[发明专利]一种流量动态分配装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种分流技术，更具体地，涉及一种液体流量动态分配的方法及系统，属于工程机械领域。

背景技术

目前，一般流量分配系统包括转速测量系统、控制器及流量控制单元。转速测量装置用于测量发动机的转速；控制器与转速测量装置相连接，用于根据转速-电流对应关系确定与发动机的转速相匹配的电流信号；流量控制单元与控制器相连接，用于根据电流信号对泵的流量进行调节分配。但是，这种方式存在如下缺陷：

第一，分配结构复杂，设计成本高；

第二，通过控制程序来完成转速与电流信号传递，从而控制流量分配，存在响应时间快慢的问题；

第三，泵流量输出与实际工况有严重滞后；

第四，分配的精度不高，依赖于转速测量系统，控制程序的设计精度，不易调节，维修繁琐，稳定性不高；

第五，流量分配系统输出形式单一，一般为直线变化。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种新型的分流装置，其目的在于实现水流量按预设变化曲线进行的动态分流，解决现有技术存在的结构复杂，设计成本高，严重滞后，输出形式单一、调节不便和调节精度低等问题。

为实现上述目的，本发明一种流量动态分配装置，包括进口筒、分流筒、分流盘、出口管、驱动齿轮、变频器和电机；其中：

所述进口筒为圆管，是流体的入口，所述出口筒一端为圆形，用于和分流盘同轴相连，另一端分成两个出口，用于分流后的流体通过；

所述的分流盘为圆齿轮形，其外齿与驱动齿轮啮合，由驱动齿轮带动其转动；分流盘上设有两个以分流盘轴心为圆心的扇形孔，各扇形孔形状和面积相等，各扇形孔的圆心角不大于10°；通过改变通过分流盘上扇形孔面积，能控制出口管的流量；

所述分流筒一端为圆管，用于和进口筒相连；另一端与分流盘可转动相连，该端面开有与流量要求相对应的通孔，分流筒的流体经该通孔进入分流盘；

所述进口筒、分流筒和分流盘共轴设置；进口筒的入口截面积等于出口管出口截面积总和；所述出口管摆放位置以扇形孔的圆心为中心，其一端分成两个半圆形通孔，另一端是两个圆管形出口；

所述进口筒、分流筒、分流盘、出口管各相互连接部位，设有密封装置；所述电机在变频器控制下工作，用于带动驱动齿轮按设定转速转动。

进一步的，所述分流筒与分流盘相连端的通孔包络形状由下式确定：

上式基于分流筒底部圆心为原点的XOY直角坐标系，r为通孔形状曲线上的点与原点的距离，R是所述扇形孔的半径，e为扇形孔转动时其角平分线与X轴正向的夹角，以逆时针为正；所述X轴，指穿过圆心且将通孔形状分为对称两半的直线，X轴与通孔曲线长轴重合，f(e)是所要得到的出口管流量随e变化的解析式；f₁(e)为扇形孔转动角度0到180°内时所对应的出口管1流量解析式，f₂(e)为扇形孔转动角度180°到360°内时所对应的出口管2流量解析式，f(e)及f₁(e)和f₂(e)根据分流需要确定；180°为两解析式扇形孔转动角度e的分界点。

进一步的，所述f₁(e)和f₂(e)变化形式包括但不限于：直线型变化：a*e+b，a和b为常数；抛物线型变化：a*e²+b*e+c，a，b和c为常数；正弦型变化：a*sin(e)+b或a*cos(e)+b，a和b为常数。

进一步的，所述f₁(e)和f₂(e)变化形式相同，即两者同为直线型变化、抛物线型变化或者正弦型变化，只是相差180°相位。

进一步的，通过调节变频机，能使分流盘的转速发生变化。

本发明中，流体由进口筒进入分流筒，变频器和电机带动驱动齿轮转动，进而驱动分流盘以一定的角速度进行转动。流体进入分流筒后分成两股流体进入分流盘和出口管。由于分流筒底部有通孔的形状，分流盘在转动时流通面积是变化的，从而实现流体流量的动态变化。

本发明根据质量守恒定律，在保证入口流量不变的情况下，改变流通截面变化来控制出口管流量变化，出口管的流量与流通面积呈正比关系，故基于此原理，时刻改变流通面积来控制出口管流量瞬时变化。本发明流通面积变化由扇形面积变化来控制的，由此位于分流筒底部的通孔形状根据实际流量变化需求来确认。