Система прогрева гидробака строительной машины Российский патент 2019 года по МПК F15B21/427 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к гидроприводу строительных машин, которые эксплуатируются в условиях отрицательных температур и вдали от стационарных баз.

Известна система прогрева гидропривода [Патент РФ на изобретение №2559227, МПК F02N 19/04 (2010.01), опубликован 10.08.2015] содержит малый гидробак, который оснащен теплообменником (малый гидробак имеет двойное дно, теплообменник - представляет собой полость между верхним и нижним дном малого гидробака), в теплообменнике имеются отверстия для входа и выхода выхлопных газов, которые соединены с выхлопной системой строительно-дорожной машины (СДМ). Объем малого гидробака составляет 10-20% от штатного гидробака, малый гидробак и штатный гидробак, соединены между собой двумя гидролиниями. Первая гидролиния имеет регулирующий вентиль и насос (например, пластинчатой или винтообразной конструкции), для перекачивания холодной, вязкой рабочей жидкости, из штатного гидробака, в малый гидробак. Вторая гидролиния имеет обратный клапан и насос, для предотвращения перегрева рабочей жидкости в малом гидробаке. Малый гидробак и штатный гидробак, соединены гидролиниями с насосом через золотник. Насос соединен с гидродвигателем (например гидроцилиндром) через гидрораспределитель. Теплообменник соединен с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) через выхлопную систему с заслонкой.

Недостатком системы является то, что отсутствует возможность прогрева системы гидропривода до запуска основного двигателя внутреннего сгорания.

Известно устройство для прогрева гидробака и двигателя СДМ [Патент РФ на изобретение №2560767, МПК F02N 19/04 (2010.01), опубликован 05.08.2014], которое имеет корпус, в нижней части (в дне) которого имеются два или более каналов. В каналах расположены транспортирующие стержни, один конец которых выполнен с местом для таблетки, предназначенной для розжига костра, а другой конец содержит ручку для перемещения стержня по каналу. Сверху корпус снабжен полносъемной крышкой с перфорированными возвышенностями с пазами для крепления направляющих труб. Направляющие трубы могут быть разной формы и имеют возможность устанавливаться друг на друга (за счет разных диаметров, в верхней и нижней части направляющей трубы), для осуществления более локального, направленного прогрева. На передней части корпуса, на уровне с ручками для транспортировки стержней, расположена транспортирующая дуга. Устройство может быть установлено на средство 9 для транспортировки, например лыжи.

Недостатками устройства является то, что для контроля режима работы устройства, привлечен обслуживающий персонал.

Известна система тепловой подготовки элементов гидропривода [Патент РФ на изобретение №2569862, МПК F15B 21/00 (2006.01), опубликован 27.11.2015], которая имеет ДВС, к системе охлаждения которого присоединены трубопроводы, термостат, соединенный с радиатором. Трубопровод соединен с термостатом. Через трубопровод присоединен насос, который соединен с двухпозиционным распределителем. От двухпозиционного распределителя трубопроводы соединены с рубашкой гидродвигателя. Термостат имеет два положения (охлаждение ДВС через радиатор или прогрев рубашки гидродвигателя). Корпус рубашки может быть съемным или несъемным, рассчитанным на рабочее давление в системе, из материалов обеспечивающих высокую теплопроводность и конструктивную прочность при максимальных перепадах температур.

Недостатками устройства является низкий коэффициент полезного действия системы и большие затраты времени на процесс разогрева гидробака.

Задачей предполагаемого изобретения, является создание устройства подогрева гидробака с функциями сокращение затрат времени на разогрев гидробака строительных машин, работающих в полевых условиях при отрицательных температурах, путем оснащения гидропривода системой прогрева гидробака строительной машины.

Технический результат предлагаемой системы прогрева гидробака заключается в повышении эффективности прогрева, за счет использования тепла: охлаждающей жидкости (ОЖ) от ДВС, путем введения в систему трубчатых теплообменников выхлопных газов ДВС, поступающих по дополнительном каналам к гидробаку, и использования электрических теплонагревательных элементов (ТЭН), вклеченных в сеть от электрогенератора ДВС.

Указанный технический результат достигается тем, что система прогрева гидробака строительной машины содержит двигатель внутреннего сгорания (ДВС), в системе охлаждения которого имеются трубки которые соединены с теплообменником, в выхлопной системе имеется выхлопной тракт с теплообменником, и кабеля для передачи электрического тока к змеевикам (ТЭН). Теплообменники соединенные с системой охлаждения и с выхлопной системой находятся в нижней части корпуса гидробака.

Заявляемое техническое решение поясняется схемой, где на фигуре 1 изображена система прогрева гидробака, тонкими стрелками показано направление движения ОЖ (с помощью ОЖ тепло передается от ДВС во внутреннюю полость корпуса гидробака). Широкими белыми стрелками показано направление движения выхлопных газов по выпускному тракту от ДВС к корпусу гидробака. По проводам передается ток от ДВС к змеевикам (ТЭН). На фигуре 2, показано расположение теплообменников и их форма (от крышки корпуса изображены: напорная и сливная магистраль со змеевиками).

Система прогрева гидробака строительной машины содержит корпус 1, сверху которого имеется крышка 2, в крышке 2 имеется сливная магистраль 3 и напорная магистраль 4, в корпусе 1 имеются стенки 5 для снижения колебаний жидкости в гидробаке. Система прогрева гидробака строительной машины имеет дополнительный ДВС 6 (например, ПД-10М). ДВС 6 является общеизвестным двигателем предназначенный для запуска и работы в холодных условиях, объем ДВС 6 меньше объема основного ДВС машины. ДВС 6 и корпус 1 соединены выхлопным трактом 7, с нанесенной на него по наружной поверхности высокотемпературной теплоизоляцией. В корпусе 1 выхлопной тракт 7 герметично соединен с теплообменником 8. ДВС 6 и корпус 1 соединены трубками 9 и 11 (имеющими теплоизоляцию). В месте герметичного входа трубки 9 в корпус 1, трубка 9 герметично соединена с теплообменником 10. По трубке 9 ОЖ движется от ДВС 6 к теплообменнику 10. Теплообменник 8 и 10 имеют форму змеевика без теплоизоляции для эффективного теплообмена с рабочей жидкостью, находящейся в корпусе 1. Выхлопной тракт 7 и трубка 9 соединена с корпусом 1 так, чтобы теплообменники 8, 10 отдавали общее наибольшее количество теплоты рядом с напорной магистралью 4. ДВС 6 соединен кабелями 12 со змеевиками 15 и 16, размещенными вокруг сливной 3 и напорной 4 магистрали соответственно.

Устройство работает следующим образом. Перед запуском основного ДВС машины, проверяют на наличие рабочей жидкости внутри корпуса 1 и запускают ДВС 6. От ДВС 6 выхлопные газы поступают через выхлопной тракт 7 в теплообменник 8 (на фигуре 1 показано белыми широкими стрелками). Одновременно с этим, от электрогенератора (на фигуре не показано) ДВС 6 вырабатывается электрический ток, который по проводам 12 передается к змеевику 16 (ТЭН) напорной магистрали 4 и к змеевику 15 сливной магистрали 3. Система охлаждения ДВС 6, состоящая из трубки 9 обеспечивает поступление ОЖ в теплообменник 10. Тепло с помощью ОЖ, находящейся внутри трубок 9, 11 и теплообменника 10 передается от ДВС 6 к рабочей жидкости находящейся в корпусе 1.

После полного прогрева гидросистемы, ДВС 6 отключают. Систему прогрева гидробака строительной машины от действия горячих выхлопных газов, передачи тепла от ОЖ и электричества останавливают. Предлагаемая система прогрева гидробака строительной машины может работать в режиме поддержания рабочей температуры СДМ при технологических остановках.

Так как прогрев основного ДВС происходит быстрее, чем прогрев штатной гидросистемы строительной машины, то рекомендуется запуск основого ДВС, осуществлять после того, как система прогрева гидробака строительной машины поработает некоторое время. После этого возможно осуществлять запуск основного ДВС строительной машины. Выход гидросистемы строительной машины на рабочую температуру происходит быстрее, чем выход на рабочую температуру без предварительного использования системы прогрева гидробака строительной машины.

Система предназначена для гидропривода строительных машин, которые эксплуатируются в условиях отрицательных температур и вдали от стационарных баз. Система содержит корпус, сверху которого имеется крышка, в крышке имеется сливная и напорная магистраль, в корпусе имеются стенки. ДВС и корпус соединены выхлопным трактом. В корпусе выхлопной тракт герметично соединен с теплообменником. ДВС и корпус соединены трубками. В месте герметичного входа трубки в корпус трубка герметично соединена с теплообменником. По одной трубке охлаждающая жидкость движется от ДВС к теплообменнику, по второй трубке охлаждающая жидкость движется от теплообменника к ДВС. ДВС соединен кабелями со змеевиками, размещенными вокруг сливной и напорной магистрали соответственно. Технический результат заключается в повышении эффективности прогрева гидробака. 2 ил.

Система прогрева гидробака строительной машины, включающая корпус, крышку, сливную магистраль, напорную магистраль, стенки, ДВС, змеевики, выхлопной тракт, трубки, теплообменники, отличающаяся тем, что один из теплообменников соединен с выхлопным трактом ДВС, а второй теплообменник соединен трубками с ДВС, змеевики размещены вокруг сливной и напорной магистралей и соединяются с ДВС кабелями, теплообменники и змеевики находятся внутри корпуса.