ДИСКРЕТНАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

1. Система со средой, находящейся под давлением, содержащая:
- по меньшей мере один гидроусилитель (23) или гидроусилительный блок, посредством которого могут быть созданы суммарные усилия (Fcyl), действующие на нагрузку;
- по меньшей мере две рабочие камеры, работающие по принципу расширения и размещенные в гидроусилителе или гидроусилительном блоке,
отличающаяся тем, что она дополнительно содержит:
- по меньшей мере один контур подпитки высокого давления (HPi, HPia), являющийся источником гидравлической мощности, который может как вырабатывать, так и принимать объемный расход при заданном уровне давления;
- по меньшей мере один контур подпитки низкого давления (LPi, LPia), являющийся источником гидравлической мощности, который может как вырабатывать, так и принимать объемный расход при заданном уровне давления;
- по меньшей мере две предопределенные рабочие камеры (19, 20, 21, 22), которые относятся к вышеуказанным камерам;
- управляющий контур (40), посредством которого к каждой из предопределенных рабочих камер (19, 20, 21, 22) могут быть по очереди подключены по меньшей мере по одному из контуров подпитки высокого (HPi, HPia) и низкого (LPi, LPia) давления;
- причем в каждой из предопределенных рабочих камер (10, 20, 21, 22) могут генерироваться силовые составляющие (FA, FB, FC, FD), соответствующие заданным уровням давлений контуров подпитки (HPi, HPia, LPi, LPia), подключаемых к предопределенным рабочим камерам; и
- причем каждая силовая составляющая, совместно с силовыми составляющими, вырабатываемыми другими предопределенными рабочими камерами, участвует в формировании по меньшей мере одного из вышеупомянутых суммарных усилий.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере два из указанных контуров подпитки (HPi, HPia, LPi, LPia) выполнены с возможностью приема объемного расхода из предопределенной рабочей камеры, к которой контур подключен для генерирования силовой составляющей.
3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что гидроусилитель (23) или гидроусилительный блок выполнен с возможностью управления нагрузкой (L) посредством изменяющихся суммарных сил, причем для данного управления и в каждый момент времени одна из силовых составляющих используется каждой предопределенной рабочей камерой.
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что управляющий контур (40) для каждой предопределенной рабочей камеры содержит первый регулируемый интерфейс управления (9), посредством которого может быть открыто и закрыто соединение с контуром подпитки высокого давления (HPi, HPia), и второй регулируемый интерфейс управления (10), посредством которого может быть открыто и закрыто соединение с контуром подпитки низкого давления (LPi, LPia).
5. Система по п.1, отличающаяся тем, что управляющий контур (40) содержит ряд интерфейсов управления, настроенных на подачу гидравлической мощности контуров подпитки к предопределенным рабочим камерам по существу без потерь.
6. Система по п.1, отличающаяся тем, что управляющий контур (40) выполнен таким образом, что один из контуров подпитки подключен к одной из предопределенных рабочих камер для подачи гидравлической мощности, и, одновременно, другой контур подпитки подключен ко второй камере для возврата в него объемного расхода.
7. Система по п.1, отличающаяся тем, что гидроусилитель или гидроусилительный блок выполнен в виде энергопитающего блока, в котором гидравлическая мощность любого контура подпитки может быть преобразована в запасенную потенциальную энергию, и из которого, при необходимости, она может быть преобразована обратно в гидравлическую.
8. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что каждый контур подпитки содержит аккумулятор давления (17, 18).
9. Система по п.1, отличающаяся тем, что она также содержит:
- по меньшей мере один насосный агрегат (111), который использует среду, находящуюся под давлением, и вырабатывает гидравлическую мощность; и
- клапанную систему безопасности и управления (124), посредством которой указанный насосный блок может быть подключен одновременно к одному или более контурам подпитки для подвода к ним гидравлической мощности, или для получения от них среды, находящейся под давлением, или для одновременного выполнения обеих этих функций.
10. Система по п.9, отличающаяся тем, что:
- насосный агрегат (111) содержит канал всасывания (119) и нагнетания (118); и
- клапанная система безопасности и управления (124) выполнена с возможностью подключения канала нагнетания (118) к одному из контуров подпитки для повышения и сохранения его давления на заданном уровне; и
- клапанная система безопасности и управления дополнительно выполнена с возможностью подключения канала всасывания (119) к одному из контуров подпитки для понижения и сохранения его давления на предопределенном уровне.
M
11. Система по п.1, отличающаяся тем, что соотношение эффективных поверхностей вышеупомянутых предопределенных рабочих камер соответствует ряду N, где N - количество вышеупомянутых контуров подпитки, M - количество упомянутых предопределенных рабочих камер, а N и M являются целыми числами.
12. Система по п.1, отличающаяся тем, что регулируется давление по меньшей мере у одного контура подпитки с высоким и по меньшей мере у одного - с низким, по отношению к указанным, уровнем, причем также регулируются относительные разницы между генерируемыми суммарными силами, причем уровни давлений контуров подпитки конфигурируются в соответствии с необходимыми для управления нагрузкой (L) суммарными силами оптимальным образом.
13. Система по п.1, отличающаяся тем, что для управления нагрузкой упомянутый гидроусилитель или гидроусилительный блок выполнен с возможностью разгона и торможения этой нагрузки посредством одной или более суммарных сил.
14. Система по п.13, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна из упомянутых предопределенных рабочих камер предназначена для преобразования кинетической энергии торможения нагрузки в гидравлическую мощность и подвода ее к одному из контуров подпитки.
15. Система по п.1, отличающаяся тем, что гидроусилитель или гидроусилительный блок выполнен как часть напорного усилителя (112), посредством которой гидравлическая мощность одного контура подпитки может быть преобразована в мощность другого контура.
16. Система по п.1, отличающаяся тем, что она также содержит напорный усилитель (112), посредством которого гидравлическая мощность может быть передана по меньшей мере между двумя контурами подпитки, причем в нее также входят:
- по меньшей мере один контур субподпитки высокого давления (HPia);
- по меньшей мере один контур субподпитки (LPi, LPia) низкого давления, являющийся источником гидравлической мощности;
- по меньшей мере один вспомогательный гидроусилитель или гидроусилительный блок, составляющий нагрузку;
- по меньшей мере одна вспомогательная рабочая камера, работающая по принципу вытеснения и расположенная в указанном вспомогательном гидроусилителе или гидроусилительном блоке;
- управляющий контур (40), посредством которого указанные контуры субподпитки (HP1a, LP1a) могут быть по очереди подключены к каждой вспомогательной рабочей камере, которая при этом способна генерировать давление и объемный расход для этих контуров (HP1a, LP1a), причем для передачи гидравлической мощности упомянутый гидроусилитель или гидроусилительный блок выполнен с возможностью перемещения указанного вспомогательного гидроусилителя или гидроусилительного блока.
17. Система по п.16, отличающаяся тем, что вышеупомянутый (23) и вспомогательный гидроусилители содержат первую и вторую подвижные части соответственно, причем указанные подвижные части соединены для передачи движения между этими гидроусилителями.
18. Система по п.16 или 17, отличающаяся тем, что по меньшей мере три контура подпитки с различными заданными уровнями давления могут быть по очереди подключены к каждой предопределенной и каждой вспомогательной рабочей камере.
19. Система по п.16, отличающаяся тем, что агрегат также содержит управляющий контур (125, 126), посредством которого по меньшей мере по одному из вышеупомянутых контуров подпитки высокого (HPi) и низкого (LPi) давления могут быть подключены к вспомогательному гидроусилителю вместо гидроусилителя (23), и одновременно по меньшей мере по одному из контуров субподпитки низкого (LPia) и высокого (HPia) давления могут быть подключены к вышеупомянутому гидроусилителю (23) вместо вспомогательного гидроусилителя, причем в напорном усилителе может быть сформировано возвратно-поступательное движение, которое может использоваться для непрерывной генерации давления и объемного расхода.
20. Система по п.16 или 17, отличающаяся тем, что подвижные части гидроусилителя (23) и вспомогательного гидроусилителя подключены к двигающему их источнику внешней кинетической энергии, генерирующему гидравлическую мощность в вышеупомянутых предопределенных рабочих камерах и подключенных к ним контурах подпитки.
21. Система по п.16, отличающаяся тем, что агрегат содержит управляющий контур (126), посредством которого любой контур подпитки может быть подключен к любой из предопределенных рабочих камер, причем, используя несколько различных коэффициентов преобразования, энергия может передаваться от двух или более контуров подпитки к не менее чем одному другому контуру, или от одного или более контуров - к не менее чем двум другим, или от двух или более - к не менее чем двум другим.
22. Система по п.1, отличающаяся тем, что она также содержит:
- по меньшей мере один контроллер (24) для регулировки генерируемой гидроусилителем или гидроусилительным блоком суммарной силы, который настроен на контроль вышеупомянутого управляющего контура (40), и на вход которого подано управляющее значение (31) вырабатываемой суммарной силы, ускорение, скорость или положение нагрузки;
- причем вышеупомянутый контроллер также предназначен для осуществления постоянного контроля подключений, выполняемых управляющим контуром (40), таким образом, что сгенерированные силовые составляющие создают суммарное усилие, соответствующее или относительно близкое указанному управляющему значению (31).
23. Система по п.22, отличающаяся тем, что в вышеуказанном контроллере сохраняются состояния вышеупомянутого управляющего контура (40), каждое из которых отражает его подключения для генерирования одной суммарной силы, причем установка состояний управляющего контура выполняется контроллером пропорционально шахматному порядку генерируемых суммарных сил, а контрольные значения (37, 39) с выходов контроллера передаются на управляющий контур для установки его в состояние, соответствующее вышеуказанному управляющему значению (31) для каждой нагрузки.
24. Система по п.23, отличающаяся тем, что управляющий контур (40) содержит по меньшей мере один регулируемый интерфейс управления (9), посредством которого может быть открыто или закрыто соединение с любым контуром подпитки (HPi, HPia, LPi, LPia), причем вышеупомянутым контроллером не используются такие состояния управляющего контура, которые оказывают существенное влияние на генерируемое суммарное усилие в случае отказа интерфейса управления.
25. Система по п.23, отличающаяся тем, что управляющий контур (40) содержит по меньшей мере один регулируемый интерфейс управления (9), посредством которого может быть открыто или закрыто соединение с любым контуром подпитки (HPi, HPia, LPi, LPia), причем при отказе интерфейса управления вышеупомянутый контроллер реорганизует порядок состояний управляющего контура пропорционально соответствующему последовательному порядку суммарных сил, генерируемых при исправном интерфейсе.
26. Система по п.24 или 25, отличающаяся тем, что контроллер отслеживает состояние вышеупомянутого интерфейса управления и проверяет его соответствие контрольному значению, а также принимает решение о сбойной ситуации.
27. Система по п.22, отличающаяся тем, что в контроллере сохраняются состояния вышеупомянутых рабочих камер, каждое из которых отражает подключения предопределенных рабочих камер для генерирования одной суммарной силы, а также соответствующие этим состояниям контрольные значения, которые масштабируются пропорционально соответствующему последовательному порядку генерируемых суммарных сил.
28. Система по п.22, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит по меньшей мере один контур подпитки с промежуточным давлением (MPi, MPia), который является источником гидравлической мощности и способен как вырабатывать, так и принимать объемный расход при заданном уровне давления, и чей уровень давления находится между вышеупомянутыми высоким и низким уровнями; причем для минимизации энергопотерь контроллер подключает рабочую камеру к контуру подпитки среды без дросселирования; причем подключение к указанному промежуточному давлению выполняется перед изменением давления в камере с низкого на высокое и с высокого на низкое, причем перед окончательным подключением рабочей камеры к контуру подпитки высокого или низкого давления (HPi, LPi) энергия, необходимая для смены состояния, сначала извлекается из рабочей камеры или контура подпитки через паразитную индуктивность трубопровода и преобразовывается в кинетическую энергию контура подпитки, и далее - в энергию давления рабочей камеры.
29. Система по п.1, отличающаяся тем, что для контроля поворота нагрузки (L), подключенной к поворотному устройству (41), применяется входящий в его состав гидроусилитель (45), причем используется по меньшей мере два гидроусилителя (45, 46), генерирующих переменный общий момент (Mtot), воздействующий на нагрузку, а поворотное устройство дополнительно содержит элементы (47), преобразующие линейное движение указанных гидроусилителей в поворот нагрузки.
30. Система по п.1, отличающаяся тем, что гидроусилитель с контролем или регулировкой по усилию, реализованный посредством метода управления без дросселирования, является гидроусилителем (50, 51, 52, 53) двигателя насоса, посредством которого на валу, соединенном с источником внешней энергии, таким как приводной двигатель, генерируется момент нагрузки, противоположный направлению вращения, причем указанный гидроусилитель в комбинации с другими гидроусилителями, подключенными к тому же эксцентрику, работает как насос.
31. Система по п.1, отличающаяся тем, что для контроля вращательного движения нагрузки, подключенной к устройству вращения, применяются входящие в его состав вышеупомянутые гидроусилители (50, 51, 52, 53), причем в количестве не менее двух, а устройство вращения также содержит элементы (54, 55) для преобразования линейных перемещений указанных гидроусилителей во вращательное движение нагрузки.
32. Поворотное устройство, контролирующее поворот нагрузки, содержащее:
- по меньшей мере два гидроусилителя (45, 46) или гидроусилительных блока, посредством которых генерируются суммарные силы, воздействующие на нагрузку (L) для контроля ее поворота,
- по меньшей мере две рабочие камеры, работающие по принципу расширения и размещенные в указанных гидроусилителях или гидроусилительных блоках,
- элементы (45, 46, 47) для преобразования движений гидроусилителей или гидроусилительных блоков в поворот нагрузки и преобразования генерируемых суммарных усилий в общий момент (Mtot), действующий на нагрузку;
отличающееся тем, что оно дополнительно содержит:
- по меньшей мере один контур подпитки высокого давления (HPi, HPia), являющийся источником гидравлической мощности, который может как вырабатывать, так и принимать объемный расход при заданном уровне давления;
- по меньшей мере один контур подпитки низкого давления (LPi, LPia), являющийся источником гидравлической мощности, который может как вырабатывать, так и принимать объемный расход при заданном уровне давления;
- по меньшей мере две предопределенные рабочие камеры, которые относятся к вышеупомянутым камерам; и
- управляющий контур (40), посредством которого к каждой предопределенной рабочей камере могут быть по очереди подключены по меньшей мере по одному из вышеупомянутых контуров подпитки высокого (HPi, HPia) и низкого (LPi, LPia) давления;
- причем в каждой из предопределенных рабочих камер могут генерироваться силовые составляющие, соответствующие заданным уровням давлений контуров подпитки (HPi, HPia, LPi, LPia), подключаемых к указанным предопределенным рабочим камерам; и
- причем каждая силовая составляющая, совместно с силовыми составляющими, вырабатываемыми другими предопределенными рабочими камерами, участвует в формировании по меньшей мере одного из вышеупомянутых суммарных усилий.
M
33. Поворотное устройство по п.32, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере четыре предопределенные рабочие камеры, относящиеся к вышеупомянутым камерам, причем соотношение их эффективных поверхностей соответствует ряду N, где N - количество вышеупомянутых контуров подпитки, M - количество указанных предопределенных рабочих камер, причем N и M являются целыми числами.
34. Поворотное устройство по п.32 или 33, отличающееся тем, что вышеупомянутые гидроусилители или гидроусилительные блоки являются одинаково расположенными параллельными гидроцилиндрами, создающими противоположно направленные суммарные усилия, причем устройство содержит колесо поворотного механизма, посредством которого указанные суммарные усилия преобразовываются в соответствующие общие моменты (Mtot), причем указанные гидроусилители или гидроусилительные блоки расположены на противоположных сторонах колеса.
35. Поворотное устройство по п.32, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит по меньшей мере один контроллер (24), предназначенный для управления усилием поворотного устройства и контроля вышеупомянутого управляющего контура (40), на вход которого подается управляющее значение (31) для генерирования суммарного усилия; причем дополнительно этот контроллер обеспечивает такой постоянный контроль подключений указанного управляющего контура (40), что генерируемые силовые составляющие создают суммарное усилие, соответствующее или относительно близкое указанному управляющему значению (31).
36. Устройство вращения, контролирующее вращение нагрузки, содержащее:
- по меньшей мере два гидроусилителя (50, 51, 52, 53) или гидроусилительных блока, посредством которых генерируются общие моменты (Mtot), воздействующие на нагрузку (L) для контроля ее поворота,
- по меньшей мере две рабочие камеры, работающие по принципу расширения и размещенные в указанных гидроусилителях или гидроусилительных блоках,
- элементы (54, 55) для преобразования движений указанных гидроусилителей или гидроусилительных блоков во вращательное движение нагрузки;
отличающееся тем, что оно дополнительно содержит:
- по меньшей мере один контур подпитки высокого давления (HPi, HPia), являющийся источником гидравлической мощности, который может как вырабатывать, так и принимать объемный расход при заданном уровне давления;
- по меньшей мере один контур подпитки низкого давления (LPi, LPia), являющийся источником гидравлической мощности, который может как вырабатывать, так и принимать объемный расход при заданном уровне давления;
- по меньшей мере две предопределенные рабочие камеры, которые относятся к вышеупомянутым камерам; и
- управляющий контур (40), посредством которого к каждой предопределенной рабочей камере могут быть по очереди подключены по меньшей мере по одному из вышеупомянутых контуров подпитки высокого (HPi, HPia) и низкого (LPi, LPia) давления;
- причем в каждой предопределенной рабочей камере могут генерироваться силовые составляющие (FA, FB, FC, FD), соответствующие заданным уровням давлений контуров подпитки (HPi, HPia, LPi, LPia), подключаемых к указанным предопределенным рабочим камерам; и
- причем каждая силовая составляющая, совместно с силовыми составляющими, вырабатываемыми другими предопределенными рабочими камерами, участвует в формировании по меньшей мере одного из вышеупомянутых общих моментов.
37. Устройство вращения по п.36, отличающееся тем, что кулачковое устройство вращения содержит по меньшей мере четыре вышеупомянутых гидроусилителя или гидроусилительных блока и по меньшей мере четыре вышеуказанных предопределенных рабочих камеры.
M
38. Устройство вращения по п.36 или 37, отличающееся тем, что соотношение эффективных поверхностей вышеупомянутых предопределенных рабочих камер соответствует ряду N, где N - количество вышеупомянутых контуров подпитки, M - количество упомянутых предопределенных рабочих камер, а N и M являются целыми числами.
39. Устройство вращения по п.36, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит по меньшей мере один контроллер (24), предназначенный для управления усилием устройства вращения и контроля управляющего контура (40), на вход которого подается управляющее значение (31) для генерирования суммарного момента; причем дополнительно этот контроллер обеспечивает такой постоянный контроль подключений указанного управляющего контура (40), что генерируемые силовые составляющие создают общий момент, соответствующий или относительно близкий к указанному управляющему значению (31).
40. Устройство вращения по п.36, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из упомянутых предопределенных рабочих камер используется для генерирования гидравлической мощности и подвода ее к одному из вышеупомянутых контуров подпитки в процессе поворота нагрузки.
41. Способ в системе со средой, находящейся под давлением, которая содержит:
- по меньшей мере один гидроусилитель (23) или гидроусилительный блок, посредством которого могут быть созданы суммарные усилия (Fcyl), действующие на нагрузку;
- по меньшей мере две рабочие камеры, работающие по принципу расширения и размещенные в указанном гидроусилителе или гидроусилительных блоках,
отличающийся тем, что система дополнительно содержит:
- по меньшей мере один контур подпитки высокого давления (HPi, HPia), являющийся источником гидравлической мощности, который может как вырабатывать, так и принимать объемный расход при заданном уровне давления;
- по меньшей мере один контур подпитки низкого давления (LPi, LPia), являющийся источником гидравлической мощности, который может как вырабатывать, так и принимать объемный расход при заданном уровне давления;
- по меньшей мере две предопределенные рабочие камеры (19, 20, 21, 22), которые относятся к вышеуказанным камерам;
- управляющий контур (40), посредством которого к каждой предопределенной рабочей камере (19, 20, 21, 22) могут быть по очереди подключены по меньшей мере по одному из вышеупомянутых контуров подпитки высокого (HPi, HPia) и низкого (LPi, LPia) давления;
в котором:
- генерируют, в каждой из предопределенных рабочих камер (10, 20, 21, 22), силовые составляющие (FA, FB, FC, FD), соответствующие заданным уровням давлений контуров подпитки (HPi, HPia, LPi, LPia), подключаемых к указанным предопределенным рабочим камерам; и
- формируют посредством каждой силовой составляющей, совместно с силовыми составляющими, вырабатываемыми другими предопределенными рабочими камерами, по меньшей мере одно из вышеупомянутых суммарных усилий.
42. Способ по п.41, отличающийся тем, что система также содержит:
- по меньшей мере один контроллер (24) для регулировки генерируемой гидроусилителем или гидроусилительным блоком суммарной силы, который настроен на контроль вышеупомянутого управляющего контура (40), и на вход которого подано управляющее значение (31) вырабатываемой суммарной силы, ускорение, скорость или положение нагрузки;
в котором дополнительно:
- используют контроллер для постоянного контроля подключений, выполняемых вышеуказанным управляющим контуром (40) таким образом, чтобы сгенерированные силовые составляющие создавали суммарное усилие, соответствующее или относительно близкое указанному управляющему значению (31).
43. Контроллер для управления системой со средой, находящейся под давлением, которая содержит:
- по меньшей мере один гидроусилитель (23) или гидроусилительный блок, посредством которого могут быть созданы суммарные усилия (Fcyl), действующие на нагрузку;
- по меньшей мере две рабочие камеры, работающие по принципу расширения и размещенные в указанном гидроусилителе или гидроусилительных блоках,
отличающийся тем, что система дополнительно содержит:
- по меньшей мере один контур подпитки высокого давления (HPi, HPia), являющийся источником гидравлической мощности, который может как вырабатывать, так и принимать объемный расход при заданном уровне давления;
- по меньшей мере один контур подпитки низкого давления (LPi, LPia), являющийся источником гидравлической мощности, который может как вырабатывать, так и принимать объемный расход при заданном уровне давления;
- по меньшей мере две предопределенные рабочие камеры (19, 20, 21, 22), которые относятся к вышеуказанным камерам;
- управляющий контур (40), посредством которого к каждой предопределенной рабочей камере (19, 20, 21, 22) могут быть по очереди подключены по меньшей мере по одному из вышеупомянутых контуров подпитки высокого (HPi, HPia) и низкого (LPi, LPia) давления, причем соответствующие силовые составляющие могут быть сформированы в каждой предопределенной камере;
причем указанный контроллер предназначен для:
- контроля управляющего контура (40) и генерирования суммарного усилия, соответствующего входному управляющему значению (31), ускорению, скорости или положению нагрузки; и
- постоянного контроля подключений, выполняемых упомянутым управляющим контуром (40) таким образом, чтобы вышеупомянутые предопределенные рабочие камеры создавали суммарное усилие, соответствующее или относительно близкое указанному управляющему значению (31), с тем, чтобы посредством комбинации нескольких генерируемых силовых составляющих вырабатывалось указанное суммарное усилие.
44. Контроллер по п.43, отличающийся тем, что в контроллере сохраняются состояния управляющего контура (40), каждое из которых отражает его подключения для генерирования одной суммарной силы, причем установка состояний управляющего контура выполняется контроллером пропорционально последовательному порядку генерируемых суммарных сил, а контрольные значения (37, 39) с выходов контроллера передаются на управляющий контур для установки его в состояние, соответствующее управляющему значению (31) для каждой нагрузки.
45. Контроллер по п.43 или 44, отличающийся тем, что в нем сохраняются состояния вышеупомянутых предопределенных рабочих камер, каждое из которых отражает подключения предопределенных камер гидроусилителя для генерирования одной суммарной силы, а также соответствующие этим состояниям контрольные значения, которые масштабируются пропорционально соответствующему последовательному порядку генерируемых суммарных сил.