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 расширительный цилиндр 14 с поршнем 15, шарнирно соединенным с шатуном 28 кривошипно-шатунного механизма, вал которого связан с ротором электрогенератора. Последний электрически соединен с генератором 10 импульсов тока. Его электроды 8 и 9 расположены в разрядной камере 7, а через осевые каналы в этих электродах осуществлен подвод топливной смеси через клапаны, управляемые поршнем 15. В нижнем положении последнего в камеру 7 впрыскивается топливная смесь и следует электрический разряд. В результате термоэлектрогидравлического процесса в рабочем цилиндре 4 происходит высокоскоростной удар бабы и возвратно-поступательное движение поршня 15 в цилиндре 14 с выработкой электрической энергии для новой зарядки генератора 10. 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 J 7/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4615582/25-27 (22) 06.12.88 (46) 07.12.90. Бюл. № 45 (75) B. П. Коротков (53) 621.074 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 142502, кл. В 21 J 5/04, 05.06.50. (54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЯ 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 расширительный цилиндр 14 " поршнем 15, шарнирно соединенным с шатуном 28 кри„„Я0„„1611537 д1 вошипно-шатунного механизма, вал которого связан с ротором электрогенератора. Последний электрически соединен с генератором 1О импульсов тока. Его электроды 8 и 9 расположены в разрядной камере 7, а через осевые каналы в этих электродах осуществлен подвод топливной смеси через клапаны. управляемые поршнем 15. В нижнем положении последнего в камеру 7 впpblскllвается топливная смесь и следует электрический разряд. В результате термоэлектрогидравлического процесса в рабочем цилиндре 4 происходит высокоскоростной удар бабы и возвратно-поступательное движение поршня 15 в цилиндре 14 вырабогкай электричсской энергии для новой зарядки генератора 10. 9 ил.

1611537

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

Цель изобретения — повышение КПД за счет утилизации неиспользованной 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 движением поршня и развитием процесса термоэлектрогидравлического разряда; на фиг. 9 — осуществляемый в предлагаемом молоте комбинированный термоэлектрогидравлический цикл., координаты: энтропия †температу. 1i

Электрогидравлический молот содержит смонтированные в станине 1 шабат 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 20 импульсов тока, имеющий управляемый включатель 11 с подвижным элементом 12.

На электроразрядной камере 7 расположен открытый в сторону электроразрядной полости 13 расширительный цилиндр 14 с поршнем 15, который связан с преобразователем 16 механической энергии в электрическую. В стенке v,HëHHäðà 14 предусмотрены впускные 17 и выпускные 18 окна, а также узел !9 для подачи в электроразряд чю по Ость 13 то лива и оки ли- 30 теля, имеющий управляемый клапан 20 с подвижным элементом 21. Электроды 8 и 9 электрически соединены с выходом генератора 10 импульсов тока. Подвижные элементы 12 и 21 соответственно управляемого включателя 11 и управляемого клапана 20 установлены с возможностью взаимодействия с поршнем 15 расширительного цилиндра 14. Преобразователь 16 механической энергии в электри ескую электрически соединен с входом генератора 10 импульсов тока. 4Д, 11!абот 2 имеет подвижный стол 22 и два выталкивателя 23 и 24 для механизации процессов подачи H удаления заготовок. Электроды 8 и 9 снабжены изоля- 45 ционными втулками 25. Гe!;eратор 0 имггульсов тока включает в себя высоковольтный выпрямитель, накопительную емкость и высоковольтные блокир,вкн (не показаны)

Поршень 15 имеет уплотнительные l îëüöà 26.

Для пополнения убыли рабочей жидкос- 50 ти 6 в стенках электроразрядной камеры 7 предусмотрен коленчатый канал, соединенный с источником рабочей жидкости 6 (не показаны) . Преобразователь 16 механической энергии B aJleêòðHHeñêólo выполнен в виде электрог=нератора 27. Связь поршня 15 с электрогенератором 27 ос „ществляется посредствоv шатуна 28 и кс1ленчатого зала 29, преобразующих воasp; тно-поступательное движение во вращательное. Для нагнетания воздуха в впускные окна 7 используется также возвратнопоступательное движение поршня 15, для чего к верхнему торцу расширительного цилиндра 14 герметично присоединен картер

30 с клапанами 31. При этом впускные окна 17 расширительного цилиндра 14 связаны с внутренней полостью 32 картера 30 посредством канала 33, выполненного в стенке расширительного цилиндра !4. Узел 19 для подачи в электроразрядную полость 13 топлива и окислителя выполнен в виде плунжерного насоса 34 и трубопровода 35.

Вход плунжерного насоса 34 подключен к расходному баку с топливом через насос низкого авления и топливный фильтр (не показаны), а выход — к электроразрядной полости 13 через осевой канал в электроде 8 (не показан) и управляемый клапан 20. При использовании в качестве окислителя атмосферного воздуха предусмотрен трубопровод 36, связывающий электроразрядную полость 13 с подпоршневой полостью 37 расширительного цилиндра 14 через осевой канал в электроде 9 (не показан) и воздушный клапан 38. Выпускные окна 18 расширительного цилиндра 14 присоединены посредством патрубка 39 к фильтру-глушителю 40, служащему для снижения уровня шума и токсичности выпускных газов о допуcTHMblx нормативами пределов. Для обеспечения равномерности врашенss ротора 41 электрогенератора 27 предусмотрен маховик 42, установленный на коленчатом валу 29.

Рабочими телами и агентами электрогидравлического молота являются: рабочая жидкость 6 электроразрядной камеры 7, например техническая вода; нагретая до ковочной температуры заготовка; электрический ток; импульсы тока; топливо, например дизельное; атмосферный воздух: электрический Оазряд; электрогидравлическис ударные волны; пар и газообразные продукты сгоpaния; выпускные газы; готовая leTaal.

Рабочая жидкость 6 заливается а электроразрядную камеру 7 «ерез коленчатый канал (не показан).

11агретая до ковочной температуры заготовка посредс-.вом подвижного cTo.".а 22 и выгалкивателя 24 размещается в нижней части HscTpó. ëeHTa (не показан) на шабот<. 2, верхняя часть инструмен "a (не показана) закреплена На бабе.

Для пуска молота исг;ользуется электрогенератор 27., работающи и в двигательномч оежи Ае Для 3Тс ГО злектрогe!epaTGp

27 отключается от -енера-Ора 10 импульсов тока и подключается к электросети

Происходит принудите.-ьная раскрутка колен.атого вала 29 и из .асходного бака подается тог ливо, впрь.скиваемое в подпоршневую полость 37 через дополнительную форгунку (не лок2 a!lз) . ВО пламенение -;,аспы1611537 ленного топлива происходит от горячего сжатого воздуха.

В режиме холостого хода электрогенератор 27 отключен от генератора 1О импульсов тока и в молоте осуществляется дизельный цикл а — b — с — d — a. Вырабатываемая электроэнергия, если не предусмотрено отключение ротора 41 электрогенератора 27 с помощью выключаемой муфты от колен« чатого вала 29, рекупирируется в электросеть.

При многоударном режиме работы электрогенератор 27 постоянно подключен к генератору 10 импульсов тока. При одноударном режиме работы при движении поршня 15 вверх электрогенератор 27 отключается от генератора 10 импульсов тока, а плунжерный насос 34 подает топливо в дополнительную форсунку. Молот переходит в режим холостого хода.

В установившемся режиме электрогенератор 27 вырабатывает электроэнергию и через высоковольтный выпрямитель заряжает накопительную емкость генератора 0 импульсов тока. Поршень 15 движется вверх, запасая потенциальную энергию. Подпоршневая полость 37 через впускное окно 17 заполняется зарядом свежего атмосферного воздуха, а выпускные газы удаляются через выпускное окно 18. При движении поршня 15 вниз запасенная потенциальная энергия трансформируется в кинетическую энергию. Впускные 17 и выпускные 18 окна перекрываются поршнем 15 и тем самым подпоршневая полость 37 расширительного цилиндра 14 герметизируется. В подпоршневой полости 37 расширительного цилиндра 14 атмосферный воздух сжимается поршнем 15, его температура и давление повышаются, а внутренняя энергия увеличивается. Баба удерживается возвратными цилиндрами 3 в верхнем положении. При этом ввиду малой сжимаемости рабочей жидкости 6 ее уровень в электроразрядной камере 7 сохраняется.

Вблизи нижней мертвой точки подвижный элемент 12 управляемого включателя 11 взаимодействует с поршнем 15, включатель 11 срабатывает и накопительная емкость генератора 1О импульсов тока быстро разряжается — мощный электромагнитный импульс подается на электроды 8 и 9, между которыми возникает растущий стример и образуется кавитационная полость. В это время подвижный элемент 21 управляемого клапана 20 взаимодействует с поршнем 15 и плунжернь .й насос 34 под большим давлением впрыскивает распыленное топливо в кавитационну:-о полость. Туда же через сработавший воздушный клапан 38 поступает часть сжатого горячего воздуха. Происходит сго1;ание топлива, температура и давление значительно возрастают, кавитационh2iH полость увеличивается. Генерируется ударная волна, баба освобождается от возвратных цилиндров 3 и наносит вь«соколового цикла е ††@ †. Экономический эффект от внедрения изобретения обес««е «««4 вается за счет повышения КПД.

Формула изобретения

5 .C

«=

3«.«

35 скоростной удар по заготовке. Образующиеся в кавитационный полости и в подпоршневой полости 37 пар и продукты сгорания расширяются, их внутренняя энергия трансформируется в механическую работу, поршень 15 устремляется вверх, накапливая потенциальную энергию, и одновременно через шатун 28 и коленчатый вал 29 вращает ротор 41 электрогенератора 27.

Поршень 15 открывает выпускные окна 18 и выпускные газы выбрасываются в фильтрглушитель 40. При дальнейшем движении поршня 15 вверх подпоршневая полость 3; расширительного цилиндра 14 заполняе1ся зарядом свежего атмосферного воздр, .

Ротор 41 электрогенератора 27 продолжа, вращаться, чему способствует накопленная маховиком 42 потенциальная энергия. Возвратные цилиндры 3 возвращают бабу в верхнее положение. Далее процессы повторяются в вышеописанной 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 (фиг. 4), в которую подается распыленное топливо и сжатый воздух, возникает ударная волна (фиг. 5) и баба устремляется вниз, кавитационная полость увеличивается (фиг. 6), достигает поверхности рабочей жидкости 6 (фиг. 7) и ссюбщается с подпоршневой полостью 37, образующиеся пар и газообразные продукты сгорания расширяются в подпоршневой полости 37 (фиг. 8), а кавитационная полость схлопывается и поршень !6 устремляется вверх.

В электрогидравлическом молоте осуществляется комбинированный термоэлектрогидравлический цикл (фиг. 9), состоящий из дизельного цикла а — b — с — d — а «паросилового цикла e — / — у — h — е и создающий условия для осуществления электрогидрав лического цикла k — l — т — n — k. В свою очередь электрогидравлический цикл /г — l — т— — и — k создает предпосылки для осуществления дизельного цикла а — Ь вЂ” с — d — а и паросиЭлектрогидравлический молот, содержащий смонтированные на станине рабочий гидроцилиндр с поршнем бабы и соединенную с поршневой полостью этого цилиндра электроразрядную гидравлическую камеру, контакты разрядника которой сое",инены с генератором импульсов тока, отлп«ающн«1ся тем, что, с це,п.«о иовы;««ения КПЛ, засчет утилизации избыть.". э«ергии, он снабжен смонтированным."««ы ": анине расширительным цилиндром, «:< .р;««нех«, кривошип1611537 но-шатунным механизмом с приводным валом, узлом подачи к разряднику электроразрядной гидравлической камеры топливной смеси и генератором электрической энергиии, и ричем расширител ьный цилиндр установлен соосно электроразрядной камере и его поршень шарнирно сочленен с шатуном кривошипно-шатунного механизма, а генератор электрической энергии кинематически соединен с приводным валом последнего и электрически соединен с генератором импульсов электрического тока.

161!537 р ч1

ФиГ 4

Фиг г.7

Фаг,8

Составитель И. Вазонов

Редактор Е. Г1апп Техред A. Кравчук Корректор (. 111свкуп

Заказ 3793 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС(:Р

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугпская наб.. д. 4,5

Гlроизводственно-издательский комбинат «Патент >, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

14

57

7 б

4 15