Гидравлическая машина

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к силовым гидравлическим машинам и может быть использовано в устройствах , где необходимо многократное знакопеременное перемещение элементов конструкции с большими усилиями, а также для насосов относительно высокого давления , работающих на использовании природного тепла. Целью изобретения является снижение стоимости эксплуатации машины. Гидравлическая машина, содержит кожух с каналами входа и выхода рабочей жидкости, гидроцилиндр с размещенным в нем поршнем со штоком, и механизм привода, включающий элемент, выполненный из материала с эффектом памяти формы. Механизм привода выполнен в виде емкости, выполненной из теплопроводного материала и разделенной теплоизоляционной перегородкой с образованием горячей и холодной полостей, размещенных на оси переключателей распределителей потоков жидкости, а также насоса и коромысла. Коромысло жестко закреплено на оси и кинематически связано со штоками гидроцилиндров. Гидроцилиндры имеют отверстия в поршневой полости, и снабжены тонкостенными баллонами, выполненными из материала с эффектом памяти формы, и размещены кон-- центрично в этих баллонах. Горячая и холодная полости сообщены с каналами входа и выхода кожухов посредством распределителей потоков жидкости. 6 ил.

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (505 F 01 В 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4835651/29 (22) 20.04.90 (46) 23,10.92. Бюл, N. 39 (72) В.У.Котельников (56) Авторское свидетельство СССР

N. 931914, кл. F 01 В 23/08, 1982. (54) ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к силовым гидравлическим машинам и может быть использовано в устройствах, где необходимо многократное знакопеременное перемещение элементов конструкции с большими усилиями. а также для насосов относительно высокого давления, работающих на использовании природного тепла, Целью изобретения является снижение стоимости эксплуатации машины.

Гидравлическая машина, содержит кожух с каналами входа и выхода рабочей жидкости, гидроцилиндр с размещенным в нем поршИзобретение относится к машиностроению, в частности к силовым гидравлическим машинам и может быть использовано в устройствах, где необходимо многократное знакропеременное перемещение элемен. тов конструкции с большими усилиями, а также для насосов относительно высокого давления, работающих на использовании природного тепла, Наиболее близким к изобретению является гидравлическая машина содержащая кожух с каналами входа и выхода рабочей жидкости гидроцилиндр с размещенным в нем поршнем со штоком, и механизм привода, включающий элемент, выполненный из материала с эффектом. памяти формы.

„„5U„„1770589 А1 нем со штоком, и механизм привода, включающий элемент, выполненный из материала с эффектом памяти формы. Механизм привода выполнен в виде емкости, выполненной из теплопроводного материала и разделенной теплоизоляционной перегородкой с образованием горячей и холодной полостей, размещенных на оси переключателей распределителей потоков жидкости, а также насоса и коромысла. Коромысло жестко закреплено на оси и кинематически связано со штоками гидроцилиндров.

Гидроцилиндры имеют отверстия в поршневой полости, и снабжены тонкостенными баллонами, выполненными из материала с эффектом памяти формы, и размещены кон. центрично в этих баллонах, Горячая и холодная полости сообщены с каналами входа и выхода кожухов посредством распределителей потоков жидкости, 6 ил.

Недостатком машины является высокая стоимость эксплуатации.

На фиг.1 изображена гидравлическая машина обьемного вытеснения, продольный разрез; на фиг.2, фиг.3 — силовой привод гидравлической машины, виды с разрезами сверху и сбоку соответственно; на фиг.4 — продольный разрез силовозбудителя привода; на фиг.5 — узел соединения балки с опорой, вид сбоку; на фиг.б — гидросистема машины.

Объемная гидравлическая машина включает силовой привод 1 гидравлической машины, помещаемый в скважину (или шахту) 2 и соединенный трубопроводами 3,4 с изолированными полостями 5,6 двуполост1770589 ной емкости 7, имеющей также заправочный и дыхательный клапаны 8. Полости 5 и

6 образованы разделением емкости 7 теплоизоляционной перегородкой 9; 8 качестве емкости могут использоваться два солнечных водонагревателя обеспечивающих нагрев воды до температуры 50 — 60 С, В исходном состоянии каждая из половин емкости заполнена только наполовину. 8 процессе работы осуществляется перекачка теплой воды из одной полости емкости в другую. Силовой привод l снабжен нагнетающим 10 и всасывающим 11 трубопроводом. орущенным в перекачиваемую жидкость 12. Трубопроводы 3,4 во избежание теплаабмена с окружающей средой покрыты теплоизоляционным материалом.

Силовой привод поршневой гидравлической машины содержит корпус 13, в котором находится насос 14, гидроаппаратура, закрытые сверху и снизу крышками 15. Насос 14 установлен на опорах 16, которые соединены с корпусом 13 силового привода

1.

Силовой привод гидромашины содержит два или более гидроципиндров 17, прикрепленных к корпусу 13. 8 цилиндре 17 размещен поршень 18, с торца цилиндр 17 открыт и имеет радиальные отверстия 19 в боковых стенках. Боковые отверстия 19 выполняются на расстоянии от торца поршня

18, превышающем длину поршня 18. Поршень 18, имеет уплотнитепьные кольца 20 и соединен шарнирна с помощью кольца 21 со штоком 22. Снаружи на цилиндр 18 одним концом установлен тонкостенный балон 23, выполненный из материала с эффектом памяти формы, например, никелида титана. Материал балана 23 одного иэ гидрацилиндров, предварительно деформирован деформациями всестороннего растяжения (внутренним давлением). Снаружи на балон 23 установлен кожух теплаабмена

24 са штуцером 25, Балан 23 и кожух 24 закреплены в верхней части упорным буртиком 26, хомутом 27 и болтами 28, В поршне

18 для заливки рабочей жидкости в полость цилиндра 17 выполнено отверстие, закрытое винтом 29. Поршень 18 через шток 22 соединен шарнирно с балкой коромыслом

30. Балка 30, в свою очередь. шарнирна соединена с опорой 31, которая крепится болтовыми соединениями к корпусу 17, Балка 30 является коромыслом, на концах которого шарнирно установлены штоки 22 аналогичных друг другу силовых гидрацилиндров 17. 8 балке 30 прикреплена втулка

32. в которой стоит подшипник 33, соединенный симметрично установленными по обе стороны балки 30 опорами 31, 8 подшипнике 33 установлен палец 34, концы которого размещены в подшипниках-35, установленных в опорах 31. С одной стороны балки палец 34 жестко соединен с кронштейном 36, прикрепленным к балке 30, а с другой — с приводом гидронасоса 14, закрепленным на корпусе 13. На корпусе 13 силового привода 1 устанавливаются два трехпозиционных распределителя 36,37 па10 тока жидкости, соединяющие одну из полостей емкости 7 и охлаждающую (часть откачиваемой) жидкости попеременно с попастями 38,39 кожухов одного и другого гидроцилиндра. Управление распределителями потока осуществляется через механические переключатель 40, установленный на корпусе 13 (на чертеже не показан), управляемые валом 34. В нагнетатетельных магиствии подпора. В гидросистеме установлена вспомогательйая гидроаппаратура: фильтры очистки 43,44, вентиль 45 для перепива жидкости иэ полостей емкостей 5 и 6, дроссепи 46, для выравнивая расхода при изменении давления, вентиль 47 дпя подачи теплой воды из емкости 7 в гидросистему, Гидравлическая машина работает спедующим образом

Горячая среда иэ одной камеры емкости

7 подается при помощи насоса 42 в про30 странства 38 между кожухом 24 и тонкостенным балоном 23 одного из силовозбудителей, (из емкости 7, полости б

35 через вентиль 47, фильтр 44, распределитель 36 и 37 клапан 41, насос 42, полость 5, емкость 7), Первый такт насоса 42 осуществляется вручную, путем поворота вала. Одновременна в аналогичное пространство 39 кожуха другого гидроцилиндра подается холодная перекачиваемая жидкость из сква40 жины 2 (через фильтр 43, насос 14 с приводом от вала), распределитель 36, клапан 40.и далее к потребителю). При этом в первом случае стенка балана 23 прогревается да температуры обратного мартенситного превращения, например. никелида-титана. материал стенки восстанавливает форму (сжимается), создает давление рабочей среды в цилиндре 17.

Давление приводит поршень 18 и шток 22 в движение, Шток 22 с поршнем 18 идут вверх, Шток 22 приводит в движение балку

30, которая поворачивается вместе с коль55 цам 34 относительно опоры 31, приводит во вращение вал насоса 14 и воздействует противоположным концом на шток 22 второго гидроцилиндра 17. Усилие, передаваемое штоком на конец коромысла, может достигать 3 10 Н и более. Поршень 18 второго стралях установлены обратные клапана 41, 20 препятствующие сливу жидкости при отсут1770589 гидроцилиндра под действием штока 22 перемещается вниз и создает рабочее давление в гидроцилиндре 17. Рабочая среда, сжимаемая в цилиндре 17, воздействует на тонкостенный балон 23 и раздает его до 5 заданных пластических деформаций, равных уровню пластических деформаций, имевших место в балоне 23 другого силовоэбудителя до нагрева. При этом температура стенки балона 23 соответствует интервалу 10 температур прямого мартенситного превращения. Стенка балона 23, раздаваясь, выталкивает холодную перекачиваемую жидкость через распределитель 37, дроссель 46, клапан 41 в трубопровод 10, по 15 которому она подается на поверхность скважины 2 вместе с перекачиваемой жидкостью к потребителю. В конце вращательного движения балки вал 34 приводит у действие переключатель, который переклю- 20 чает трехпозиционные распределители

36,37 на подачу теплой жидкости в полость

39 кожуха 24 второго гидроцилиндра, в котором была холодная жидкость (через вентиль 47, фильтр 44, распределитель 36, 25 полость 39. распределитель 37, клапан 41, насос 42, полость 5 емкость 7), и на подачу холодной жидкости в полость 38 кожуха первого гидроцилиндра, в котором была горячая вода (из скважины 2, фильтр 43, насос 30

14, дроссель 46, распределитель 37, полость кожуха 38, распределитель 36, в нагревательную линию насоса 14, клапан 40 вместе с основным потоком жидкости от насоса 14).

Далее цикл повторяется, Формула изобретения

Гидравлическая машина, содержащая кожух с каналами входа и выхода рабочей жидкости, гидроцилиндр с размещенным в нем поршнем со штоком, и механизм привода, включающий элемент, выполненный из материала с эффектом памяти формы, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения стоимости эксплуатации, механизм привода выполнен в виде емкости, выполненной иэ теплоправодного материала и разделенной теплоизоляционной перегородкой с образованием горячей и холодной полостей, размещенных на оси переключателей распределителей потоков жидкости, а также насоса и коромысла, жестко закрепленного на оси и кинематически связанного со штоками двух гидроцилиндров, имеющих отверстия в поршневой полости и снабженных тонкостенными баллонами, выполненными из материала с эффектом памяти формы, причем гидроцилиндры размещены концентрично в баллонах, а горячая и. холодная полости сообщены с каналами входа и выхода кожухов посредством распределителей потоков жидкости.

1770589

И 14 16 13 30 1

1770589

ИГ, 1770589

Составитель 8.Котельников

Техред М.Моргентал Корректор С.Пекарь

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3724 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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