Устройство для очистки масла гидросистем
Владельцы патента RU 2435078:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" (RU)
Устройство предназначено для очистки масла гидросистем гидропривода. Предлагаемое устройство может быть использовано для обслуживания гидравлические систем наземно-транспортных машин, гидрооборудования, применяемого в различных областях техники, а также для очистки индустриальных турбинных и электроизоляционных масел. Устройство содержит трубопроводы подвода и отвода, нагреватель и центробежный насос, установленные на трубопроводе подвода масла, при этом оно снабжено расположенными соосно в одном корпусе лопастным пневматическим насосом, размещенным на приводном валу, и размещенным на оси барабаном, на внешней поверхности которого расположены радиальные и диагональные лопасти, а его внутреннее пространство разделано дисками с отверстиями по краям и дисками с отверстиями в центре, чередующимися между собой. Технический результат - снижение гидродинамических потерь при увеличении частоты вращения подвижных элементов устройства. 1 ил.
Изобретение относится к гидравлической технике, в частности к устройствам для очистки масла гидросистем гидропривода. Предлагаемое устройство может быть использовано для обслуживания гидравлических систем наземно-транспортных машин, гидрооборудования, применяемого в различных областях техники, а также для очистки индустриальных турбинных и электроизоляционных масел.
Для очистки масел от механических примесей и воды значительное распространение получили методы воздействия силовых полей, с применением пористых перегородок и с использованием теплофизических и массообменных явлений. Использование центробежных сил, ускоряющих процесс очистки гидравлических масел, положено в основу центрифуг, сепараторов и гидроциклонов различных конструкций. Известны, например, установка ПСМ 1-3000 и ее модификации для очистки электроизоляционных масел от воды и механических примесей (см. П.И.Шишкин и И.В.Брай «Регенерация отработанных нефтяных масел» М.: Химия, 1970 г.). Известны центробежные очистители масел, содержащие корпус и ротор с соплами (см. авт. св. СССР №659168, 1979 г., авт. св. СССР №301162, 1969 г., авт. св. СССР №258272, 1967 г., патент RU 2285826 С1, F15B 21/04, F04D 29/22, B01D 33/00, C10G 31/00, 2006 г.). Широко применяются центробежные очистители производства ФРГ, Швеции, Японии, России (стенды СОГ) и других стран.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство для очистки масла гидросистем, содержащее трубопроводы подвода и отвода, нагреватель, установленные на трубопроводе подвода масла, центробежный насос, выполненный в виде двух дисков с размещенными на них концентрическими кольцами, турбинное колесо, размещенное в нижней части вала центробежного насоса, регулировочное устройство, размещенное в верхней части вала центробежного насоса, причем вал выполнен с каналами для подвода масла, насос, размещенный на трубопроводе подвода масла в полость турбинного колеса (см. патент RU 2349801 С1, F15B 21/04, 2009 г. бюл. №8).
Недостатком устройства для очистки масла гидросистем является значительное увеличение гидродинамического сопротивления при повышении частоты вращения центробежного насоса и турбинного колеса, что приводит к увеличению энергоемкости и снижению эффективности процесса очистки масла.
Технический результат - снижение гидродинамических потерь при увеличении частоты вращения подвижных элементов устройства.
Технический результат достигается тем, что устройство для очистки масла гидросистем содержит трубопроводы подвода и отвода, нагреватель и центробежный насос, установленные на трубопроводе подвода масла, расположенные соосно в одном корпусе лопастной пневматический насос, размещенный на приводном валу, и размещенный на оси барабан, на внешней поверхности которого расположены радиальные и диагональные лопасти, а его внутреннее пространство разделено дисками с отверстиями по краям и дисками с отверстиями в центре, чередующимися между собой.
Заявляемое устройство для очистки масла гидросистем отличается от прототипа, описанного в патенте RU 2349801 С1, F15B 21/04, тем, что оно снабжено расположенными соосно в одном корпусе лопастным пневматическим насосом, размещенным на приводном валу, и размещенным на оси барабаном, на внешней поверхности которого расположены радиальные и диагональные лопасти, а его внутреннее пространство разделено дисками с отверстиями по краям и дисками с отверстиями в центре, чередующимися между собой.
Таким образом, заявляемое устройство для очистки масла гидросистем соответствует критерию «новизна».
Сравнение заявляемого технического решения (устройство для очистки масла гидросистем) не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной и смежной областях позволило выявить технические решения, содержащие признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое техническое решение от прототипа. Известно использование лопастных пневматических насосов для создания потока воздуха, а также использование роторов газовых турбин, в которых лопатки турбины позволяют преобразовывать энергию потока газа во вращательное движение ротора. В заявляемом техническом решении лопастной пневматический насос создает поток воздуха, который приводит во вращение барабан, на внешней стороне которого расположены радиальные и диагональные лопасти. Воздух, в данном случае, является кинематическим звеном, которое передает движение от пневматического насоса барабану. Это позволяет, за счет разности скоростей движения потока воздуха в выходном сечении насоса и на входе потока воздуха в более узкое пространство между корпусом и барабаном, обеспечить частоту вращения барабана больше частоты вращения вала пневматического насоса. По сравнению с прототипом, в котором привод очистительного устройства осуществляется потоком масла, в заявляемом техническом решении работа очистительного устройства обеспечивается потоком воздуха, что позволяет уменьшить отрицательную работу сил трения.
На основании изложенного можно сделать вывод, что предлагаемая совокупность отличительных признаков отвечает критерию «существенные отличия», т.к. она приобрела новое свойство, заключающееся в снижении гидродинамического сопротивления при повышении частоты вращения подвижных элементов очистительного устройства, что позволяет снизить энергоемкость и повысить эффективности процесса очистки масла.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена схема устройства.
Заявляемое устройство содержит корпус 1, в левой полости корпуса 1 размещен лопастной пневматический насос 2, а в правой полости корпуса 1 соосно с лопастным пневматическим насосом 2 на оси с торцевыми отверстиями 3 расположен барабан 4, на внешней поверхности которого расположены радиальные лопасти 5 и диагональные лопасти 6, а его внутреннее пространство разделено дисками с отверстиями по краям 7 и дисками с отверстиями в центре 8, которые чередуются между собой. Кроме того, устройство имеет трубопровод подвода масла 9 с последовательно расположенным на нем нагревателем 10 и насосом 11, трубопровод подвода масла 12 от насоса 11 к левому торцевому отверстию оси 3 с расположенным на нем дросселем 13, трубопровод отвода масла 14 от правого торцевого отверстия оси с торцевыми отверстиями 3.
Заявляемое устройство для очистки масла гидросистем работает следующим образом.
При вращении лопастного пневматического насоса 2 поток воздуха подается во внутреннюю часть корпуса 1 и попадает на радиальные лопасти 5 и диагональные лопасти 6, расположенные на внешней поверхности барабана 4, вследствие чего возникает крутящий момент, который приводит во вращение барабан 4, который вращается на оси 3. При вращении лопастного пневматического насоса 2 одновременно вращается насос 11, который подает гидравлическое масло через дроссель 13 по трубопроводу 12 к левым торцевым отверстиям оси 3, через которые оно попадает во внутреннюю полость барабана 4, разделенную дисками с отверстиями по краям 7 и дисками с отверстиями в центре 8, чередующимися между собой. На поток гидравлического масла, движущегося по сложной траектории между дисками с отверстиями по краям 7 и дисками с отверстиями в центре 8 во вращающемся барабане 4, действует центробежная сила, под действием которой механические примеси будут осаждаться на внутренней поверхности барабана 4. Из внутреннего пространства барабана 4 гидравлическое масло отводится через правое торцевое отверстие оси 3 по трубопроводу 14.
Частота вращения барабана 4, на внешней поверхности которого расположены радиальные лопасти 5 и диагональные лопасти 6, зависит от скорости потока воздуха, подаваемого лопастным пневматическим насосом 2, которая возрастает при сужении свободного пространства между корпусом 1 и барабаном 4, поэтому частота вращения барабана 4 будет больше частоты вращения лопастного пневматического насоса 2. Лопастной пневматический насос 2 и барабан 4, на внешней поверхности которого расположены радиальные лопасти 5 и диагональные лопасти 6, образуют пневмомеханическую систему, которая может работать как мультипликатор.
Качество очистки увеличивается при снижении скорости движения масла по зигзагообразной траектории через полости барабана 4. Дроссель 13 позволяет изменять скорость движения гидравлического масла через полости барабана 4 в зависимости от требуемого качества очистки масла.
Нагреватель 9 позволяет увеличить температуру гидравлического масла и, тем самым, снизить его вязкость, что позволяет повысить эффективность осаждения механических примесей за счет центробежных сил.
Таким образом, использование заявляемого технического устройства позволяет увеличивать частоту вращения подвижных элементов устройства без значительного увеличения гидродинамических потерь.
Устройство для очистки масла гидросистем, содержащее трубопроводы подвода и отвода, нагреватель и центробежный насос, установленные на трубопроводе подвода масла, отличающееся тем, что оно снабжено расположенными соосно в одном корпусе лопастным пневматическим насосом, размещенным на приводном валу, и размещенным на оси барабаном, на внешней поверхности которого расположены радиальные и диагональные лопасти, а его внутреннее пространство разделено дисками с отверстиями по краям и дисками с отверстиями в центре, чередующимися между собой.
