對(duì)一種高功率擺動(dòng)泵進(jìn)行了超過(guò)延長(zhǎng)周期的運(yùn)行測(cè)試，所述高功率擺動(dòng)泵中采用了獨(dú)立密封裝置，且與傳統(tǒng)的、商業(yè)上可得到的致動(dòng)器相反，應(yīng)用了一種高效、鐘擺式波力發(fā)電系統(tǒng)的擺動(dòng)葉片泵，以在25MPa的高壓力下使用擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器。測(cè)試結(jié)果表明，在高強(qiáng)度方向和低強(qiáng)度方向彼此相對(duì)的液壓部分中，因高強(qiáng)度接合面處的磨蝕而發(fā)生了磨損。存在迅速克服反常磨損并將高效波力發(fā)電系統(tǒng)投入實(shí)用的需求。當(dāng)相對(duì)于中央軸而言其徑向強(qiáng)度低的圓筒和徑向強(qiáng)度高的側(cè)蓋耦接到一起而在其間形成接合面時(shí)，在圓筒蓋處設(shè)有向圓筒突出的圓筒部，使得側(cè)蓋出現(xiàn)與圓筒的橫截面相同的扭曲，所述圓筒因高壓工作流體而扭曲為近似橢圓狀。此外，在固定于圓筒的靜止葉片的面上安裝有總是連通低壓力側(cè)工作腔的管道，其中所述靜止葉片的面與側(cè)蓋接觸。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】
本專(zhuān)利技術(shù)總體上涉及一種擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器，其使用高壓工作油作為功率轉(zhuǎn)換手段以實(shí)現(xiàn)高功率擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)，且更具體地，涉及一種改進(jìn)的高壓擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器，其可提供有效的措施以解決設(shè)備中引起的問(wèn)題，已證實(shí)通過(guò)使用可在25Mpa的高壓中使用的擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器，波力(wave-power)發(fā)電效率大幅增強(qiáng)。
技術(shù)介紹
本專(zhuān)利技術(shù)的專(zhuān)利技術(shù)人在日本的室蘭工業(yè)大學(xué)工作時(shí)便開(kāi)始試圖開(kāi)發(fā)具有高能量效率的波力發(fā)電系統(tǒng)。具體地，該系統(tǒng)涉及對(duì)具有包括豎直運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)在內(nèi)的兩種復(fù)合運(yùn)動(dòng)機(jī)制的波力的利用。擺動(dòng)板安裝于入射波和反射波之間發(fā)生干涉的奇點(diǎn)處，具體地，安裝 于豎直運(yùn)動(dòng)變?yōu)榱愣絼?dòng)能翻倍的奇點(diǎn)處。從而，期望一種提供合理的波力發(fā)電方法，具體地，期望提供一種可以使利用液壓系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)有效地運(yùn)作的鐘擺波力發(fā)電方法。在日本，沒(méi)有多少工程師試圖積極地理解和使用作為物理基本概念之一且在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中已公開(kāi)的波的干涉。于是，很少有人意識(shí)到本專(zhuān)利技術(shù)的專(zhuān)利技術(shù)人的研究所達(dá)到的成就。關(guān)于這點(diǎn)，在開(kāi)放的海上，使用高效波力發(fā)電方法的實(shí)用設(shè)備的能量效率大約為42%，這是世界上最聞的。由本專(zhuān)利技術(shù)的專(zhuān)利技術(shù)人制造的作為用于將鐘擺板的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓泵裝置的第一臺(tái)實(shí)用設(shè)備是使用大型液壓缸的系統(tǒng)。然而，當(dāng)使用液壓缸時(shí)，沖擊波的力量施加于鐘擺板并可引起缸安裝部件或鉸鏈銷(xiāo)的疲勞故障。而且，在開(kāi)放的海上的嚴(yán)峻條件中，潤(rùn)滑單元可能發(fā)生故障。因此，為避免上述問(wèn)題，需要一種可以承受?chē)?yán)峻的自然條件且沒(méi)有非必要部件的簡(jiǎn)單功率轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。對(duì)此的解決方案是提供一種一體地設(shè)置于鐘擺板擺動(dòng)軸上、并將在嚴(yán)峻的自然條件中必須保持潤(rùn)滑性能的部件限于用于支撐鐘擺板的擺動(dòng)軸的一對(duì)軸承的擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器。在使用軸承的情況中，容易保持潤(rùn)滑性能。與軸承制成一體的安裝部件也很堅(jiān)固。于是，可解決大多數(shù)問(wèn)題。然而，由于商業(yè)化的擺動(dòng)葉片泵的抗壓性通常較低，因此有必要將抗壓性增加兩或三倍。本專(zhuān)利技術(shù)的專(zhuān)利技術(shù)人也試圖解決所述問(wèn)題并提出了專(zhuān)利文獻(xiàn)2所詳述的技術(shù)，所述技術(shù)即使在25Mpa的壓力中，仍然可以使用。因此，本專(zhuān)利技術(shù)的專(zhuān)利技術(shù)人實(shí)現(xiàn)了緊湊且即使在嚴(yán)峻的海洋條件中仍具有優(yōu)異的耐久性的液壓高功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的開(kāi)發(fā)。此外，基于所述成就，具有高壓規(guī)格的大型擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器用于使用浮體運(yùn)動(dòng)的波力發(fā)電方法中的可能性也在不斷增大，這最近受到人們的關(guān)注。通常，傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)具有可控制高功率但會(huì)消耗很多能量的簡(jiǎn)單閥門(mén)結(jié)構(gòu)。最近，重視節(jié)能技術(shù)的技術(shù)革新的時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，因此液壓系統(tǒng)變成了電動(dòng)結(jié)構(gòu)，且液壓系統(tǒng)的市場(chǎng)已經(jīng)有所縮減。這里，在新領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)的傳統(tǒng)技術(shù)所沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的進(jìn)步將成為應(yīng)對(duì)市場(chǎng)萎縮的最好的方式之一。這點(diǎn)的典型例子是可用于大型機(jī)器人手臂的鉸鏈單元中的擺動(dòng)致動(dòng)器。例如在高層工程中，這可用于建造使用自然能量的大型風(fēng)車(chē)。在大型風(fēng)車(chē)的建造工程中，由于電動(dòng)機(jī)的輸出通常不足，因此難以使用電動(dòng)結(jié)構(gòu)。作為有望使用高壓擺動(dòng)葉片致動(dòng)器的另一領(lǐng)域，該致動(dòng)器可用作大型船舶的轉(zhuǎn)向裝置的擺動(dòng)致動(dòng)器。然而，市場(chǎng)上可得到的擺動(dòng)葉片致動(dòng)器為14Mpa以下的低壓/小容量致動(dòng)器，且無(wú)法滿(mǎn)足造船或船運(yùn)工業(yè)的要求，所述造船或船運(yùn)工業(yè)追求安裝致動(dòng)器所需空間的最小化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
因此，本專(zhuān)利技術(shù)是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問(wèn)題而作出的，且本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種具有改良結(jié)構(gòu)的擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器，所述改良結(jié)構(gòu)可避免主要元件的安裝面的磨損，且更具體地，可避免用于限定擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器的液壓工作腔的缸和側(cè)蓋之間的連接面以及設(shè)置于缸上的固定葉片和側(cè)蓋之間接觸面上的磨蝕(fretting corrosion)。上述問(wèn)題發(fā)生的原因被認(rèn)為是缸的軸向強(qiáng)度和徑向強(qiáng)度與盤(pán)狀側(cè)蓋的軸向強(qiáng)度和徑向強(qiáng)度成反向關(guān)系，從而缸和側(cè)蓋之間的連接處的扭轉(zhuǎn)差異相對(duì)較大，所述扭轉(zhuǎn)差異由施加于工作腔的工作油的高壓引起。換言之，認(rèn)為缸和側(cè)蓋之間的方向強(qiáng)度存在差異，即，缸的軸向強(qiáng)度高但徑向強(qiáng)度低，而每個(gè)盤(pán)狀側(cè)蓋的徑向強(qiáng)度高但軸向強(qiáng)度低，且這是所 述問(wèn)題的根本原因。日本專(zhuān)利2001-271735號(hào)(申請(qǐng)?zhí)?000-128632)日本專(zhuān)利2002-168180號(hào)(申請(qǐng)?zhí)?000-403806)為了完成上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)構(gòu)造為使得缸的相對(duì)的兩端的長(zhǎng)度縮短，且在每個(gè)側(cè)蓋上設(shè)置向缸突出的圓筒狀部分，以補(bǔ)償被縮短的缸。此外，在固定葉片和側(cè)蓋之間的連接面處，為減輕施加于連接面的過(guò)度壓力，在由設(shè)置于接合于每個(gè)側(cè)蓋的固定葉片的接合面上的密封件圍住的面上，形成有總是與低壓側(cè)工作腔連通的通道。于是，側(cè)蓋和固定葉片通過(guò)比傳統(tǒng)技術(shù)處于更低壓力下的油膜而彼此接觸，從而容許存在由相對(duì)的扭曲方向差異所造成的變形。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的缸短于傳統(tǒng)技術(shù)中的缸，且在每個(gè)側(cè)蓋上設(shè)有圓筒狀部分以補(bǔ)償被縮短的缸。因此，在具有不同方向強(qiáng)度且通過(guò)螺栓等彼此耦接的缸和側(cè)蓋之間的連接處，即使當(dāng)施加于工作腔中的高壓引起缸的橢圓狀扭曲時(shí)，由于圓筒狀部分具有與缸相同的形狀，故與缸接合的側(cè)蓋的面以與缸相同的方式進(jìn)行扭曲，而與側(cè)蓋體的扭曲的形式不同。在本專(zhuān)利技術(shù)中，缸和側(cè)蓋的相對(duì)扭曲率可限定于20 μ m到30 μ m,從而可以可靠地防止它們之間的連接面上的磨蝕。由于使用了與工作腔連通的通道，故可在固定葉片和通過(guò)螺栓或鍵而固定有固定葉片的缸之間的接觸面以及固定葉片和側(cè)蓋之間的接觸面的整個(gè)面積上保持相同的壓力。在通道中，止回閥防止了高壓側(cè)工作腔與通道連通，并允許低壓側(cè)工作腔與通道連通，從而可總是保持低壓狀態(tài)，且側(cè)蓋和固定葉片之間的接觸面通過(guò)薄油膜而彼此接觸。因此，即使它們之間存在相對(duì)扭曲的差異，在扭曲方向上施加于接觸面的應(yīng)力相對(duì)較低，于是避免了由強(qiáng)有力地彼此接合的元件之間的細(xì)微振動(dòng)引起的磨蝕。附圖說(shuō)明圖I是從軸向方向表示傳統(tǒng)擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器的中央部的橫截面圖。圖2是表示傳統(tǒng)擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器的縱截面圖。圖3是從軸向方向表示根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器的中央部的橫截面圖。圖4是沿圖3的線C-D的截面圖。圖5是表示圖4的右側(cè)蓋和固定葉片之間的連接面的放大正視圖；圖6是圖5的固定葉片的仰視圖且部分地圖示了沿圖5的線E-F的截面圖。圖7是表示將本專(zhuān)利技術(shù)用于可以高效地發(fā)電的鐘擺式波力發(fā)電設(shè)備中的例子的側(cè)示意圖。圖8是從左-右方向表示圖7的波力發(fā)電設(shè)備的示意圖。圖9是表示將本專(zhuān)利技術(shù)用于大型船舶的船舵控制裝置中的例子的示意圖。<對(duì)附圖中的附圖標(biāo)記的說(shuō)明>1、2 :傳統(tǒng)擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器的側(cè)蓋 la、2a :傳統(tǒng)擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器的擺動(dòng)軸的軸承l(wèi)d、2d :傳統(tǒng)擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器的側(cè)蓋和缸之間的接觸面3 :傳統(tǒng)擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器的缸4、5 :傳統(tǒng)擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器的側(cè)蓋/缸連接螺栓6 :傳統(tǒng)擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器的擺動(dòng)軸7 :傳統(tǒng)擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器的轉(zhuǎn)子7a、7b :傳統(tǒng)擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器的擺動(dòng)葉片8 :傳統(tǒng)擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器的轉(zhuǎn)子軸鍵9a、9b :傳統(tǒng)擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器的固定葉片IOaUOb :用于傳統(tǒng)擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器的固定葉片的鍵IlaUlb :傳統(tǒng)擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器中的通過(guò)連接孔彼此連接的一對(duì)工作腔12a、12b :傳統(tǒng)擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器中的通過(guò)連接孔彼此連接的另一對(duì)工作腔13、14:在傳統(tǒng)擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器的液壓系統(tǒng)中連接于容積可增加和減少的工作腔的管子15、16:傳統(tǒng)擺動(dòng)葉片式泵致動(dòng)器中使本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：渡部富治，申承鎬，洪起庸，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：韓國(guó)海洋研究院，
類(lèi)型：
國(guó)別省市：
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