Устройство энергетического привода Российский патент 2018 года по МПК F02B61/04 H02N11/00 

Изобретение относится к области энерготехники, в частности к энергетическим приводам, и может быть использовано в качестве силового агрегата водного или железнодорожного транспорта.

Известна энергетическая установка электропривода [1], которая содержит синхронный электродвигатель с вращаемым рабочим механизмом, а также системой управления.

Недостатком [1] является то, что она выполняет одну исполнительную функцию для одного приводимого им механизма.

Известна многофункциональная энергетическая установка [2], которая состоит из комплекса: двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с коробкой передач переключения скорости приводимого рабочего механизма на валу.

Недостатком [2] является то, что отсутствует возможность многофункциональности вращательных параметров для исполнительного механического агрегата.

Наиболее близким по существу заявляемого изобретения, прототипом, является многофункциональная энергетическая установка [3], которая состоит из комплекса: двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с приводом на валу электрической машины, используемой в качестве генератора электрической энергии и теплового насоса с электроприводом и также системой управления.

Недостатком прототипа [3] является отсутствие взаимозаменяемости и дополняемости функций составляющих силового агрегата.

Известно устройство [Д1] энергетического привода, состоящее из электродвигателя с муфтой, которое дополнено вторым движителем и двигателем.

Известно устройство [Д2], в котором электродвигатель связан с исполнительным механизмом муфтой и второй двигатель является двигателем внутреннего сгорания. Однако Д1 и Д2 не лишены недостатков.

Целью предлагаемого изобретения является многофункциональность параметров и дополняемостью функций силовых составляющих энергетического привода.

Цель достигается тем, что устройство энергетического привода состоит из электродвигателя, связанного соединительной муфтой с первым исполнительным механизмом, дополнено вторым двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и вторым исполнительным механизмом, причем вал электродвигателя с муфтой и первым исполнительным механизмом и вал второго ДВС и второго исполнительного механизма расположены на одной оси, при этом вал электродвигателя выполнен с пустотелым пространством, а вал второго ДВС своим дополнительным наращением размещается в упомянутом пустотелом пространстве вала первого электродвигателя, снабженного на торцах подшипниковыми устройствами, причем муфта сцепления первого электродвигателя, расположенного со стороны своего исполнительного механизма, состоит из первой и второй полумуфт, которые состоят из зубчатой пары шестерен, первая полумуфта расположена по наружной окружности пустотелого вала, а вторая полумуфта для сцепления исполнительного механизма также состоит из шестерни, при этом упомянутые первая и вторая полумуфты пары зубчатой шестерни расположены в масляной емкости на дополнительной опорной стойке, которая в свою очередь также содержит опорный подшипник на дополнительном продолжении вала второго двигателя в сторону своего исполнительного механизма.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, где: 1 - первый исполнительный механизм; 2 - электродвигатель; 3 - второй исполнительный механизм; 4 - ДВС; 5 - пустотелый вал электродвигателя, сопряженного с первым исполнительным механизмом; 6 - дополнительная опорная стойка с масляной емкостью, содержащая в ней соединительную муфту из первой и второй зубчатой пары полумуфт, подшипника для вала; 7 - вал второго исполнительного механизма, сопряженного с ДВС; 8 - опорная стойка; 9 - соединительная муфта.

Устройство работает следующим образом: устройство энергетического привода состоит из двух исполнительных механизмов с разными вращательными параметрами.

Первый исполнительный механизм 1 приводится во вращение первым электродвигателем 2 (например, синхронный электродвигатель с частотным регулированием оборотов), второй исполнительный механизм 3 приводится во вращение вторым двигателем 4, в качестве которого может быть двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Двигатели 2 и 4, соответственно их исполнительные механизмы 1 и 3, размещаются на одной оси, что становится возможным, поскольку пустотелый вал 5 электродвигателя 2, муфта с упомянутым валом электродвигателя 2 и его опорными подшипниками на дополнительной опорной стойке 6, а также вал исполнительного механизма 1 выполнены с пустотелым пространством, в котором размещен вал второго исполнительного механизма 7 с несколькими его наращениями и с подшипниками на торцах каждого наращения, на выходах валов 5 и 7, внутри исполнительного механизма 1, предусмотрена вторая опорная 8 стойка с подшипниками соответственно для валов 5 и 7, к выходящему из него (5) к валу 7 присоединен вал второго исполнительного механизма 3 через соединяющую муфту 9, которая также предусмотрена для присоединения выхода вала 7 со второго двигателя 4.

Двигатели 2 и 4 могут управляться как с одного командного поста управления, так и с индивидуального командного поста управления каждого двигателя, причем управляется как числом оборотов, так и их направлением, эксклюзивное для каждого индивидуально.

Технический и экономический эффект от использования предлагаемого решения заключается в том, что расположение в одной оси двигателей, преимущественно к использованию для надводных, так и подводных судов для привода гребных винтов в одной оси, а также привода механических агрегатов, располагаемых на железнодорожных транспортных средствах. Причем подбирая параметры фазового сдвига от одного исполнительного механизма относительно другого, достигается понижение результирующего излучаемого звука от работы в целом всей энергетической установки, вследствие дифракции звуковых волн, издаваемых от первого и второго, или наоборот, исполнительных механизмов. При этом увеличиваются исполнительные функции механического агрегата от разнообразия сочетания параметров первого относительно второго исполнительных механизмов.

Примером многофункциональности энергетического привода является ситуация, когда требуется форсирование ускорения (скорость) вращательного момента энергетического агрегата или резкий его останов, что достигается сочетанием, комбинацией, вращательных параметров, действующих в одной оси от каждой установки. А при чрезвычайной ситуации с электроснабжением в энергетическом агрегате (в объекте использования технического решения), например, в подводном судне, первый электродвигатель 2, синхронный электродвигатель переводится в режим электрического генератора, забирая при этом часть механической энергии от второго двигателя 4, через механические передачи - муфты, с вала 7 на вал 5, при этом большая часть энергии остается на валу двигателя 4 для исполнения своей непосредственной функции - сохранения плавучести судна.

В описанном случае предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить электроэнергией потребителей аварийной брони и сохранение плавучести судна в режиме аварии.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ

1. Москаленко В.В. «Электрический привод», Гл. 6, 7. Москва, Издательский центр «Академия», 2007 г.

2. "Теплотехника" под ред. А.П. Баскакова. М. Энергоатмиздат 1991. - 224 с.

3. Патент полезная модель RU 90177 от 27.12.2009 г. «Теплонасосная установка». Информация принятая во внимание:

Д1. RU 2115589 20.07.1998 С1, с. 4-5.

Д2. RU 2088476 С1, 27.08.1997 с. 6.

Изобретение относится к области энерготехники, в частности к энергетическим приводам, и может быть использовано в качестве силового агрегата водного или железнодорожного транспорта. Техническим результатом является многофункциональность параметров и дополняемость функций силовых составляющих энергетического привода. Устройство энергетического привода состоит из двух исполнительных механизмов с разными вращательными параметрами. Первый исполнительный механизм 1 приводится во вращение первым двигателем, электродвигателем, 2 (например, синхронный с частотным регулированием оборотов), второй исполнительный механизм 3 приводится во вращение вторым двигателем 4, в качестве которого может быть преимущественно двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Двигатели 2 и 4 и соответственно их исполнительные механизмы 1 и 3 размещаются на одной оси, что становится возможным, поскольку пустотелый вал 5 электродвигателя 2, муфта с упомянутым валом электродвигателя 2 и его опорными подшипниками на дополнительной опорной стойке 6, а также вал исполнительного механизма 1 выполнены с пустотелым пространством аналогично по форме - трубе, в котором размещен вал второго исполнительного механизма 7 с несколькими его наращениями и с подшипниками на торцах каждого наращения, на выходах валов 5 и 7, внутри исполнительного механизма 1, предусмотрена вторая опорная стойка 8 с подшипниками для валов 5 и 7, к выходящему из него (5) к валу 7 присоединен вал второго исполнительного механизма 3 через соединяющую муфту 9, которая также предусмотрена для присоединения выхода вала 7 со второго двигателя 4. 1 ил.

Устройство энергетического привода состоит из электродвигателя, связанного соединительной муфтой с первым исполнительным механизмом, отличающееся тем, что дополнено вторым двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и вторым исполнительным механизмом, причем вал электродвигателя с муфтой и первым исполнительным механизмом и вал второго ДВС и второго исполнительного механизма расположены на одной оси, при этом вал электродвигателя, выполнен с пустотелым пространством, а вал второго ДВС своим дополнительным наращением размещается в упомянутом пустотелом пространстве вала первого электродвигателя, снабженного на торцах подшипниковыми устройствами, причем муфта сцепления первого электродвигателя, расположенного со стороны своего исполнительного механизма, состоит из первой и второй полумуфт, которые состоят из зубчатой пары шестерен, первая полумуфта расположена по наружной окружности пустотелого вала, а вторая полумуфта для сцепления исполнительного механизма также состоит из шестерни, при этом упомянутые первая и вторая полумуфты пары зубчатой шестерни расположены в масляной емкости на дополнительной опорной стойке, которая в свою очередь также содержит опорный подшипник на дополнительном продолжении вала второго двигателя в сторону своего исполнительного механизма.