Гидросиловая установка
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCKOMY СВИДЕтВЛЬСтВЬ
Союз Советских Социалистических Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 21.12.78 (21) 2701837/25-06 с присоелинением заявки № (23) Приоритет " (5I)NL. Кл. F 01 С 7/00 3Ьеудератвйшый квинтет СССР ио аелаи изобретений и открытий (53) УДК 621.437 (088.8} Опубликовано 07.10 82. Бюллетень № 3 Дата опубликования описания 09 . 10. 82 (72) Авторы изобретения И.Л. Варшавский, Я.С. Бендер и Л.M. Жму (7!) Заявитель Алтайский политехнический институт им. И.И. (54} ГИДРОСИЛОВАЯ УСТАНОВКА го Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано в стационарных и транспортных энергосиловых установках с роторными двигателями внутреннего сгорания. Известны гидросиловые установки, содержащие двигатель-насос, выполненный в виде роторного двигателя с жидкостным кольцом, ротор которого представляет собой установленный ва полом со щелевыми окнами валу барабан с радиальными лопатками. Камеры сгорания образованы внутренней поверхностью барабана, внешней вала и боковыми лопаток. Двигатель-насос снабжен аккумулятором давления и гидромотором, 11 один из которых кинематически связан с двигателем-насосом (1 . Недостатками указанного устройства являются малая степень сжатия, что снижает мощность и КПД установки; и низкая надежность ввиду значительных оборотов ротора, требуемых для обеспечения работоспособности. Наиболее близкой к предлагаемой является гидросиловая установка, содержащая двигатель-насос в виде корпуса с патрубками подвода и отвода рабочей жидкости, соединенными с потребителем и цилиндрической камерой с соосно установленным в ней ротором, имеющим радиально ориентированные лопатки, соприкасающиеся с внутренней поверхностью цилиндрической камеры корпуса и образующие между собой и корпусом емкости, соединенные выполненными в.роторе гаэоподающими от" верстиями с газораспределительными и топливоподающими устройствами (2 ). Недостатками известного устройства являются низкий КПД и малая литровая мощность. Цель изобретения - повышение литровой мощности и термического КПД установки путем органиэации последовательного сжатия и расширения газа жидкостью различного давления. 964195 Указанная цель достигается тем, что в установке, содержащей двигательнасос в виде корпуса с патрубками подвода и отвода рабочей жидкости, соединенными с потребителем и ци- 5 линдрической камерой с соосно установленным в ней ротором, имеющим радиально ориентированные лопатки, соприкасающиеся с внутренней поверхностью цилиндрической камеры корпуса и образующие между собой и корпусом емкости, соединенные выполненными в роторе газоподающими отверстиями с газораспределительным устройством и снабженные топливоподающими устройствами,. 15 корпус снабжен оболочкой с радиальными перегородками, образующей с ним полости, на внутренней стенке корпуса выполнены окна, соединяющие полости корпуса с емкостями ротора, причем 20 патрубки для рабочей жидкости, соединенные с соответствующими полостями корпуса, подключены к нескольким изолированным один от другого аккумуляторам давления, а полости корпуса 25 попарно соединяют окна подвода и отвода рабочей жидкости. На торцовых сторонах ротора выполнены камеры сгорания, каждая из которых соеди нена с соот ветст вующей меж- З0 лопаточной емкостью ротора. Кроме того, лопатки ротора выполнены изогнутыми выпуклостью в сторону вращения ротора. На фиг. 1 представлена пневмогидросхема предлагаемой гидросиловой ус" тановки; на фиг. 2 - конструктивная схема двигателя-насоса, поперечный разрез; на фиг. 3 — то же., продольный разрез. 40 Установка (фиг. 1) содержит двигатель-насос 1, подсоединенный мембранами 2-4 с гидроаккумуляторами 5-7 соответственно пониженного, промежуточ45 ного и высокого давления, которые, в свою очередь, трубопроводами 8-10 подсоединены к,потребителям гидрознергии - гидромотору 11 внешней на" грузки и гидромотору 12, связанному приводом 13 с двигателем-насосом 1. Гидромоторы 11 и 12 связаны сливными трубопроводами 14 и 15 с гидроаккумулятором 16 низкого давления, который соединен с двигателем-насо55 сом 1. Двигатель-насос 1 (фиг. 2 и 3) содержит корпус 17 с патрубками 18 и 19 подвода и отвода рабочей жидкости (не показаны) и оболочкой 20 с радиальными перегородками 21, образующей с корпусом 17 полости 22 и 23. Внутренняя стена 24 корпуса 17 образует цилиндрическую камеру -25, в которой соосно установлен ротор 26, имеющий радиально ориентированные лопатки 27, соприкасающиеся с внутренней поверхностью стенки 24 цилиндрической камеры 25 корпуса 17. Лопатки 27 могут быть обандажены и образуют между собой и с корпусом 17 емкости 28-35, соединенные с выполненными в роторе 26 газоподающими отверстиями 36, с газораспределительным устройством в виде трубы 37, с окном 38. На корпусе также выполнен патрубок 39 отвода продуктов сгорания. На внутренней стенке 24 корпуса 17 выполнены окна 40"46, соединяющие полости 22 и 23 корпуса с емкостями 28-35 ротора. Окно 10 соединено патрубком 18 подачи жидкости низкого давления через сливной трубопровод 14 с гидроаккумулятором 16 низкого давления. Окно 41 соединено полостью 22 с окном 45 и с магйстралью 2 пониженного давления. Окно 42 соединено полостью 23 с окном 44 и с магистралью 3 промежуточного давления. Окно 43 соединено патрубком 19 с магистралью 4 высокого давления, Окно 46 соединено с выхлопным патрубком 39. В варианте выполнения установки (фиг. 3) на торцовых сторонах 47 корпуса 17 выполнены камеры 48 сгорания, каждая из которых соединена с соответствующей межлопаточной емкостью 2835 ротора 26. На камерах 48 сгорания установлены устройства 49 для подачи топлива, например форсунки. Лопатки 27 ротора 26 могут быть выполнены, изогнутыми выпуклостью в сторону вращения ротора. Двигательнасос 1 может быть также оснащен системой воспламенения горючей смеси. Гидросиловая установка работает следующим образом. При совпадении отверстия 36 емкости 20 с окном 38 трубы 37 в емкость 28 подается воздух (в случае осуществления дизельного цикла) или горючая смесь для цикла, частично заполняя ее свежим зарядом. В это время емкость 29 соединяется с патрубком 18 жидкости низкого давления, которая заполняет часть емкости 29, предварительйо сжимая заполнивший ее при нахожде964195 нии в емкости 28 газ. Жидкость при этом под действием центробежных сил вращения ротора 26 располагается по периферии емкости 29. В емкость 30, соединенную окном 41 и полостью 22 s с магистралью 2 пониженного давления, из аккумулятора 5 давления поступает жидкость, осуществляющая сжатие находящегося в емкости 30 газа. В емкости 31, соединенной окном 42.с магист-1 ралью 3 промежуточного давления, осуществляется дальнейшее сжатие находящегося в емкости 31 газа, после чего при закрытии окна 42 лопаткой 27 осуществляется впрыск топлива в камеру 48 s сгорания (или воспламенение сжатой горючей смеси при организации рабочего процесса по циклу Отто). Давление в емкости 32 при этом повышается и располагающаяся по периферии ротс- 20 ра 26 жидкость вытесняется под этим давлением через окно 43 и патрубок 19 в магистраль 5 высокого давления, откуда она может поступать к потребителям. Жидкость из емкости 33 находится 5 под промежуточным давлением и через окно 25 поступает в полость 23 откуда она частично расходуется на сжа" тие газа в полости 30 через окно 41, а частично поступает через магист- 30 раль 4 в аккумулятор 6 промежуточного давления и может впоследствии быть полезно использована в гидромоторах 11 и 12. Жидкость из емкости 34 находится под пониженным давлением и через окно 45 поступает в полость 22, откуда частично расходуется на сжатие газа в емкости 30 через окно 41, а частично может поступать через магистраль 3 в аккумулятор 5 пониженного Давления и в дальнейшем быть полезно использована в гидромоторах 11 и 12. Наконец, остаток жидкости и выхлопные газы после их расширения в емкостях 28-35 через окно 46 отводится в выхлопной патрубок 39. Таким образом, с точки зрения организации рабочего процесса сгорания в полостях 28-31 (Ф 1г. 2) осу" ществляется такт сжатия, в полости 32 — сгорание и начало такта расширения, в полостях 33-34 - расширение и в полости 35 - выхлоп. Рабочая жидкость, находящаяся в аккумуляторах. 5-7 давления, направляется в гидромотор 12, необходимый для привода во вращение ротора 26 мотора-насоса 1 и в гидромотор !1 для привода полезной нагрузки, после чего вся отработавшая жидкость или ее часть накапливается в аккумуляторе 16 низкого давления. При выполнении лопаток 27 изогнутыми выпуклостью в сторону вращения ротора на роторе 26 как при подаче через окна 40-42 жидкости, так и при ее истечении через окна 4345, возникает крутящий момент в сторону вращения ротора, облегчающий . работу гидромотора 12. Регулирование мощности гидросиловой установки осу" ществляется путем перераспределения. потока рабочей жидкости между гидромоторами 11 и 12, а также подводом топлива в устройство 49. Жидкость под давлением может быть испольэова" на как в замкнутой гидросиловой системе (Фиг. 1), так и в разомкнутой, например, для прокачки воды для орошения .. В изобретении за счет применения ступенчатого сжатия и расширения газа рабочей жидкостью различного дав3 ления существенно повышается термодинамический КПД установки, степень сжатия и литровая мощность двигателя насоса, обеспечивается компактностью гидросиловой установки. Формула изобретения ) . Гидросиловая установка, содержащая двигатель-насос в виде корпуса с патрубками подвода и отвода ра6очей жидкости, соединенными с потребителем и цилиндрической камерой.с соосно установленным в ней ротором, имеющим радиально ориентированные лоI патки, соприкасающиеся с внутренней поверхностью цилиндрической камеры корпуса и образующие между собой и с корпусом емкости, соединенные выполненными в роторе газоподающими отверстиями с газораспределительным устройством и снабженные топливоподающими устройствами, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения литровой мощности и термического КПД установки путем органиэации последовательного сжатия и расширения газа жидкостью давления корпус снабжен оболочкой с радиальными перегородками, образующей с ним полости, на внутренней стенке корпуса выполнены ок- ° на, соединяющие полости корпуса с емкостями ротора, причем патрубки для 7 964195 8 рабочей жидкости, соединенные с соот- 3. Установкапоп, 1, отли чаветствующими полостями корпуса, подклю- ю щ а я с я тем, что лопатки ротора чены к нескольким изолированным один выполнены изогнутыми выпуклостью в от другого аккумуляторам давления, а сторону вращения ротора. полости корпуса попарно соединяют ок- з на подвода и отвода рабочей жидкости. Сточники инбоРмации, ю щ а я с я тем, что на торцовых сторо1. Авторское свидетельство СССР яах ротора выполнены камеры сгорания, каждая из которых соединена с соответ Iв 2. Патент СИА И 3485174, ствующей межлопаточной емкостью рокл. 103-1, 1969 (прототип). тора. 964195 Фю/ук Корректор Е. Рошко Подписное Составитель В. Базаров Редактор С Ерупенина «Техред M.Harb Заказ 7580/7 Тираж 539 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва И-35 Раушская наб.а д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная;
