Гидрокапиллярный аккумулятор ерошенко

 

Изобретение м.б. использовано в гидравлических и механических системах , а также в качестве амортизирующих и демпфирующих устройств в различных машинах и механизмах. Цель изобретения - повышение быстродействия аккумулятора (А) при сохранении его высокой удельной энергоемкости . Для этого система капиллярнопористое тело - несмачивающая жидкость выполнена в виде суспензии. Рабочий объем камеры 2 самопроизвольно увеличивается во время разрядки А из-за вытеснения жидкости из пор и капилляров под действием капиллярного давле:ния Лапласа, при этом А соединяется через гидравлический штуцер 6 с объектом работы. Поскольку изотермические процессы образования и сокращения межфазной поверхности контакта жидкость - твердое тело обратимы , КПД А близок к единице. Система капиллярно-пористое тело - несмачивающая жидкость м.б. также вьтолнена в виде коллоида. 1 з.п. ф-лы, . 2 ил. (Л (Pue.j

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 3901333/25-06 (22) 24.05,85 (46) 30.08.87. Бюл. h 32 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.А. Ерошенко (53) 621.225(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 943444, кл. F 15 В 1/04, 1980. (54) ГИДРОКАПИПЛЯРНЫИ АККУМУЛЯТОР

ЕРОШЕНКО (57) Изобретение м.б. использовано в гидравлических и механических системах, а также в качестве амортизирующих и демпфирующих устройств в различных машинах и механизмах. Цель изобретения — повышение быстродействия аккумулятора (А) при сохранении его высокой удельной энергоемкости. Для этого система капиллярнопористое тело — несмачивающая жидкость выполнена в виде суспензии, Рабочий объем камеры 2 самопроизвольно увеличивается во время разрядки А из-за вытеснения жидкости из пор и капилляров под действием капиллярного давления Лапласа, при этом А соединяется через гидравлический штуцер 6 собъектом работы. Поскольку изотермические процессы образования и сокращения межфазной поверхности контакта жидкость — твердое тело обратимы, КПД А близок к единице. Систе- а ма капиллярно-пористое тело — несмаФ чивающая жидкость м.б. также выполнена в виде коллоида. 1 з,п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения

40 1. Гидрокапиллярный аккумулятор, содержащий капиллярно-пористое тело, размещенное в корпусе, заполненном несмачивающей жидкостью и связанном через штуцер с линией нагнетания, 45 отличающийся тем, что, с целью повьппения быстродействия аккумулятора при сохранении его высокой удельной энергоемкости, система капиллярно-пористое тело — несмачива5р ющая жидкость выполнена в виде суспензии.

2. Аккумулятор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что система капиллярно-пористое тело — несмачивающая жидкость выполнена в виде коллоида.

28cos 9

У

13338

Изобретение относится к устройствам акк1 мулироваНия энергии и может быть использовано в качестве амортизирующих и демпфирующих устройств в

5 различных машинах и механизмах.

Цель изобретения — повьппение быстродействия аккумулятора при сохранении его высокой удельной энергоем" кости»

На фиг. 1 представлена принципиальная схема аккумулятора с использованием эластичной мембраны в качестве разделительного элемента; на фиг. 2— принципиальная схема аккумулятора с поршнем в качестве разделителя.

Аккумулятор состоит из корпуса 1 с разделительным элементом 2, замыкающим рабочую камеру 3, заполненную жидкостью 4 и капиллярно-пористыми дискретными частицами 5, не смачиваемыми жидкостью 4. Гидравлическая связь аккумулятора с объектом энергии (работы) осуществляется через штуцер 6 (фиг. 1 и 2). Кеханическая 25 связь с объектом работы осуществляется через шток 7.

В качестве дискретных частиц 5 капиллярно-пористьм тел используют гранулы и порошки силикагелей, алюмо- 3р силикатов, пористых углей. Внутреннюю поверхность пор и капилляров модифицируют кремнийорганическими (например, полисилоксаны) и фторорганическими (например, тефлон) соедине35 ниями для придания фобности (несмачиваемости) внутренней поверхности пор и капилляров. В качестве жидкостей используют воду, техническое масло и другие гидро- и олеофобные жидкости и растворы.

Аккумулятор работает следующим образом.

При избытке энергии, подлежащей аккумулированию, рабочий объем камеры 3 сжимается под действием перемещающегося, разделительного элемента 2 (мембрана на фиг. 1 и поршень на фиг ° 2), так как находящаяся там жидкость 4 заполняет полое пространство капиллярно-пористых частиц 5.

При этом объем рабочей камеры 3 уменьшается, а давление определяется капил.лярным давлением Лапласа:

70 2 где g — поверхностное натяжение жидкости 4

6 — краевой угол (8) 90 ), r — радиус пор и капилляров в дискретньм частицах, Накапливаемая за цикл энергия определяется равенством ч., 0

Е = J Pdv = Gdaco»g, Yi где g, — межфазная поверхность контакта жидкость — капиллярно-пористое тело.

При соединении аккумулятора через гидравлический штуцер Ь или шток 7 связи с объектом работы совершается работа W Е, так как объем рабочей камеры 3 самопроизвольно увеличивается во время разрядки аккумулятора из-за вытеснения жидкости из пор и капилляров под действием капиллярного давления Лапласа, При этом межфазная поверхность контакта сокращается от Q qo A< вследствие того, что изометрйческие процессы образо« вания и сокращения межфазной поверхности контакта жидкость — твердое тело обратимы, КПД предлагаемого аккумулятора близок к единице, Небольшое снижение КПД связано с гистерезисом угла смачивания О (небольшое изменение кривизны мениска) при принудительном закачивании и самопроизвольном выталкивании жидкости из пор и капилляров.

1333З70

Щие. 2

Составитель 3. Пимахова

Техред Л.Сердюкова

Корректор Л. Бескид

Редактор М, Дыпын

Заказ 3941/32 Тираж 639

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4