. Воздух может нагнетаться с использованием помпы, компрессора или любого другого подходящего средства. В варианте осуществления, использующем воздушную помпу 47 нагнетания, расход воздуха может регулироваться помпой. Могут использоваться входные клапаны-регуляторы 48 для дополнительного регулирования притока воздуха в гидравлический тормоз. Клапаны- регуляторы 48 входа воздуха могут устанавливаться на каждом соответствующем патрубке 36 входа воздуха с регулированием нагнетания в гидравлический тормоз 31. Как рассмотрено выше и в отношении вариантов осуществления, показанных на фиг. 1 и 2, воздух наддува и вода нагнетаются в камеры 18 вокруг дисков 14 ротора.

Мониторинг динамического давления может осуществляться на патрубке 34 выхода воды. На фиг.4 показан вид поперечного разреза гидравлического тормоза 31, включающего в себя патрубки 34 выхода воды, согласно примеру варианта осуществления изобретения. Патрубки 34 выхода воды могут выполняться с возможностью связи с соответствующей камерой 18 гидравлического тормоза 31. Любое подходящее устройство измерения давления может использоваться для осуществления мониторинга динамического давления. Устройство измерения давления может устанавливаться на каждом соответствующем патрубке 34 выхода воды для измерения или установления динамического давления внутри соответствующей камеры 18 гидравлического тормоза 31. Измерения динамического давления предоставляют возможность осуществления обратной связи по сравнительной устойчивости или неустойчивости в отношении каждой камеры 18.

Расход воздуха, нагнетаемого в камеры, может изменяться с нагрузкой на гидравлический тормоз 31, мощностью гидравлического тормоза, размерами гидравлического тормоза, включающими в себя просветы дисков ротора, размер и конфигурацию дисков ротора, размер камеры и другие параметры. Логическая схема для определения оптимального расхода воздуха может настраиваться для изменяющихся конфигураций гидравлического тормоза. После определения подходящей модели, характеризующей работу гидравлического тормоза, для автоматического регулирования подачи воды и воздуха может использоваться система регулирования с обратной связью, основанная на парциальном давлении в каждой камере гидравлического тормоза.

Много модификаций и других вариантов осуществления заявки должны быть придуманы специалистами в данной области техники, которым эта заявка предназначается, используя преимущества знания, представленного в вышеизложенных описаниях и связанных с ними чертежах. Поэтому следует понимать, что заявка не подлежит ограничению конкретными раскрытыми вариантами осуществления и модификациями и подразумевает включение в себя других вариантов осуществления в рамках объема прилагаемой формулы изобретения. Хотя в этом документе использованы специфические термины, они используются только в общем и описательном плане, а не с целью ограничения.

Перечень ссылочных позиций

ротор	12
диск ротора	14
диски статора с входной камерой	16
камера	18
корпус	20
вход воды	22
отверстия выхода воды	24
канал входа воздуха	26
диафрагма	28
система регулирования ПЛК	30
гидравлический тормоз	31
патрубок входа воды	32
патрубок выхода воды	34
патрубок нагнетания воздуха	36
источник воды	38
водяной насос	40
клапан регулирования входа воды	42
клапан регулирования выхода	42
помпа нагнетания воздуха	47
клапан регулирования входа воздуха	48