Гидропневмоаккумулятор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>956847

/ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 0309,79 {21) 2815390/25-06

Р1 М К з

F 15 В 1/053

F 28 D 15/00 с присоединением заявки МВ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 226. .3(088.8) Опубликовано 070982. Бюллетень Мо33

Дата опубликования описания 070982. (72) Авторы изобретения

Ю.В. Ремизович, А.А. Буланов и Г.А. Шнейдер

Сибирский автомобильно-дорожный институт. (им В.В. Куйбышева 1 (71) Заявитель (54) ГИДРОПНЕВМОАККУМУЛЯТОР

Изобретение относится к машино= строительной гидравлике и может быть использовано в .гидросистемах закрытого типа, различных гидроцифрованных машин.

Наиболее близким к изобретению является гидропневмоаккумулятор, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода жидкости, частично погруженную в корпус тепловую трубу, частично заполненную легкокипя.щей жидкостью, и разделитель сред с упругим элементом, отделяющим жидкостную полость аккумулятора от газовой j1) . .Недостатком известного устройства является относительно малый КПД.

Целью изобретения является повышение КПД. цель достигается тем, что тепловая труба размещена в жидкостной полости, часть тепловой трубы, размещенная вне корпуса, соединена с газовой полостью аккумулятора трубопроводом, в котором установлены параллельно подключенные обратный. клапан и дроссель, при этом патрубок подвода жидкости размещен в погруженной в жидкостную полость части

: тепловой грубы.

Кроме того, в гидропневмоаккумуляторе с целью повышения надежности и технологичности изготовления разделитель сред выполнен в виде поршня, а его упругий элемент — в виде газонаполненного тораобраэного уплотнителя.

На фиг. 1 изображен гидропнев оаккумулятор, продольный разрез; на фиг. 2 — узел на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1, в котором установлена тепловая труба 2. В последней вмонтирован патрубок подвода 3 жидкости. На одном

15 уровне с последним на корпусе 1 размещен патрубок отвода 4 жидкости, к которому подключена .гидросистема (не показана), включающая исполнительные механизмы в виде, например, гидроцилиндров или других устройств, требующих для своей работы на режиме всасывания одного объема гидрожидкости, а на режиме вытеснения — другого. Гидропневмоаккумулятор закольцован в гидросистеме через патрубок подвода 3 жидкости. B нижней части корпуса 1 размещен поршень 5, который отделяет жидкость в жидкостной полости б от неконденсирующегося газа в газовой полости 7. B погруженной

956847 в жидкостную полость 6 части трубы

2 имеется кольцевая полость 8, в которой помещена легкокипящая жидкость, заполняющая кольцевую полость

8 до примерно верхней части корпуса 1

Со стороны наружного конца тепловой 5 трубы 2 имеется конденсационная полость 9, в которой находится смесь паров легкокипящей жидкости и неконденсирующегося газа. Конденсационная полость 9 соединена с газовой полостью 7 корпуса 1 трубопроводом 10. В последнем установлены параллельно подключенные обратный клапан

11 и дроссель 12. Поршень 5 снабжен газонаполненным торообразным уплот- Я нителем 13. Для наполнения последнего газом предназначен вентиль 14 (см. фиг. 2).

Устройство работает следующим образом. 2О

В исходном состоянии дроссель

12 закрыт, легкокипящая жидкость в кольцевой полости 8 находится в конденсированном состоянии, а давление пара в конденсационной полости 9 находится на уровне, например, 0,1 NIIa. В это же время давление неконденсирующегося газа в газовой полости 7, установленное его закачкой, составляет 0,2-0,25 МПа. Обратный клапан 11 под действием раз— ности указанных давлений находится в закрытом положении. В начале работы гидросистемы насос подает в систему столько же жидкости через патрубок 4, сколько ее подводится к патрубку 3. Поэтому поршень 5 останется в неподвижном состоянии. В этом режиме работы гидросистемы жидкость перемещается по контуру с ограниченной поверхностью теплоот- 4Q дачи и поэтому интенсивно нагревается. После ее разогрева открывается дроссель.12. При подключении в работу гидроцилиндров, потребляющих при рабочем ходе одно количество жидкости, а при возврате в исходное положение — другое, поршень

5 начинает перемещаться в ту или иную сторону. Нагретая жидкость, поступая в корпус 1 по патрубку под- О вода 3, отдает тепло легкокипящей жидкости в кольцевой полости 8, затем омывает снаружи тепловую трубу 2, способствуя тем самым интенсивному разогреву и испарению легкокипящей жидкости. Пары .легкокипящей жидкости попадают в конденсационнуи полость 9. При этом в последней давление поднимается до 0,2-0,3 МПа.

При возросшем давлении объем жидкости в жидкостной полости б уменьша- 60 ется вследствие работы гидроцилиндров гидросистемы в режиме повышенного расхода жидкости. Поршень 5 перемеща тся вверх. Этому его движению способ<-.тв;ет повышенное д lP ÷e- 6S

we конденсационной полости 9, передающееся неконденсирующемуся газу в газовой полости 7 через открытый обратный клапан 11. Благодаря соединению полостей 7 и 9 часть пара соприкасается с более холодными стенками конденсирующей полости 9 и конденсируется с соответствующей теплоотдачей. При перемещении поршня 5 вверх объем пара в конденсационной полости 9 пропорционально увеличивается. Это приводит к уменьшению давления в конденсационной полости 9 и в кольцевой полости 8.

При этом жидкость в кольцевой полости 8 оказывается перегретой по отношению к пару, давление которого упало. Поэтому жидкость в кольцевой полости 8 интенсивно отбирает тепло от жидкости в корпусе 1. Когда наступает режим работы гидросистемы, при котором в корпусе 1 количество жидкости поступает больше чем ее откачивает насос, поршень 5 опускается вниз, сжимая в газовой полости 7 неконденсирующийся газ.

Обратный клапан 11 закрывается и газ поступает в конденсационную полость 9 через дроссель 12. При этом температура газа за.счет дроссельного эффекта за дросселем 12 снижается. Таким образом тепло, которое воспринял неконденсирующийся газ через днище поршня 5 расходуется на совершение внешней работы (дроссель-эффект). Охлажденный газ, поступая в конденсационную полость

9, вызывает дополнительную конденсацию пара и таким образом интенсификацию процесса теплообмена. Этому же способствует возрастание давления в конденсационной полости 9, которое как и объем пара возвращается к исходному значению.

Использование колебания объема жидкости в корпусе 1 для соответствующего изменения объема и давления газа в газовой полости 7 путем соединения полостей 7 и 9 трубопроводом

10 превращает тепловую трубу 2 в гидрорегулируемую, а процесс тепломассопереноса из установившегося в динамичный, интенсифицирует фазовые превращения теплоносителя. Тепло, воспринятое от жидкости, совершает полезную работу, обеспечивая полезный подпор на входе в насос, исключая тем самым условия возникновения кавитации перед насосом.

В предлагаемом устройстве потенциальная энергия поднятого на определенную высоту рабочего оборудования, обеспечивающего опускание поршня 5, преобразуется в энергию сжатия иеконденсирующегося газа и частично запасается в части сконденсировавшегося в конденсационной полости 9 пара. Указанное аккумулирование знерЭ56847

Формула изобретения юг. 2 гии повышает энергетический КПД гидрофицированной машины.

Для гидросистемы закрытого типа не требуется наличия компрессора, который необходим для создания подпора перед насосом в системах от- 5 крытого типа. Замкнутая система поддува с фазовыми превращениями вещества на основе утилизации тепла жидкости обеспечивает почти постоянную величину подопора при движениях 10 поршня 5.

Наличие торообразного уплотнителя

13, заполняемого газом через вентиль

14, позволяет использовать корпус 1 без обработки его внутренней поверхности, что повышает надежность и технологичность устройства. После окончания работы дроссель 12 закрывается. В холодное время года, по мере охлаждения жидкости., давление в конденсационной полости 9 падает, а давление в газовой полости 7 всегда остается избыточным. Поэтому пуск гидросистемы всегда обеспечен.

После этого, как температура жидкости достигает 320-330 К и объем продолжает расти (что свидельствует о невозможности теплоотвода тепловой трубой 2),, открывается дроссель

12 и большая часть тепла превращается в полезную работу по перекачке жидкости в описанной последовательности

Применение предлагаемого устрой ства в закрытых гидросистемах позволит использовать компрессор для создания избыточного давления подпора, утилизовать теплоту рабочего

1 процесса и повысить надежность и технологичность конструкции.

1. Гидропневмоаккумулятор, содержащий корпус с патрубками подвода .н отвода жидкости, частично погруженную в корпус тепловую трубу, частично заполненную легкокипящей жидкостью, и разделитель сред с упругим элементом, отделяющим жидкостную полость аккумулятора от газовой, о т л н ч а ю шийся тем, что,с целью повышения КПД, тепловая труба размещена в жидкостной полости, часть тепловой трубы, размещенная вне корпуса, соединена с газовой полостью аккумулятора трубопроводом, в котором установлены параллельно подключенные обратный клапан и дроссель, при этом патрубок подвода жидкости размещен в погруженкой в жидкостную полость части тепловой трубы.

2. Гидропневмоаккумулятор по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и технологичности изготовления,. Раз делитель сред выполнен в виде гГоршня, а его упругий элемент — в виде газо- . наполненного торообразного. Уплотнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2797206/06, кл. F 15 В 1/02, 1979.

ВНИИПИ Заказ 6559/20

Тираж 735 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, °