Электрогидравлический молот

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции кузнечного оборудования. Цель изобретения - повышение КПД. Электрогидравлический молот содержит расположенные на рабочем цилиндре 4 электроразрядную камеру 7 и эпитрохоидную камеру 14 с трехгранным ротором 15 на эксцентриковом валу 29, соединенным с ротором электрогенератора, который электрически соединен с генератором импульсов тока. Его электроды 8 и 9 расположены в камере 7, а через их осевые каналы осуществлен подвод в камеру 7 топливной смеси. При наибольшем сжатии воздуха в нижней полости эпитрохоидной камеры 14 на электроды 8 и 9 подается от генератора импульс тока. Происходит электрический разряд в рабочей жидкости 6. Одновременно впрыскивается топливо, которое при сгорании выделяет дополнительную энергию, под действием которой баба летит вниз и деформирует поковку. Трехгранный ротор 15 раскручивается на валу, обеспечивая электрогенератором воспроизводство электроэнергии для зарядки генератора импульсов тока. 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5!)5 В 21 J 7/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

2а

Ф

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЬ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2! ) 4615255/25-27 (22) 06.12.88 (46) 07.!2.90. Бюл. № 45 (75) В. П. Коротков (53) 621.074 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 142502, кл. В 21 J 5/04, 05.06.50. (54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИ11 МОЛОТ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции кузнечного оборудования. Цель изобретения — повышение КПД. Электрогидравлический молот содержит расположенные на рабочем цилиндре 4 электроразрядную камеру 7 и эпитрохоидную камеру 4 с трехгранным ротором 15 на эксцентриковом валу 29, „„80„„1611535 А 1 соединенным с ротором электрогенератора, который электрически соединен с генератором импульсов тока. Его электроды 8 и 9 расположены в камере 7, а через их осевые каналы осуществлен подвод в камеру 7 топливной смеси. При наибольшем сжатии воздуха в нижней полости эпитрохоидной камеры 14 на электроды 8 и 9 подается от генератора импульс тока. Происходит электрический разряд в рабочей жидкости 6.

Одновременно впрыскивается топливо, которое при сгорании выделяет дополнительную энергию, под действием которой баба летит вниз и деформирует поковку. Трехгранный ротор !5 раскручивается на валу, обеспечивая электрогенератором воспроизводство электроэнергии для зарядки генератора импульсов тока. 9 ил.

1611535

Изобретение относится к области машиностроечия, а именно к конструкции кузнечно-штамповочного оборудования.

Цель изобретения — повышение КГ1Д за счет утилизации неиспользованноч энергии.

На фиг. 1 изображен электрогидравлический молот, вид спереди; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 — 8 последовательность нанесения удара бабой в соответствии с фазами вращения ротора эпитрохоидной камеры и развитием термоэлектрогидравлического процесса в электроразрядной камере; на фиг. 9 — осуществляемый в предлагаемом молоте комбинированный термоэлектрогидравлический цикл, координаты: энтропия †температу.

Электрогидравлическии молот содержи г смонтированный в станине 1 шабот 2, возвратные цилиндры 3, рабочий цилиндр 4 с поршнем 5 бабы, заполненную рабочей жидкостью 6 электроразрядную камеру 7 с электродами 8 и 9, а также генератор 10 импульсов тока, имеющий управляемый включатель 11 с подвижным элементом 12. На электроразрядной камере 7 расположена открытая в сторону электроразрядной полости 13 эпитрохоидная камера 14 с ротором 15, который связан с преобразователем 16 механической энергии в электрическую. В камере 14 предусмотрены впускные 17 и выпускные 18 окна. В камеру 7 встроен узел 19 подачи в электроразрядную полость 13 топлива и окислителя, имеющий управляемый клапан 20 с подвижным элементом 21. Электроды 8 и 9 электрически соединены с выходом генератора

10 импульсов тока. Подвижный элемент 12 управляемого включателя 11 кинематически связан с ротором 15 эпитрохоидной камеры 14. Подвижный элемент 21 управляемого клапана 20 электрически связан с источником тока через прерыватель (не показаны), который кинематически соединен с подвижным элементом 12 и выполнен в виде электромагHHTB. Г1реобразователь 16 электрически соединен с входом генератора 10 импульсов тока.

Шабот 2 имеет подвижнык стол 22 и два зыталкивателя 23 и 24 для механизации процессов подачи заготовок и удаления готовых деталей.

Электроды 8 и 9 заключены в изоляционные втулки 25. Генератор 10 импульсов тока состоит из высоковольтного выпрямителя, накопительной емкости, у помянутого управляемого включателя 11 и высоковольтных блокировок (не показаны), Эпитрохоидная камера 14 имеет внутреннюю полость 26, образованьую перемещением прямолинейной образующей вдоль направляющей в виде эпитрохоиды, и снабжена боковыми крышками 27 и 28. Ротор 15 выполнен в виде правильной трехгранной призмы, установленной на эксцентриковом валу 29 с возможностью взаимодействия бо4 ковыми ребрами 30 с внутренней поверхностью 31 полости 26. Предусмотрен механизм синхронизации движения вращающегося ротора 15, включающий сцепленные между собой большую шестерню 32 и малую

5 шестерню 33 соответственно с внутренними и наружными зубьями, закрепленные соответственно на роторе 15 и боковой крышке 27. Передаточное отношение шестерен

32 и 33 равно 3/2. Ротор 15 образует О во внутренней полости 26 три полости переменного объема. Боковые ребра 30 ротора 15 снабжены уплотнениями (не показаны) . Для пополнения убыли рабочей жидкости 6 в .стенке электроразрядной камеры 7 предусмотрен коленчатый канал, сое15 диненный с источником рабочей жидкости (не показаны). Преобразователь 16 механической энергии в электрическую выполнен в виде электрогенератора 34. Связь ротора 15 с электрогенератором 34 осуществляется через эксцентриковый вал 29 посредством соединительной муфты 35. Узел 19 для подачи в электроразрядную полость 13 топлива и окислителя выполнен в виде плунжерного насоса 36, приводимого в действие электромагнитом, и трубопровода 37. Вход

25 плунжерного насоса 36 подключен к расходному баку с топливом через насос низкого давления, топливный фильтр (не показаны) и трубопровод 37, а выход — в полость 13 через осевой канал в электроде 8 (не показан) и управляемый клапан 20. При

30 использовании в качестве окислителя атмосферного воздуха предусмотрен трубопровод 38, связывающий осевой канал в электроде 9 с полостью 26 переменного объема через воздушный клапан 39. Впускные окна 17 присоединены посредством патруб35 ка 40 к воздушному фильтру 41 для очистки поступающего атмосферного воздуха от примесеч. Выпускные окна 18 присоединены посредством патрубка 42 к фильтру-глушителю 43, служащему для сни4О жения уровня шума и токсичности выпускных газов до допустимых нормативами пределов. Для обеспечения равномерности врашения ротора 44 электрогенератора 34 предусмотрен маховик 45, установленный на эксцентриковом валу 29.

Рабочими телами и агентами электрогидравлического молота являются: рабочая жидкость 6 в электроразрядной камере 7, например техническая вода, нагретая до ковочной температуры зага овка; электрический ток; импульсы тока; тспливо, жидкое или

50 газообразное, атмосферный воздух, :электрический разряд, электрогидравлические ударные волны; пар и газообразные продукты сгорания топлива; выпускные газы; гот ов а я дет аль.

Рабочая жидкость 6 заливается в электГ роразрядную камеру 7 через коленчатый кана,!1

Нагретая до ковочной температуры заготовка посредством подвижного стола 22!

6115

5 и выталкивателя 24 размещается на нижней части инструмента, верхняя часть которого закреплена на бабе.

Для пуска молота используется электрогенератор 34, работающий в двигательном режиме. Для этого электрогенератор 34 с помощью переключающего устройства отключается от входа генератора 10 импульсов тока и подключается к промышленной электросети. Происходит принудительная раскрутка эксцентрикового вала 29, а из расходного бака подается топливо, впрыскиваемое в полость переменного объема, занимающую нижнее положение, через дополнительную пусковую форсунку (не показана).

Воспламенение впрыснутого топлива происходит от горячего сжатого воздуха, находящегося в полости переменного объема.

В режиме холостого хода электрогенератор 34 отк, ючен от входа генератора 10 импульсов тока и в молоте осуществляется термодинамический цикл а — b — с — d — а

20 с внутрен ни м подводом теплоты. Вырабатываемая при этом электрогенератором 34 электроэнергия, если не предусмотрено отключение ротора 44 электрогенератора 34 от эксцентрикового вала 29 посредством соединительной муфты 35, рекупирируется в 25 промышленную электросеть.

При многоударном режиме работы электрогенератор 34 постоянно подключен к генератору 10 импульсов тока и в молоте непрерывно осуществляется комбинированный термоэлектрогидравлический цикл.

При одноударном режиме работы после нанесения удара бабой электрогенератор 34 отключается от входа генератора 10 импульсов тока., топливо подается в дополнительную пусковую форсунку и молот переходит в режим холостого хода. 35

В установившемся режиме электрогенератор 34 вырабатывает электроэнергию и через высоковольтный выпрямитель заряжает накопитечьную емкость генератора 10 импульсов тока. Ротор 15 вращается по часо- 40 вой стрелке. Полость переменного объема через впускное окно 17 заполняется порцией свежего атмосферного воздуха, а выпускные t азы удаляются через окно 18. При левом положении полости переменного объема атмосферный воздух сжимается, его тем- 45 пература и давление повышаются, а внутре.«п.яя энергия увеличивается. Баба удерживается возвратными цилиндрами 3 в верхнем положе!ии. При этом ввиду малой сжимаемости рабочеи жидкости 6 ее уровень в электроразрядной камере 7 сохраняется. 50

При нижнем положении полости переменного объема, которая оказывается сообщенной с электроразрядной камерой 7, подвижный элемент 12 замыкает y;:ðaвляемый з..-..-н. чатедь 11 и накопительная емкость генератора 10 импульсов тока быстро разряжается — мощный электромагнитный импульс подается на электроды 8 и 9, воз35 б никает растущий стример и образуется кавитационная полость. Срабатывает подвижный элемент 21 управляемого клапана 20 и плунжерный насос 36 под большим давлением впрыскивает распыленное топливо в кавитационную полость. Туда же через сработавший воздушный клапан 39 подается часть сжатого горячего воздуха. Происходит сгорание топлива, температура и давление еще больше возрастают, кавитационная полость увеличивается. Генерируется ударная волна, баба преодолевает давление в пневмоцилиндрах 3 и, перемещаясь вниз наносит высокоскоростной удар по заготовке. Образующиеся в кавитационной полости и полости переменного объема пар и газообразные продукты сгорания топлива при правом положении полости переменного объема трансформируются в механическую работу, обеспечивающую функционирование молота. Полость переменного объема ссюбшается с выпускными окнами 18 и выпускные газы выбрасываются в фильтр-глушитель 43.

При дальнейшем вращении ротора 15 полость переменного объема через впускные окна 17 заполняется порцией свежего атмосферного воздуха. Ротор 44 электрогенератора 34 продолжает вращаться, чему способствует накопленная маховиком 45 потенциальная энергия. Возвратные цилиндры 3 возвращают бабу с поршнем 5 в верхнее положение, рабочая жидкость 6 пополняется и ее уровень в электроразрядной камере 7 занимает прежнее положение. Далее процессы повторяются в описанной выше последовательности до полного формообразования готовой детали.

Динамика термоэлектрогидравлического эффекта следующая.

В результате электрического разряда в рабочей жидкости 6 возникает растущий стример (фиг. 3), образуется кавитационная полость, в которую подается распыленное топливо и сжатый воздух (фиг. 4), возникает ударная волна и баба устремляется вниз (фиг. 5), кавитационная полость увеличивается и достигается максимум давления пара и газообразных продуктов сгорания топлива в рассматриваемой полости переменного объема (фиг. 6), пар и газообразные продукты сгорания топлива расширяются (фиг. 7) и рассматриваемая полость переменного объема сообщается с выпускными окнами 18, а кавитационная полость схлопывается (фиг. 8) .

В электрогидравлическом молоте ос> ществляется комбинированный термоэлектрогидравл ический цикл (фиг. 9), состоя щи и из термодинамического цикла а — — c —./ — а с внутренним подводом теплоты и паросjlлового цикла е — / — g — /г — е, создающих условия для осуществления электрогидравлического цикла /г — l — иг — и — /г. В свою о«ередь, электрогидравли«еский цикл /г — !— — m — и — И создает предпосылки для осу16!1535

7 гдествления термодинамического цикла и— — b — с — d — а с внутренними подводом тепло.re и паросилового à е — f — g — h — е.

Экономический эффект от внедрения изобретения обеспечивается за счет повышения

КПД.

Формула изобретения

Электрогидравлический молот, содержаший смонтированные на станине рабочий гидроцилиндр с поршнем бабы и соеди- 10 пенную с поршневой полостью этого цилиндра электроразрядную гидравлическую камеру, контакты разрядника которой соединены с генератором импульсов тока, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения КПД

Я за счет утилизации избытка энергии, он снабжен эпитрохоидной компрессорной камерой с эксцентриковым валом и трехгранным призматическим ротором, установленным на этом валу, узлом подачи к разряднику электроразрядной гидравлической камеры топливной смеси и генератором электрической энергии, причем эпитрохоидная компрессорная камера установлена на станине ссюсно электроразрядной камере и соединена с ней, а генератор электрической энергии кинематически соединен с эксцентриковым валом трехгранного призматического ротора и электрически соединен с генератором импульсов тока.

1611535

2б 15 29 1!! фаг.

Фаг. б фиг. 7 фиг. 4

Фиг.5

Фиг.8

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР!! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4, 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !О!

Реда кто р E. П а пп

Заказ 3793

Составитель И. Базу нов

Техред А. Кравчук Корректор С. Шевкун

Тираж 488 Подписное