Устройство предпускового подогрева гидравлического привода машины

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на строительно-дорожных машинах, работающих с незначительными перемещениями, например на экскаваторах, кранах, где может использоваться в качестве противовесов. Техническим эффектом изобретения является упрощение и надежность устройства предпускового привода машины при отрицательных температурах окружающей среды. Для этого тепловой двигатель с контуром циркуляции жидкого теплоносителя связан с теплоаккумулятором, который с одной стороны соединен с выхлопной трубой двигателя, с другой - со всасывающей линией дополнительного насоса. В напорной линии дополнительного насоса установлен распределитель, одна из секций которого напрямую связана с основным насосом гидросистемы. Подача на элементы гидросистемы подготовленной к эксплуатации рабочей жидкости обеспечивает более быстрый разогрев основного насоса и других элементов привода. Это уменьшает расход энергии, связанной с подготовкой к работе, и сокращает число отказов при работе в условиях отрицательных температур. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на строительно-дорожных машинах, работающих с незначительными перемещениями, например на экскаваторах, кранах, где может использоваться в качестве противовесов.

Для безотказной работы всех органов и систем землеройно-строительной машины необходим прежде всего эффективный предпусковой подогрев гидропривода. Такой подогрев связан со значительными расходами энергии, дефицит которой, особенно в условиях автономного функционирования землеройно-транспортной техники в отдаленных районах Крайнего Севера на удаленных от баз объектах, где отсутствуют постоянные источники тепловой электрической энергии и теплые помещения - очевиден.

Число отказов строительных машин при низких температурах в основном относятся к гидравлическому приводу и возрастает в 1,5-2,0 раза и более по сравнению с положительными температурами. Падение давления в нагнетательных магистралях ведет к снижению усилий в штоках гидравлических цилиндров. Во всасывающих магистралях появляется значительное разряжение на входе в основной насос гидросистемы и насыщение рабочей жидкости воздухом. Это приводит к появлению кавитации, что влечет к снижению полезной работы и более быстрый износ насосов, гидромоторов, распределителей и клапанов гидравлических систем.

В тоже время работающий тепловой двигатель сам является источником тепловой энергии, выбрасывая в атмосферу отработавшие газы.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является "Устройство предпускового прогрева привода землеройно-строительной машины", в котором использовался теплоаккумулятор, состоящий из нескольких секций с возможностью их поочередного или одновременного включения в контур циркуляции жидкого теплоносителя при помощи установленного на входе в теплоаккумулятор многопозиционного крана, к которому подведены сливные линии теплообменного аппарата и системы охлаждения двигателя, и патрубка с отводами в каждую секцию теплоаккумулятора, соединенного со всасывающей линией основного насоса гидросистемы, в напорной линии которого установлен трехходовой распределитель, первый отвод которого присоединен к системе охлаждения двигателя через теплообменник, установленный в поддоне картера, а второй - к теплообменному аппарату (патент РФ 2059049, кл. Е 02 F 9/20).

В данном изобретении имеется ряд недостатков: из-за низкого коэффициента теплопередачи газа, чтобы накопить необходимое количество теплоты, необходимо существенно увеличить площадь теплообменного аппарата, что влечет к увеличению массы и габаритов; увеличивается объем антифриза; возникают большие потери теплоты при транспортировании к теплоаккумулятору.

Задача, решаемая изобретением, - создание простого и надежного устройства предпускового подогрева гидравлического привода машины при отрицательных температурах окружающей среды.

Задача решается благодаря тому, что устройство, содержащее гидронасос, кинематически связанный с тепловым двигателем, и контур циркуляции жидкого теплоносителя, включающий теплоаккумулятор, соединенный, с одной стороны, с выхлопной трубой теплового двигателя, с другой - со всасывающей линией дополнительного насоса, в напорной линии которого установлен первый распределитель, соединенный с маслобаком гидросистемы, снабжено дросселем, вторым распределителем и перепускным клапаном, при этом напорная линия дополнительного насоса через первый распределитель подключена к основному насосу гидросистемы, напорная линия которого связана через последовательно соединенные дроссель, второй распределитель и перепускной клапан с маслобаком.

Устройство работает следующим образом: рабочую жидкость по окончанию работы строительной машины помещают в теплоаккумулятор; температуру, выделяемую жидкостью работающей гидросистемы, аккумулируют теплоаккумулирующей средой до момента окончания фазового момента; поддерживают температуру жидкости в рабочем диапазоне путем теплопередачи от теплоаккумулирующей среды при обратном фазовом переходе. В начале работы строительной машины, перед включением в работу гидронасоса, через дополнительный насос и распределитель, на него подается подготовленная к эксплуатации рабочая жидкость из теплоаккумулятора.

Подача на элементы гидросистемы подготовленной к эксплуатации рабочей жидкости обеспечивает более быстрый разогрев гидронасоса и других элементов гидропривода, что уменьшает расход энергии, связанной с подготовкой к работе, и сокращает число отказов при работе в условиях отрицательных температур, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлено устройство для реализации способа предпусковой подготовки элементов гидравлического привода; на фиг.2 - график зависимости производительности гидравлической машины от температуры рабочей жидкости.

На фиг. 1 представлено устройство для реализации способа предпускового прогрева гидравлического привода машины, которое содержит тепловой двигатель 1 и основной гидронасос 2, кинематически связанные между собой. Теплоаккумулятор 3 соединен с одной стороны с выхлопной трубой теплового двигателя 1, а с другой стороны - со всасывающей линией дополнительного насоса 4, работающего от электродвигателя 5. Напорная линия дополнительного насоса 4 через первый распределитель 6 подключена к основному насосу гидросистемы 2, а также связана с маслобаком гидросистемы 7. Рабочая жидкость, проходя гидронасос 2 и дроссель 8, попадает во второй распределитель 9 и далее по замкнутому контуру, через перепускной клапан 10 попадает в маслобак 7.

В экспериментальной установке в качестве теплоаккумулирующей среды применялись кристаллогидраты гидроксида бария со следующими параметрами: температура плавления 40-50^oС, теплота фазового превращения 60-70 ккал/кг.

В начале работы строительной машины после запуска теплового двигателя 1, приводится в работу дополнительный насос 4, который выкачивает сохраненное масло из теплоаккумулятора 3 и через первый распределитель 6 подает на основной насос гидросистемы 2, который при включении в работу сразу получает подготовленную к эксплуатации рабочую жидкость. Далее через основной гидронасос 2 рабочая жидкость следует через дроссель 8 ко второму распределителю 9 и поступает в маслобак 7. Одновременно с этим отработавшие газы двигателя, проходя через теплоаккумулятор, выходят в окружающую среду. А охлаждающая жидкость (антифриз), проходя через тепловой двигатель, снова попадает в теплоаккумулятор и далее проходит через теплообменник, встроенный в маслобак гидросистемы, и по замкнутому контуру возвращается в двигатель.

Вышесказанное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерия "промышленная применимость".

Формула изобретения

Устройство предпускового подогрева гидравлического привода машины, содержащее основной гидронасос, кинематически связанный с тепловым двигателем, и контур циркуляции жидкого теплоносителя, включающий теплоаккумулятор, соединенный с одной стороны с выхлопной трубой теплового двигателя, с другой - со всасывающей линией дополнительного насоса, в напорной линии которого установлен первый распределитель, соединенный с маслобаком гидросистемы, отличающееся тем, что оно снабжено дросселем, вторым распределителем и перепускным клапаном, при этом напорная линия дополнительного насоса через первый распределитель подключена к основному гидронасосу, напорная линия которого связана через последовательно соединенные дроссель, второй распределитель и перепускной клапан с маслобаком.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2