СИСТЕМА ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ МОБИЛЬНОГО ОБЪЕКТА Российский патент 2013 года по МПК F15B21/04 G12B15/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Предполагаемое изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в мобильных объектах для эффективного охлаждения нагревающихся в процессе работы агрегатов посредством циркулирующей в системе жидкости, выводимой после ее нагрева в агрегате и охлаждаемой в теплообменнике, например: в мобильных радиолокационных станциях для охлаждения антенной фазированной решетки в процессе радиоизлучения, в которой выделяется большое количество тепловой энергии.

Уровень техники

Известно устройство (см. патент на изобретение РФ №2171915 от 23.07.1999 г.), содержащее раму с колесами, на которой смонтирована силовая установка, насосный узел, соединенный с его всасывающей магистралью гидробак и соединенный с выходным патрубком насосного узла гидравлический блок, теплообменник с системой охлаждения, установленный на всасывающей магистрали насосного узла с возможностью прохождения рабочей жидкости из гидробака через теплообменник, система охлаждения выполнена в виде вентилятора, приводимого во вращение силовой установкой, и гидроаккумулятор, соединенный с напорной магистралью.

Недостатком данного устройства является его узкие функциональные и эксплуатационные возможности, выражающиеся в том, что при использовании для охлаждения крупногабаритного объекта одновременно несколькими известными устройствами, расположенными вплотную друг к другу, ухудшается эффект теплоотдачи каждого из них из-за находящегося вплотную по соседству аналогичного устройства (уменьшается поверхность теплоотдачи, вследствие чего соседние устройства частично будут нагревать друг друга). Кроме того, из-за плотного расположения устройств друг с другом существенно ухудшается доступ внутрь них, что в свою очередь ухудшает условия по их техническому обслуживанию и ремонту.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом предполагаемого изобретения является создание высокоэффективной системы жидкостного охлаждения, преимущественно крупногабаритных объектов, состоящей из установленных рядом друг с другом и параллельно работающих одинаковых охлаждающих систем (блоков) без потери охлаждения в каждой такой минисистеме от воздействия тепла соседней, а также для обеспечения возможности доступа к элементам каждой такой минисистемы для технического обслуживания или ремонта, т.е. повышение функциональных и эксплуатационных возможностей.

Технический эффект достигается тем, что в системе жидкостного охлаждения мобильного объекта новым является то, что в нее введены дополнительные аналогичные охлаждающие системы (блоки), установленные рядом друг к другу и работающие параллельно и независимо друг от друга, при этом для уменьшения влияния тепла друг от друга, теплообменники каждого из этих устройств снабжены с нижней стороны всасывающим воздуховодом, а с верхней над принудительным вентилятором - выпускным воздуховодом, противоположные концы которых закреплены на лицевой панели блока и закрываются - открываются посредством системы рычагов крышками (что в совокупности повышает эффективность охлаждения системы в целом), а под лицевой панелью каждого из блоков поочередно размещаются рама с натяжными растяжками с верхней ее стороны, и в этой раме установлена роликовая каретка, перемещаемая по раме посредством передачи винт-гайка и скрепляемая с лицевой панелью при помощи двух промежуточных деталей для выдвигания каждого охлаждающего блока из общего корпуса системы охлаждения, и на верхней наружной поверхности рамы с обеих ее сторон в месте прикрепления под лицевой панелью выполнены пазы для установки на каркас блока кронштейнов с роликом и неподвижным выступом под ним для обеспечения полного выдвижения блока на раму и предотвращения его опрокидывания с рамы после полного на нее выдвижения (что позволяет производить техническое обслуживание и ремонт блока, т.е. повышаются эксплуатационные возможности системы).

Краткое описание чертежей

Сущность предполагаемого изобретения поясняется чертежами:

на фиг.1 показана предложенная многоканальная система жидкостного охлаждения мобильного объекта - внешний вид в работающем состоянии;

на фиг.2 - внешний вид на выдвинутый наружу один из охлаждающих блоков системы для его технического обслуживания или ремонта;

на фиг.3 - разрез по А-А на фиг.2;

на фиг.4 - разрез по Б-Б на фиг.2;

на фиг.5 - разрез по В-В на фиг.2;

на фиг.6 - вид по стрелке Г на фиг.2;

на фиг.7 - разрез по Д-Д на фиг.6;

на фиг.8 - разрез по Е-Е на фиг.6;

на фиг.9 - разрез по Ж-Ж на фиг.6;

на фиг.10 - разрез по И-И на фиг.2.

Фигуры с 2 по 10 изображены в увеличенном масштабе.

Предложенная система жидкостного охлаждения мобильного объекта содержит установленный на колесной раме 1 транспортного средства поворотный контейнер 2, в котором размещен охлаждаемый объект 3, соединенный посредством системы трубопроводов, состоящей из всасывающей магистрали 4 с насосным узлом 5 и напорной магистрали 6 с гидроаккумулятором 7 в замкнутый контур через теплообменник 8, дополнительно охлаждаемый двумя электровентиляторами 9, в совокупности объединенными в отдельный охлаждающий блок, состоящий из каркаса 10 и лицевой панели 11. Такие блоки расположены рядом друг с другом по всей стенке контейнера 2 (см. фиг.1), при этом от каждого охлаждающего блока к охлаждающему объекту 3 подводятся по два трубопровода, проходящие под крышей контейнера 2 (условно не показаны), выполненные из гибких трубок в местах перехода от контейнера 2 к объекту 3 и от контейнера 2 к гидросистеме в каркасах 10 (см. фиг.2).

Теплообменники 8 каждого из охлаждающих блоков снабжены с нижней своей стороны всасывающим воздуховодом 12, а с верхней над принудительной всасывающей вентиляцией из двух электровентиляторов 9 - выпускным воздуховодом 13, противоположные концы которых закреплены на каркасе 10 с внутренней стороны лицевой панели 11 охлаждающего блока, с наружной стороны которых в этих местах на каркасе установлены на осях 14 одинаковые поворотные крышки 15. Внизу под лицевой панелью 11 каждого из охлаждающих блоков на стенке контейнера 2 поочередно прикрепляется рама 16 с натяжными растяжками 17 в верхней ее части с обеих сторон, и в этой раме установлена роликовая каретка 18 с роликами 19, перемещаемая по раме посредством передачи винт 20 - самоустанавливающаяся гайка 21. Каретка 18 скрепляется с каркасом 10 через панель 11 при помощи двух промежуточных деталей 22 в верхней их части, а нижней своей частью эти детали вставляются в паз на каретке 18 и могут дополнительно скрепляться болтами (см. фиг.5). На верхней наружной поверхности рамы 16 с обеих ее сторон в стороне ее прикрепления к контейнеру 2 под лицевой панелью 11 выполнены пазы 23 для установки на каркас 10 кронштейнов 24 с аналогичным ролику 19 роликом 25 в верхней части кронштейна и неподвижным выступом 26 в нижней части этого же кронштейна, установка которого на каркас 10 производится после частичного выдвигания охлаждающего блока из кронштейна 2 на раму 16.

На осях 14 поворота каждой из крышек 15 с одной стороны закреплены рычаги 27 и 28, шарнирно соединенные друг с другом при помощи тяги 29, а с другой стороны оси 14 нижней крышки 15 с установленным аналогичным по форме рычагом 30 соединен выходной шток 31 электромеханизма 32, обеспечивающего линейное возвратно - поступательное перемещение своего штока, а рычаги 27, 28, 30 выполнены разной длины, т.е. имеют различное значение размера от оси своего поворота до оси шарнирного соединения с тягой или штоком. Корпус электромеханизма 32 шарнирно установлен на каркасе 10.

На наружной верхней поверхности каркаса 10 каждого из охлаждающих блоков установлен конический упор 33, взаимодействующий своей наклонной поверхностью с аналогичной поверхностью подпружиненного упора 34, закрепленного на контейнере 2.

Осуществление изобретения

Предложенная многоканальная система жидкостного охлаждения мобильного объекта в каждом из своих каналов работает следующим образом: первоначально включается электромеханизм 32, при выдвижении выходного штока 31 которого поворачивается шарнирно с ним соединенный рычаг 30, открывающий нижнюю крышку 15, одновременно вращение нижней оси 14 передается на рычаг 28 и далее через тягу 29 на рычаг 27, который поворачивает верхнюю ось 14, открывая тем самым и верхнюю крышку 15, при этом нижняя из крышек 15 открывается на угол меньше 90°, для снижения всасывания внутрь атмосферных осадков, а верхняя - на угол больше 90° для исключения отражения от нее вниз выходящего из верхнего воздуховода 13 горячего воздуха. Возможность открывания крышек 15 на разные углы обеспечивается подбором по длине рычагов 27, 28, 30. Далее включаются насосный узел 5 и электровентиляторы 9: охлаждающая жидкость по магистралям 4 и 6 проходит через теплообменник 8 для своего охлаждения, эффективность которого повышена за счет дополнительного его обдува электровентиляторами 9, которые обеспечивают во всасывающем воздуховоде 12 направленный воздушный поток, что также повышает эффективность работы теплообменника 8 и снижает до минимума воздействие на него тепла от аналогичных теплообменников в соседних охлаждающих блоках. Гидроаккумулятор 7 при этом стабилизирует работу гидросистемы: позволяет сгладить пульсации давления охлаждающей жидкости и компенсирует ее расширение, возникающие в процессе ее перекачки насосным узлом 5. Нагретый в теплообменнике 8 воздух также направленным воздушным потоком выходит наружу через выпускной воздуховод 13, создавая тем самым дополнительное препятствие внешним атмосферным воздействиям, например, дождю, от всасывания в воздуховод 12. Кроме того, предложенная система подачи воздуха изолирована от его попадания внутрь контейнера 2: весь воздух, который всасывается через воздуховод 12 выходит наружу через воздуховод 13. Очевидно, что для проведения технического обслуживания или ремонта любого из охлаждающих блоков необходимо полностью вынуть его из контейнера 2. Для осуществления этой возможности с сохранением работоспособности изделия в целом в предложенном устройстве под лицевой панелью 11 подлежащего выниманию охлаждающего блока на вертикальной стенке контейнера 2 прикрепляется рама 16 с натяжными растяжками 17 с обеих ее сторон, образуя своего рода приемный столик для выдвигаемого охлаждающего блока. Каркас 10 охлаждающего блока по размерам меньше его лицевой панели 11, поэтому блок не может быть выдвинут непосредственно на раму 16. Для обеспечения выдвижения блока на раму 16 предназначена роликовая каретка 18, которая посредством передачи винт 20 - гайка 21 придвигается к лицевой панели 11 и посредством двух деталей 22 скрепляется с каркасом 10 (см. фиг.5), при этом нижняя часть деталей 22 размещается в пазах на каретке 18.

После отпирания на лицевой панели 11 замковых устройств, например, изображенных под крышками 15 на фиг.2 и 6 (это устройство изображено в положении «Заперто»), охлаждающий блок подготовлен к выдвиганию. Вращением винта 20 осуществляется перемещение каретки 18 на роликах 19 по раме 16 и, соответственно, выдвигание каркаса 10 из равного ему по профилю проема в контейнере 2, при этом если передняя часть каркаса 10 перемещается на роликах 19 по раме 16, то задняя часть - в собственных направляющих в нижней его части, например, на роликах (см. фиг.2). Процесс этого выдвижения приостанавливается для установки кронштейнов 24 на каркас 10 в момент совпадения пазов 23 с местом установки этого кронштейна на выдвигаемом каркасе 10 и затем продолжается до полного выдвижения этого каркаса на расстояние, обеспечивающее доступ в освободившийся проем в контейнере 2 для осмотра и обслуживания и в нем: удаление пыли, смазка направляющих и т.п., причем после установки кронштейнов 24, каркас 10 перемещается по раме 16 помимо роликов 19 на роликах 25. Электро- и гидросвязь с выдвинутым блоком не прервана за счет гибких трубок и электрокабелей между контейнером 2 и каркасом 10 охлаждающего блока (см. фиг.2). От несанкционированного опрокидывания выдвинутого блока на раму 16 предохраняют детали 22 и выступы 26, зашедшие под раму 16.

После технического обслуживания или ремонта охлаждающий блок может быть опробован на работоспособность в выдвинутом состоянии на раме 16.

Задвигание установленного на раме 16 блока в контейнер 2 производится в обратном порядке: вращением винта 20 перемещают роликовую каретку 16 и скрепленный с ней каркас 10 перемещается до расположения кронштейнов 24 напротив пазов 23, при этом каркас 10 своими направляющими (роликами) на своей нижней плоскости войдет в направляющие в проеме контейнера 2. Снимают кронштейны 24 и продолжают процесс задвигания каркаса 10 внутрь проема до упора своим упором 33 в подпружиненный упор 34 (см. фиг.10), тем самым фиксируя каркас 10 в вертикальном направлении, а замковые устройства фиксируют его в горизонтальном направлении. Подпружиненность упора 34 обеспечивает самоустановку его подвижного конического элемента без дополнительной регулировки упора в целом в каждом из проемов контейнера 2, в которых размещаются охлаждающие блоки. Затем снимается рама 16 с растяжками 17: изделие готово к работе.

К преимуществам заявленной системы жидкостного охлаждения относятся: повышенная эффективность работы теплообменников за счет обеспечения прохождения через них направленных воздушных потоков, не зависимых от нагрева соседних блоков, что и позволяет установить вплотную друг к другу аналогичные охлаждающие блоки без снижения эффективности работы каждого из них, т.е. повышаются функциональные возможности устройства.

Кроме того, расширяются эксплуатационные возможности системы: навеска снаружи дополнительного приемного столика, состоящего из рамы 16 с растяжками 17 и кареткой 18, позволяет обслуживающему персоналу производить удобное выдвигание-задвигание охлаждающего блока из контейнера 2 для его технического обслуживания или ремонта, находясь непосредственно на поверхности расположения транспортного средства, т.е. без дополнительных подставок и т.п. Также этот приемный столик является как эксплуатационным, так и так и производственно-технологическим приспособлением, поскольку позволяет устанавливать на себя новый охлаждающий блок при его замене в эксплуатирующей организации, так и первичную его установку на заводе-изготовителе, что сокращает количество применяемой спецоснастки. Кроме того обеспечивается полное выдвижение охлаждающего блока из проема контейнера 2 с обеспечением обслуживания внутренней полости этого проема, а также проверка работоспособности блока после его ремонта в выдвинутом положении.

Система предназначена для охлаждения нагревающихся в процессе работы агрегатов посредством циркулирующей в системе жидкости, например: в мобильных радиолокационных станциях для охлаждения антенной фазированной решетки в процессе радиоизлучения. В систему введены дополнительные аналогичные охлаждающие блоки, установленные рядом друг к другу и работающие параллельно и независимо друг от друга. Теплообменники каждого из этих устройств снабжены с нижней стороны всасывающим воздуховодом. Под лицевой панелью каждого из блоков поочередно размещаются рама с натяжными растяжками для выдвигания каждого охлаждающего блока из общего корпуса системы охлаждения с устройством, обеспечивающим предотвращение его опрокидывания с рамы после полного ее выдвижения. Технический результат - повышение функциональных и эксплуатационных возможностей. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Система жидкостного охлаждения мобильного объекта, содержащая установленный на колесной раме транспортного средства контейнер, в котором размещен объект, соединенный посредством системы трубопроводов, состоящей из всасывающей с насосным узлом и напорной с гидроаккумулятором магистралей с теплообменником, дополнительно охлаждаемым принудительным вентилятором, объединенными в отдельный блок с лицевой панелью, закрепленный на его каркасе, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительными аналогичными охлаждающими блоками, установленными в контейнере рядом друг с другом, теплообменники каждого из этих блоков снабжены с нижней своей стороны всасывающим воздуховодом, а с верхней над принудительным вентилятором - выпускным воздуховодом, противоположные концы которых закреплены на каркасе внутренней стороны лицевой панели блока, с наружной стороны которых в этих местах установлены на проемах воздуховодов поворотные крышки, а под лицевой панелью каждого из блоков на стенке контейнера поочередно размещается рама с натяжными растяжками в верхней ее части с обеих сторон, и в этой раме установлена роликовая каретка, перемещаемая по раме посредством передачи винт-гайка и скрепляемая с каркасом через лицевую панель при помощи двух промежуточных деталей, и на верхней наружной поверхности рамы с обеих ее сторон в месте прикрепления под лицевой панелью выполнены пазы для обеспечения установки на каркас охлаждающего блока кронштейнов с роликом и неподвижным выступом под ним после частичного выдвигания блока из контейнера на данную раму.

2. Система жидкостного охлаждения мобильного объекта по п.1, отличающаяся тем, что на осях поворота каждой из крышек с одной стороны закреплены рычаги, шарнирно соединенные друг с другом при помощи тяги, а с другой стороны оси нижней крышки с установленным аналогичным рычагом шарнирно соединен выходной шток электромеханизма, обеспечивающего линейное возвратно-поступательное перемещение этого штока, и рычаги на осях выполнены разной длины от оси своего поворота до оси шарнирного соединения с тягой или штоком.

3. Система жидкостного охлаждения мобильного объекта по п.1 или 2, отличающаяся тем, что на наружной верхней поверхности каркаса каждого из охлаждающих блоков установлен конический упор, взаимодействующий своей наклонной поверхностью с аналогичной поверхностью подпружиненного упора, закрепленного на контейнере.