[其他]泵送流体的系统及其控制

说明书

流体系统包括泵送流体的可变速度和/或可变转矩泵、至少一个比例控制阀组件、由流体操作以控制负载的致动器以及建立泵的速度和/或转矩和至少一个比例控制阀组件的位置的控制器。泵包括向致动器提供流体的至少一个流体驱动器，其可以是例如流体致动的汽缸、流体驱动的发动机或控制负载的另一类型的流体驱动的致动器。每个流体驱动器包括原动机和流体位移组件。流体位移组件可由原动机驱动，使得流体从泵的入口转移到出口。

优先权

本申请要求于2014年9月23日提交的美国临时专利申请号62/054,176以及于2015年9月1日提交的美国临时专利申请号62/212,788的优先权，这两个临时专利申请通过引用被全部并入本文。

技术领域

本实用新型通常涉及泵送流体的各种系统和其控制方法。更特别地，本实用新型涉及使用系统中的至少一个流体驱动器和至少一个比例控制阀来控制可变速度和/或可变转矩泵。

背景技术

系统(其中流体被泵送)可存在于各种应用例如重型工业机器、化学工业、食品工业、医疗工业、商业应用和住宅应用中，仅举几个例子。因为泵系统的细节可为了简洁根据应用而改变，所以将从一般在重型工业机器中找到的一般化液压系统应用方面描述本实用新型的背景。在这样的机器中，可在范围从小到重负载应用例如挖掘机、前端装载机、起重机和静液压传动装置(仅举几个例子)的应用中使用液压系统。根据系统的类型，具有液压系统的常规机器通常包括很多零件，诸如液压致动器(例如液压汽缸、液压发动机或在外部负载上执行工作的另一类型的致动器)、液压泵(包括发动机和齿轮组件)和流体储器。发动机驱动齿轮组件以用预定方式将加压流体从流体储器提供到液压致动器。例如，当液压致动器是液压汽缸时，来自泵的液压流体使汽缸的活塞杆在汽缸的主体内移动。在液压致动器是液压发动机的情况下，来自泵的液压流体使液压发动机例如旋转并驱动所附着的负载。

一般，在上述工业应用中的液压泵的惯性使改变液压泵的速度以精确地控制在系统中的流量变得不实际。也就是说，在这样的工业机器中的现有技术泵对在流量需求中的变化不是反应非常快的。因此，为了控制在系统中的流量，流量控制设备诸如可变位移液压泵和/或定向流量控制阀被添加到系统，且液压泵在恒定的速度下运行以确保适当的压力总是被维持到流量控制设备。液压泵可在全速下或在确保系统总是具有对系统中的流量控制设备所需的压力的某个其它恒定速度下运行。然而，在全速下或在某个其它恒定速度下运行液压泵是低效的，因为它不考虑系统的真实能量输入要求。例如，泵将在全速下运行，即使系统负载仅仅在50％处。此外，在这些系统中的流量控制设备一般使用液压控件来操作，这可能是相对复杂的且需要额外的液压流体来起作用。

由于液压电路和控件的复杂性，这些液压系统一般是开环的，因为泵从大流体储器抽出液压流体，且液压流体在液压致动器上执行工作之后和在液压控件中被使用之后被发送回到储器。也就是说，从液压致动器和液压控件输出的液压流体不被直接发送到泵的入口，如在闭环系统中的。在这些系统中需要具有大流体储器的开环系统来将液压流体的温度维持到合理的水平，并确保针对泵有液压流体的充足供应以防止气蚀并用于操作各种液压地控制的部件。虽然闭环电路是已知的，但是这些往往是用于简单的系统，其中泵气蚀的风险是最小的。然而在开环系统中，各种部件常常彼此间隔开地被定位。为了使这些零件互连，各种额外的部件如连接轴、软管、管和/或配件以复杂的方式被使用且因此容易受到污染。而且，这些部件在严酷的工作环境中容易受到损坏或降解，从而引起增加的机器停机时间和机器的减小的可靠性。因此，已知的系统关于系统的复杂性和可靠性有不合乎需要的缺点。

常规的、传统的和所提出的方法的另外的限制和缺点通过这样的方法与如参考附图在本公开的其余部分中阐述的本实用新型的实施方案的比较将对本领域中的技术人员变得明显。

实用新型内容