Рекуператор кинематической энергии грузовой тележки

 

Использование: изобретение относится к силовым установкам транспортных средств и может быть использовано на грузовых тележках. Сущность изобретения: рекуператор кинематической энергии грузовой тележки содержит пневмогидроаккумулятор и электродвигатель, кинематически связанный с пневмогидроаккумулятором, генератор и гидроэнергопреобразователь, связанный с пневмогидроаккумулятором. Пневмогидроаккумулятор выполнен из двух отдельных взаимосвязанных частей в виде сильфона-аккумулятора, заполненного сжатым газом, и гидроцилиндра, кинематически связанного с гидроэнергопреобразователем. Аккумулирование энергии осуществляется путем передачи потенциальной энергии груза при его перемещении. Предварительно сжатый до давления Ph газ в сильфоне-аккумуляторе сжимается до давления Pr, которое передается через гидроцилиндр жидкому телу. Жидкое тело перемещается к турбине генератора, размещенной в рабочем баке с полированными стенками. Раскручивание жидкого тела осуществляют через крыльчатку генератора включением электродвигателя. После раскручивания жидкого тела и накопления кинетической энергии электродвигатель отключается и грузовая тележка может передвигаться с грузом. В данном устройстве повышается энергоемкость за счет того, что гидроэнергопреобразователь получает энергию как от сильфона-аккумулятора, так и от электродвигателя. 8 ил.

Изобретение относится к силовым установкам транспортных средств, оно может быть применено там, где используются грузовые тележки (на железнодорожных вокзалах, на материальных складах).

Известна силовая установка транспортных средств, где рекуперирование кинетической энергии транспортных средств происходит при торможении на спусках. Такая энергия аккумулируется в пневмогидроаккумуляторах и расходуется на подъемах. Устройство содержит пневмогидроаккумулятор, гидролинии и гидромашину или электродвигатель. Пневмогидроаккумулятор имеет диафрагму, отделяющую газовую среду от жидкости. Данное устройство по технической сущности и количеству общих совпадающих признаков является прототипом.

Однако известное устройство не лишено существенных недостатков, главным из которых является исполнение разделителя жидкости от газовой среды с применением гибкой диафрагмы, прогиб которой невелик и конструктивно ограничен.

Рекуператор снабжен генератором и гидроэнергопреобразователем, связанным с пневмогидроаккумулятором линией гидропередач, при этом пневмогидроаккумулятор выполняется из двух отдельных взаимосвязанных частей в виде сильфон-аккумулятора, заполненного сжатым газом, и гидроцилиндра, кинематически связанного с гидроэнергопреобразователем, в свою очередь связанным с электродвигателем, сильфон-аккумулятор выполнен с храповым механизмом, установленным с возможностью фиксирования положения сильфона-аккумулятора, а гидроэнергопреобразователь выполнен в виде размещенной в рабочем баке с полированными стенками турбины генератора, кинетически связанной с генератором.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства в боковой проекции; на фиг. 2 - развернутая технологическая схема устройства; на фиг. 3 - сечение пневмогидроаккумуляторов по плоскости А-А; на фиг. 4 - узел храпового механизма узел I на фиг. 3; на фиг. 5 - кинематическая схема зарядки переносного герметического сильфона-аккумулятора; на фиг. 6 - сечение гидроэнергопреобразователя по плоскости Б-Б; на фиг. 7 - разрез гидроэнергопреобразователя по В-В; на фиг. 8 - общий вид рамы пневмогидропреобразователя, сечение Г-Г.

На фиг. 1 изображен общий вид грузовой тележки 1 с грузом 2, имеющей энергоноситель 3 на платформе 4, передвигающейся с помощью мотор-колес 5.

На фиг. 2 изображен пневмогидроаккумулятор 6, соединенный с одной стороны с гидроэнергопреобразователем 7 через трубку 8 высокого давления, имеющую распределитель-выравниватель 9, а с другой стороны через трубку 10 низкого давления - с промежуточным бачком 11. На фиг. 2 также виден электродвигатель 12, заполнительный бачок 13, генератор 14, электродвигатель 15, рабочее окно 16, монтажная стойка 17, ручной вентиль 18.

На фиг. 3 изображены переносной герметичный сильфон-аккумулятор 19, содержащий газ 20, основание упора 21, толкатель-удлинитель 22, между которыми расположена установочная полость 23, со смонтированной в ней рейкой 24, принадлежащей храповому механизму 25. На фиг. 3 виден также цилиндр давления 26 в паре с компрессионным поршнем 27, над которым находится жидкое тело 28, поступающее либо самотеком, либо заканчиваемое насосом-альвеером 29.

На фиг. 4 изображен упорный верхний болт 30, упорный нижний болт 31 и собачка 32.

На фиг. 5 изображен груз-утяжилитель 33, крюк 34 грузоподъемного крана 34, а также показаны первоначальный 35 и вторичный 36 уровни.

На фиг. 6 изображен рабочий бак 37 с крышкой 38 и основанием 39, видны также верхний 40 и нижний 41 полые валы, верхняя 42 и нижняя 43 конические передачи, подшипник 44 с герметиком, крыльчатка 45, турбина генератора 46, заборник с золотником 47, спускной кран 48, клапано-сопловые истекатели 49.

На фиг. 7 показаны полированные стенки 50.

На фиг. 8 видны монтажное окно 51, задвижка 52, внешние 53 и внутренние 54 скобы, смонтированные на раме пневмогидроаккумулятора 55.

Принцип работы устройства заключается в том, что аккумулирование энергии осуществляется путем передачи потенциальной энергии груза-утяжеилителя 33 при перемещении его крюком 34 грузового крана до вторичного уровня 36. При этом переносной герметичный сильфон-аккумулятор 19, содержащий предварительно сжатый до давления Р_н газ 20, сжимается до давления Р_р (см. фиг. 5). Затем переносной герметичный сильфон-аккумулятор 19 устанавливается через рабочее окно 16 на раму пневмогидроаккумулятора 55, закрепляется и его толкатели-удлинители 22 подводятся под компрессионный поршень 27. После этого болт 31 вывинчивается, тем самым освобождая собачку 32 храпового механизма 25 от фиксированного положения. В результате этого давление сжатого газа 20 (Р_р) передается через цилиндр давления 26 жидкому телу 28. Жидкое тело 28 оказывается зажатым в цилиндре давления 26 с одной стороны электровентилем 12, а с другой стороны компрессионным поршнем 27. Открывая электровентиль 12, жидкое тело 28 через трубку высокого давления 8 устремляется в распределитель-выравниватель 9, а далее в гидроэнергопреобразователь 7.

К тому времени гидропреобразователь 7 должен быть заполнен жидким телом 28 от заполнительного бачка 13 до полного погружения турбины генератора 46. Раскручивание жидкого тела 28 первоначально производится через крыльчатку 45 включением электродвигателя 15. Благодаря полированным стенкам 50 гидроэнергопреобразователя 7 трение жидкого тела 28 при вращении минимально. После раскручивания жидкого тела 28 и накопления кинетической энергии электродвигатель 15 отключается и грузовая тележка 1 в состоянии передвигаться с грузом 2.

Во время движения грузовой тележки 1 энергия вращения жидкого тела 28 поддерживается на любом режиме за счет величины открытия электровентиля 12, через который жидкое тело 28 поступает от пневмогидроаккумулятора 6 в рабочий бак 37, при этом проходя через клапанно-сопловые истекатели 49. Таким образом, поступление жидкого тела 28 регулируется электровентилем 12.

Вращение жидкого тела 28 приводит во вращение турбину генератора 46, которая вращает генератор 14, тем самым осуществляя принцип рекуперации. Генератор 14 вырабатывает электроток для привода мотор-колес 5. После выталкивания жидкого тела 28 из цилиндра давления 26 производится закрытие электровентиля 12, который закрывается тогда, когда храповой механизм 25 пройдет высоту рейки 24, что соизмеряется с остаточным количеством жидкого тела 28 в цилиндре давления 26 под компрессионным поршнем 27.

Для демонтажа переносного герметичного сильфона-аккумулятора 19 (для подзарядки) необходимо собачку 32 храпового механизма 25 закрепить как болтом 30, так и болтом 31, затем открыть электровентиль 12 и снять остаточное давление жидкого тела 28 под компрессионным поршнем 27, получив возможность устранить напряжение упора с толкателем-удлинителем 22. Далее появляется возможность без большого труда освободить переносной герметичный сильфон-аккумулятор 19 от рамы пневмогидроаккумулятора 55, которая соединяется с платформой 4 (фиг. 8). Далее переносной герметичный сильфон-аккумулятор 19 отправляется на дозарядку с использованием потенциальной энергии поднятого груза-утяжелителя 33, подвешенного на крюк 34 грузоподъемного крана. Затем процесс повторяется.

Техническая задача данного решения заключается в упрощении рекуперации, в значительном повышении энергоемкости за счет создания отдельных взаимосвязанных частей в виде сильфона-аккумулятора, заполненного сжатым газом, и гидроцилиндра, заполненного жидкостью и связанного с помощью гидролиний с гидроэнергопреобразователем, который получает энергию как от сильфона-аккумулятора так и от электродвигателя. (56) Авторское свидетельство СССР N 682708, кл. F 16 H 33/00, 1979.

Формула изобретения

РЕКУПЕРАТОР КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ГРУЗОВОЙ ТЕЛЕЖКИ, содержащий пневмогидроаккумулятор и электродвигатель, кинематически связанный с пневмогидроаккумулятором, отличающийся тем, что он снабжен генератором и гидроэнергопреобразователем, связанным с пневмогидроаккумулятором линией гидропередач, при этом пневмогидроаккумулятор выполнен из двух отдельных взаимосвязанных частей в виде сильфон-аккумулятора, заполненного сжатым газом, и гидроцилиндра, кинематически связанного с гидроэнергопреобразователем, в свою очередь, связанным с электродвигателем, сильфон-аккумулятор выполнен с храповым механизмом, установленным с возможностью фиксирования его положения, а гидроэнергопреобразователь выполнен в виде размещенной в рабочем баке с полированными стенками турбины генератора, кинематически связанной с генератором.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8