Гидропневматический гидрогенератор Советский патент 1990 года по МПК F03B13/12 F03B17/00 

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к конструкциям устройств для преобразования энергии потока жидкости в механическую или иную энергию.

Цель изобретения - повышение КПД гидрогенератора путем обеспечения работы насоса в области его оптимальных режимов при изменении уровней воды в верхнем и нижнем бьефах, образованных, например, при помощи плотины .

На фиг. 1 представлена схема гидропневматического гидрогенератораi на фиг. 2 - плотина, вид сверху.

Гидропневматический гидрогенератор содержит закрепленный на дне 1 водоема вертикальный направляющий блок, выполненный по меньшей мере в виде одной шахты 2 с отверстиями 3 и 4 в боковой стенке 5 вблизи дна 1 водоема, размещенной в плотине 6, утяжеленный поплавок 7, установленный в направляющем блоке с возможностью вертикального перемещения, поршневой насос 8 двустороннего действия для перекачки гидравлической жидкости по замкнутому контуру, поршень 9 которого при помощи соединительного элемента, выполненного в виде регулируемого по длине штока 10, связан с поплавком 7, пнермогидроаккумулятор 11, сообщенный посредством напорных трубопрово

5

5

дов 12 с полостями нагнетания насоса 8, приемную емкос Ьь 13 с размещенным в ней преобразователем 14 энергии потока гидравлической жидкости, преимущественно в виде турбины и всасывающий трубопровод 15. Полость 16 шахты 2 сообщена с атмосферой и через отверстия.3 и 4 - с верхним и нижним бьефами 17 и 18 водоема.

Гидродвигатель снабжен устройством автоматического управления заслонками 19 и 20, установленными в отверстиях 3 и 4, приводом изменения длины штока 10, включающим гидроцилиндр 21 и насосы, например шестеренные, 22 и 23, и датчиками 24 верхнего и нижнего уровней воды в бьефах 17 и 18. Гидрогенератор имеет также сборник 25 гидравлической жидкости, установленный после преобразователя 14 гидравлической энергии. Вход всасывающего трубопровода 15 сообщен с выходом сборника 25.

Утяжеленный поплавок 7 установлен на направляющих роликах 26. Гидроцилиндр 21 связан со штоком 10 и поплавком 7 посредством шарниров 27 и 28, позволяющих компенсировать перекосы.

Пневмогидроаккумулятор 11 установлен на опорах 29 и имеет сливной вентиль 30, датчик 31 уровня жидкости, (Индикатор 32 уровня, манометр 33 и дозаправочный вентиль 34, Пневмогидроаккумулятор 11 сообщен с приемной емкостью 13 посрелством магистрали 35. Во всасывяющем и нагнетательном трубопроводах 15 и 12 установлены соответственно вентиль 36 и регулятор 37 давления, а в магистрали 35 - выпускной .клапан 38.

В плотине 6 могут быть выполнены

(паводки, засуха и т.д.) по сигналу от датчиков 24 посредством насосов 22 и 23, в качестве которых могут быть использованы, например, шестеренные насосы высокого давления, и гидроцилиндра 21 осуществляется из- f eнeниe длины штока 10, соответствующее уровням верхнего и нижнего

Изобретение относится к гидроэнергетике. Цель изобретения - повышение КПД гидрогенератора путем обеспечения работы насоса в области его оптимальных режимов при изменении уровней воды в верхнем и нижнем бьефах. Гидрогенератор содержит закрепленный на дне водоема вертикальный направляющий блок, выполненный по меньшей мере в виде одной шахты 2 с отверстиями 3 и 4 в боковой стенке 5 вблизи дна 1 водоема, размещенной в плотине 6, утяжеленный поплавок 7, установленный в направляющем блоке с возможностью вертикального перемещения на направляющих роликах 26, поршневой насос 8 двустороннего действия для перекачки гидравлической жидкости по замкнутому контуру, поршень 9 которого при помощи соединительного элемента, выполненного в виде регулируемого по длине штока 10, связан с поплавком 7, пневмогидроаккумулятор 11, сообщенный посредством напорных трубопроводов 12 с полостями нагнетания насоса 8, приемную емкость с размещенным в ней преобразователем 14 энергии потока гидравлической жидкости преимущественно в виде турбины и всасывающий трубопровод 15. Полость 16 шахты 2 сообщена с атмосферой и через отверстия 3 и 4 с верхним и нижним бьефами 17 и 18 водоема. Гидрогенератор снабжен устройством автоматического управления заслонками 19 и 20, приводом изменения длины штока 10, включающим гидроцилиндр 21 и насосы 22 и 23, и датчиками 24 верхнего и нижнего уровней воды. Гидрогенератор имеет также сборник 25, сообщенный с входом трубопровода 15. При поочередном открытии заслонок 19 и 20 вода, периодически заполняя шахту 2, поднимает и опускает поплавок 7, который посредством штока 10, длина которого регулируется в зависимости от уровней жидкости в бьефах 17 и 18, приводит в действие насос 7, закачивающий гидравлическую жидкость в пневмогидроаккумулятор 11, которая затем поступает на преобразователь 14 энергии, который может быть связан с электрогенератором, и далее на вход насоса 8. 2 зэ.п. ф-лы, 2 ил.

несколько шахт 2. Сама плотина 6 может д бьефов 17 и 18, что позволяет обессостоять из состыкованных между собой комплектов шахт.

Гидропневматический гидрогенератор работает следующим образом.

При открытии заслонки 20 вода из верхнего бьефа 18 поступает через отверстие 4 в полость 16 шахты 2 и поплавок 7 начинает подниматься, перемещая посредством штока 10 поршень 9 насоса 8. При этом гидравлическая жидкость нагнетается из надпоршневой полости насоса 8 через нагнетательный трубопровод.12 и регулятор 37 давления в пневмогидроаккумулятор 11, сжи- мач находящийся в нем воздух. При открытии выпускного клапана 38 гидравлическая жидкость по магистрали 35 подается на преобразователь 14, где осуществляется преобразование энергии потока .гидравлической жидкости в механическую энергию, и далее жидкость поступает в сборник 25 приемной емкости 13 и из него через вентиль 36 и всасывающий трубопровод 15 - в насос 8. В качестве преобразователя 14 может быть использован водометный движитель или турбина, связанная, например, с электрогенератором.

Посредством устройства автоматического управления заслонками по достижении поплавком 7 верхней мертвой точки заслонка 20 закрывается, а заслонка 19 открывается. Вода покидает шахту 2, и поплавок 7 под действием силы тяжести начинает опускаться, перемещая посредством штока 10 поршень 9 насоса 8 вниз. Гидравлическая жидкость нагнетается в пневмогидроаккумулятор . 1 1 из подпоршневой полости насоса 8 при одновременном заполнении надпоршневой полости. По достижении поршнем 7 нижней мертвой точки заслонка 19 закрывается, а заслонка 20 открывается, и цикл повторяется.

Уровень воды в нижнем и верхнем бьефах 17 и 18 постоянно контролируется датчиками 24 уровня. В случае изменения в силу каких-либо причин

печить наиболее эффективное преобразование энергии в случае небольшой и медленно изменяющейся разности уровней верхнего и нижнего бьефов.

5 Уменьшение давления в пневмогидро аккумуляторе 11 в процессе работы гидрогенератора может быть компенсировано путем подачи в него через доз правочный вентиль 34 сжатого возудах

20 Для снижения износа и повьш1ения долговечности на поверхность качения роликов 26 может быть нанесено эластичное, преимущественно резиновое, покрытие.

25 Пневмогидроаккумулятор может быть подключен одновременно к нескольким насосам 8.

Фор мул.а изобретения

30

35

40

45

55

печить наиболее эффективное преобразование энергии в случае небольшой и медленно изменяющейся разности уровней верхнего и нижнего бьефов.

5 Уменьшение давления в пневмогидро- аккумуляторе 11 в процессе работы гидрогенератора может быть компенсировано путем подачи в него через доза- правочный вентиль 34 сжатого возудах.

20 Для снижения износа и повьш1ения долговечности на поверхность качения роликов 26 может быть нанесено эластичное, преимущественно резиновое, покрытие.

5 Пневмогидроаккумулятор может быть подключен одновременно к нескольким насосам 8.

Фор мул.а изобретения

0

5

0

5

5

плотине, а соединительный элемент - в виде регулируемого по длине штока, при этом полость шахты сообщена с атмосферой и через отверстия - с верх- Н1ЧМ и нижним бьефами водоема.

2, Гидрогенератор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжён устройством автоматического управ76

гпж

Редактор М.Петрова

Техред М.Ходанич Корректор М.Кучерявая

Заказ 3746Тираж 358 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

ления заслонками, приводом изменения длины штока и датчиками верхнего и нижнего уровней воды.

Фиг. 2