[发明专利]流体工作机器以及运行流体工作机器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种流体工作机器、一种运行流体工作机器的方法以及计算机程序代码。

背景技术

在多数常见的正排量式液压机器中，这些流体室按照一个大致正弦函数在容积上经历周期性变化。从EP0361927已知，通过将位于工作室与低压源之间一个电磁致动的阀门保持在打开的情况下可以使一个室空转。因此通过对每个工作室先填充液体、然后决定是否将液体排出返回至低压源或者在压力下将其泵送至该输出歧管的动作而改变这类合成换向机器的输出。将液体泵送返回至低压源意味着在工作室处于空转时期的过程中，需要消耗非常少量的动力，同时仍允许这些工作室以最小的等待期变为有产出。

US 4,496,847示出了从可再生能量装置(如，一台风力或潮汐涡轮机)中吸收动力的一个第一流体工作机器(一个泵)、以及驱动一台发电机产生电能的一个第二流体工作机器。然而，所发现的一个问题是由于所要求的力矩可能非常高因此在维护这个可再生能量装置时要求转动这个泵的轴。例如，在维护或起动这个可再生能量装置的过程中可以感到有这种需要。

在第一段中提及的流体工作机器具有所希望的有效性和可控制性的特性，但它不能从一个流体源中吸收能量并且不能将能量施加到它的轴上使这个轴旋转。EP0494236介绍了一种额外的运行模式及可控制的阀门，该阀门允许在向旋转轴上施加力矩的一个马达周期中使用该机器，从而允许一个可控制的双向能量流动。WO/2008/029073介绍了又一种运行模式以及一种改进的阀门，这个改进的阀门允许液压机器从静止起动，这对于EP0494236中所述的机器是不可能的。然而，这种机器所需要的阀门是复杂的并且因此是昂贵的，并且对于几乎完全作为泵来运行的流体工作机器并不提供最佳流动。

从以上情况应该认识到，存在着一些应用，在这些应用中可能希望使流体工作机器的轴转动，但这里没有足够的外部扭矩可供用于做到这一点，并且流体工作机器不能使其自身的轴转动。因此，本发明的一个目的是提供一种用于转动液压泵的轴的装置以及方法。

发明内容

在第一方面中，本发明提供了一种根据权利要求1所述的流体工作机器，在从属权利要求中列出了本发明的优选或最佳特征。

如以下更加详细说明的，这些工作室可以是机械(例如，通过一个凸轮)地连接到一个旋转轴上、线性可移位的连杆上或者任何其他适当的机械装置上，由此可以使跨越这些工作室的压力差转换成机械功。本发明因此提供了从次级高压歧管进入到工作室的一个流体路径以便能够输出机械功(如驱动该流体工作机器的一个轴)，同时消除了现有技术的机器所要求的复杂的、昂贵的以及欠佳的阀门。

优选的是，该流体工作机器包括一个可旋转轴用于周期性地驱动这些工作室或者被这些工作室周期性地驱动。因此，该可旋转轴的旋转被典型地连接到工作室容积的多个周期上。优选的是该轴是一个偏心凸轮轴。该轴可以包括一个环形凸轮。该控制器优选地包括一个相位输入，用于接收一个表示流体工作机器的多个工作室的多个容积周期的相位的相位信号。这个相位信号是可以从一个相位传感器中接收，例如，一个光学的、磁性的或感应相位传感器。这个相位传感器优选地感应这个轴的相位并且该控制器可以由这个感应的偏心凸轮轴相位来推断这个工作室的相位。

术语‘慢的’和‘低循环速率’应该解释为至少比对应地描述为‘快的’或‘高循环速率’的某物更慢。因此，这些低循环速率是慢于这些高循环速率并且这个慢速高压阀比这个快速高压阀运行得更慢。更加详细地讲，优选的是这个快速高压阀在流体工作机器的至少额定速度的多种速度下是可运行的。优选的是这些高循环速率是这些工作室在(或者实质上接近)该流体工作机器的额定速度下的循环速率。可能的情况是这个慢速高压阀仅在小于(并且优选地实质上小于)该流体工作机器的额定速度的多种速度下才是可运行的。优选的是，低循环速率是这些工作室在实质上小于该流体工作机器的额定速度下的循环速率。‘可运行在’可以表示在工作室容积的半个周期内均能够打开和关闭。‘可运行在’可以表示在实质上小于工作室容积的半个周期内能够打开或关闭。在此披露中的‘实质上小于’可以表示(例如)它的一半、五分之一、十分之一、或更少。因此，例如，这些高循环速率可以是这些工作室在该流体工作机器的额定速率下的循环速率并且这些低循环速率可以是这个速率的十分之一。