Двигатель внешнего сгорания и система управления двигателем внешнего сгорания

 

Использование: двигателестроение , транспорт, двигатели внешнего сгорания с замкнутым циклом, управление двигателя. Сущность изобретения: двигатель содержит первый и второй рабочие цилиндры с размещенными в них первым и вторым рабочими поршнями, первый и второй вытеснительные поршни, первую и вторую магистрали перепуска рабочего тела из полости расширения в полость сжатия с установленными в них нагревателем, рекуперативным теплообменником и холодильником и систему управления . Вытеснительные поршни снабжены механическим приводом, первый вытеснительный поршень размещают в полости расширения, второй вытеснительный поршень - в полости сжатия, вытеснительные поршни соединены между собой што ком и системой управления, а рабочие поршни связаны между собой и с потребителем мощности при помощи механической передачи, выполненной в виде коленчатого вала, который связан с каждым поршнем через кривошип, и соединенного с коленчатым валом через первую и вторую обгонные муфты, первую и вторую зубчатые передачи и ведомую шестерню выходного вала.2 с.п.ф-лы, 2 ил. со С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)5 F 02 G 1/04, 1/045

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4711773/06 (22) 04.05.89 (46) 30.07.93. Бюл, М 28 (76) Ю.А.Мыленков (56) Stirling spare power demonstrator engine

test/ analytical comparison P.Æ. "Авиационные и ракетные двигатели", 1988, М 1 реферат. 1.34. 144, Г.Уокер..Двигатели Стирлинга, М„Машиностроение, 1985, с,191, (54)ДВИГАТЕЛЬ BHE!llHEI СГОРАНИЯ И

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ

ВНЕШНЕГО СГОРАНИЯ (57) Использование: двигателестроение, транспорт, двигатели внешнего сгорания с замкнутым циклом, управление двигателя.

Сущность изобретения: двигатель содержит первый и второй рабочие цилиндры с размещенными в них первым и вторым рабочими поршнями, первый и второй вытеснительИзобретение относится к двигателестроению и может. быть использовано на транспорте, а также в других отраслях народного хозяйства, где требуется преобразователь тепловой энергии в механическую.

Цель изобретения — повышение эффективных показателей двигателя.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемый в качестве изобретения двигатель внешнего сгорания состоит из двух узлов, связанных термодинамически рабочим телом; механического термогенератора и поршневого преобразователя тепловой

„„Я „„1831580 А3 ные поршни, первую и вторую магистрали перепуска рабочего тела из полости расширения в полость сжатия с установленными в . них нагревателем, рекуперативным теплообменником и холодильником и систему управления, Вытеснительные поршни снабжены механическим приводом, первый вытеснительный поршень размещают в полости расширения, второй вытеснительный поршень — в полости сжатия, вытеснительные поршни соединены между собой штоком и системой управления, а, рабочие поршни связаны между собой и с потребителем мощности при помощи механической передачи, выполненной в виде коленчатого вала, который связан с каждым поршнем через кривошип, и соединенного с коленчатым валом через первую и вторую обгонные муфты, первую и вторую зубчатые передачи и ведомую шестерню выходного вала.2 с.п,ф-лы, 2 ил. энергии s механическую энергию выходного вала. Рабочее тело двигателя находится в двух изолированных друг от друга и от атмосферы рабочих полостях. Механический термогенератор получает тепло от внешнего источника и передает его рабочему телу в полости нагревателя. Излишнее тепло отбирается от рабочего тела в полости холодильника и передается в систему охлаждения, Между нагревателем и холодильником установлен рекуперативный теплообменник. в котором происходит взаимный теплообмен между рабочими телами, заключенными в

1831580

3 4 двух рабочих полостях при их перемещении ний вытеснительных поршней; термогенеиз полости нагревателя в полость холодиль- ратор двигателя имеет два вытеснительных ника. Перемещение рабочих тел из полости поршня, один из которых размещен в полонагревателя в полость холодильника через сти расширения, другой в полости сжатия; рекуперативный теплообменник произво- 5 имеет две равнозначные рабочие полости, дится вытеснением, Вытеснитель состоит каждая из которых включает нагреватель, иэ двух вытеснительных поршней жестко холодильник. теплообменник, полость рассвяэанных между собой, причем один вы- ширения, полость сжатия, рабочий портеснительный поршень находится в полости шень; перетекание рабочих тел иэ полости расширения и разделяет ее на две полости, 10 расширения в полость сжатия происходит в второй — a полости сжатия и разделяет ее на рабочих полостях во встречном направледве полости. Вытеснитель приводится в ко- нии. Это позволяет использовать рекупералебательное возвратно-поступательное тивный теплообменник, двухфазное движение внешним приводом системы уп- двухкомпонентное рабочее тело; преобраравления. В поршневом преобразователе 15 зователь двигателя состоит из рабочих портепловой энергии в механическую происхо- шней, кривошипно-шатунных механизмов, дит преобразование тепловой энергии ра- двух обгонных муфт, зубчатых передач; we-. бочих тел обеих рабочих полостей s етсистемууправления,включающуювсебя поступательное движение двух рабочих внешний привод вытеснительных поршней, поршней далеечереэ шатуны вовращатель- 20 измеритель частоты колебаний вытесниное движение коленчатого вала. На колен- тельных поршней, измеритель частоты врачатом вале закреплены ведущие ступицы щения выходного вала двигателя и двух обгонных муфт. Ведомые обоймы об- исполнительный механизм, Система управгонных муфт жестко. связаны с ведущими ления двигателем работает на принципе авшестернями зубчатой передачи. Обгонные 25 томатического выравнивания частоты муфты и зубчатая передача передают избы- вращения выходного вала двигателя с эаточную мощность коленчатого вала двигате- данной оператором частотой колебания выля на его выходной вал и обеспечивают теснительных поршней путем изменения заданное направление и определенную ча- подачи топлива исполнительным механизстоту вращения выходного вала двигателя 30 мом, независимо от направления и частоты вра- На фиг.1 изображена функциональная щения его коленчатого вала. схема предлагаемого двигателя; на фиг.2—

Изменениечастотывращениявыходно- блок-схема системы управления двигатего вала двигателя производится путем изме- лем. нения частоты колебаний вытеснителя, 35 Двигательвнешнегосгораниясодержит имеющего внешний привод от системы уп- 1 — рекуперативный теплообменник, 2 — наравления двигателем. Изменение мощно- греватели, 3 — вытеснитель, 4 — полость рассти двигателя производится автоматически . ширения, 5 — трубопроводы, 6 — рабочие системой управления двигателем, которая цилиндры, 7 — рабочие поршни, 8 — коленчаизменяет количество подаваемого в двига- 40 тый вал, 9 — ведущие шестерни, 10 — корпус тель тепла в зависимости от разницы между двигателя, 11 — ведомую шестерню, 12— установленной частотой колебаний вытес- обгонные муфты, 13 — полость сжатия, 14— нителя и частотой вращения выходного ва- холодильники, ла. причем чем больше эта разница тем Двигатель работает следующим обрабольшее количество тепла подается в двига- 45 зом. тель. Исходное положение; вытеснитель 3 наПредлагаемый в качестве изобретения ходится в крайнем положении. В связи с двигатель внешнего сгорания имеет следу- этим рабочее тело первой рабочей полости, ющие основные отличия от прототипа: пред- включающей в себя: верхнюю часть полости назначен в качестве универсального 50 расширения 4, левую полость рекуперативустройства для преобразования тепловой ного теплообменника 1. нижнюю часть поэнергии в механическую энергию в виде ласти сжатия 13, левый рабочий цилиндр 6, вращающегося выходного вала; конструк- находится в полости расширения, имеет вытивно выполнен в виде двух узлов; термоге- сокую температуру и давление, поэтому ленератора и преобразователя, которые в 55 вый рабочий поршень находится в крайнем принципе могут быть расположены на ка- нижнем положении, Рабочее тело второй ком угодно расстоянии друг от друга; имеет рабочей полости, включающей в себя: нижвнешний привод вытеснительных поршней нюю часть полости расширения 4, правую от системы управления двигателем, кото- полость рекуперативного теплообменника рый может задавать любые частоты колеба- 1, верхнюю часть полости сжатия 13, правый

1830480

32, Это осуществляется заклиненным клином 44 стаканом 46, а именно его подвиж- 10 гайкой 55, рамкой 56 и пружиной 57, при. 15 этом рамка 56 перемещается на консолях

25

35

45

50 двуплечего рычага 39 начинает опускаться, Это движение передается на планку 52, ее перемещение приводит к сжатию пружин 16 и 17 на вертикальных направляющих 14 и

15. Это приводит к перемещению вниз второго стакана 47, также закрепленного на планке 52. При перемещении стаканов 46 и

47 вниз происходит отклонение водил 31 и ной стенкой 48 отводится водило 31 в сторону и водило 30 поворачивается в ту же сторону, так как оба водила 30 и 31 соединены стяжным винтом 53 с гайкой 54 и контрвторых Г-образных кронштейнов 18 и 19, Поворот водил 30 и 31 приводит к повороту в ту же сторону и опорных колес 24 и

25, установленных в вилках 26 и 27, оси 28 и 29 которых проходят через Г-образные кронштейны 11 и 12 и жестко соединены с упомянутыми водилами 30,31. B результате поворота водил 30,31 тележка 2 отклоняется

s сторону отведенных водил 30,31 и ролик

42 датчика слежения за швом 59 в процессе движения тележки 2 акустического блока сойдет с валика усиления сварного шва 59, клин 44 с помощью пружины 41 и ее двуплечего рычага 39 выходит из стакана 46 и с помощью пружин 16 и 17 планка 52 поднимает оба стакана 46 и 47, а водила 30 и 31 устанавливаются параллельно продольной оси сварного шва 59. При этом в процессе опускания стакана 47 ее подвижная стенка

49 на шарнире 51 перемещается водилом 30 внутрь стакана 47, так как клин 45 находится в этом случае в исходном положении и не взаимодействует со своей стенкой 49 стакана 47, Таким же образом начинает действовать механизм управления при наезде ролика 43 на валик усиления сварного шва 59. В этом случае клин 45 будет опущен в стакан

47 двуплечим рычагом 40 и стакан 47 опустится с клином 45 так, что подвижная стенка

49, зафиксированная клином 45, отодвинет водило 30, которое развернет опорное колесо

25, а колесо 24 развернется в ту же сторону с помощью пружины 57, рамки 56 со стяжным винтом 53 водилам 30. В этом случае откидная стенка 48 будет свободно поворачиваться в шарнире 50, опираясь на водило 30, так как клин 44 будет находиться в исходном положении, а стакан 47 будет опущен планкой 52 совместно со стаканом 46. Как только ролик 43 сойдет при движении акустического блока вдоль контролируемого шва 59 с валика усиления на поверхность изделия 58, клин 45 выйдет из своего стакана 47 и установится в исходное положение. В этом случае откидные стенки 48,49. контактирующие каждая со своим водилам 30,31, установят последние параллельно продольной оси

5 шва 59, так как прилегают к водилам 30 31 с одинаковым усилием, Пружинами 16,17 планка 52 устанавливается в исходное положение (верхнее).

Если валик усиления шва 59 изделия 56 имеет в плане переменную ширину, примерно симметричную относительно и родольной оси шва 59 (бочкообразный или 8-образный), в этом случае оба ролика 42,43 датчика слежения за швом практически одновременно наезжают на валик усиления шва 59 — оба клина 44 и 45 двуплечими рычагами 39 и 40 опускаются в свои стаканы 46 и 47, фиксируют подвижные стенки 48 и 49, при этом каждый клин 44 и 45 начинает совместно с планкой 52 опускаться вниз, преодолевая пружины 16,17 на вертикальных направляющих 14 и 15, одновременно начинают опускаться оба стакана 46,47, а водила

30 и 31 начинают отклоняться откидными стенками 48,49 в разные стороны, При этом пружина 57 начинает растягиваться, Опорные колеса 24 и 25 водилами 30,31 разворачиваются в противоположные стороны, а тележка 2 иа опорных колесах 24,25,22 и 23 на полуосях 20 и 21 продолжает перемещаться сканирующим механизмом 1 вдоль продольной оси контролируемого шва 59. В этих случаях поиск дефектов не прекращается.

В процессе отклонения акустического блока от продольной оси шва 59 ось 33, закрепленная на тележке 2, перемещается относительно поперечной направляющей

32, В этом случае наружная обойма 35 подшипника 34 катится по внутренней поверхности 36 направляющей 32, а шаровая опора 37 постоянно находится в контакте с внутренней поверхностью 36 направляющей 32 сканирующего механизма 1, Каждый пьезоэлемент 60 преобразователей 3 и 4 предназначен для фиксации с помощью дефектоскопической аппаратуры дефектов сварного шва 59.

Такое выполнение устройства позволяет проводить высококачественный контроль сварных швов изделий с искривленной продольной осью сварного шва, а также с искривленной линией сопряжения "поверхность изделия — поверхность валика усиления

5 сварного шва" 59.

Формула изобретения

1.Устройство для автоматизированного ультразвукового контроля сварного швэ, содержащее сканирующий механизм, соединенный с ним акустический блок в виде

1830480 тележки с двумя парами колес с закрепленными на ней ультразвуковыми преобразователями, механический узел управления колесной тележкой с датчиком слежения эа (1 сварным швом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества и расширения технологических возможностей контроля,.оно снабжено направляющей, жестко соединенной со сканирующим механизмом, полуосью, жестко закрепленной на тележке по нормали к плоскости осей ее колес. и надетого на полуось подшипником, кинематически. взаимодействующим с направляющей сканирующего механизма, механический узел уп равления колесной тележкой выполнен в виде двух жестко присоединенных к колесной тележке Г-образных кронштейнов, двух шарнирно присоединенных к ним полуосей, двух жестко присоединенных к полуосям водил и рамки с пружиной, соединяющей оба водила, датчик слежения за сварным швом выполнен в виде двух двуплечих рычагов, шарнирно соединенных с колесной тележкой и г одпружиненных относительно нее, . соединенных с одним плечом каждого двуплечего рычага роликов, шарнирно соединенных с вторыми плечами каждого

5 двуплечего рычага клиньев, двух вертикальных направляющих, жестко соединенных с колесной тележкой, установленной на вертикальных направляющих с возможностью перемещения планки, подпружиненной от10 носительно колесной тележки, жестко соединенных с планкой двух стаканов с откидными стенками, шарнирно соединенных со стаканами с возможностью кинематического взаимодействия с клиньями и с

15 водилами, одна колесная пара колесной тележки выполнена поворотной, каждое колесо ее соединено с соответствующими водилом с помощью полуоси.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с.я

20 тем, что рама колесной тележки выполнена из двух симметричных боковин, соединенных между собой с возможностью параллельного перемещения и фиксации.

1831580

Составитель Ю.Мыленков

Техред M.Mîðãeíòàë Корректор О. Густи

Редактор Л. Павлова

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

Заказ 2545 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Двигатель внешнего сгорания и система управления двигателем внешнего сгорания Двигатель внешнего сгорания и система управления двигателем внешнего сгорания Двигатель внешнего сгорания и система управления двигателем внешнего сгорания Двигатель внешнего сгорания и система управления двигателем внешнего сгорания Двигатель внешнего сгорания и система управления двигателем внешнего сгорания 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению , в частности к двигателям внешнего Сгорания, работающим на расширении и сжатии рабочего тела, например, двигателям , работающим по циклу Стирлинга

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно, к двигателям, работающим по циклу Стирлинга

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к двигателестроению, и может быть использовано при создании двигателей с внешним подводом теплоты

Изобретение относится к теплоэнергетике и газовым регенеративным машинам, работающим по циклу Стирлинга

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для использования в энергетике и на транспорте

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано в энергетике и на транспорте

Изобретение относится к объемной роторной машине, предназначенной для работы по циклу Стирлинга, и может быть использовано при изготовлении холодильников, тепловых насосов и двигателей
Наверх