Гидравлический двигатель Советский патент 1990 года по МПК F03B17/06 F03B13/12 

Изобретение относится к гидроэнер- гетике и может быть использовано в гидравлических двигателях, преобразующих энергию свободного течения воды и энергию волн.

Целью изобретения является шение КПД и надежности гидравлического двигателя.

На фиг. 1 схематично показан предлагаемый гидравлический двигатель; на фиг. 2 - тягач, вид сбоку; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг.4- структурная схема системы управления гидравлическим двигателем.

Гидравлический двигатель содержит снаряд 1 с якорем 2, установленный на снаряде 1 генератор 3 с редуктором 4, выходной вал 5 которого снабжен маховиком 6 и подсоединен к валу 7 генератора 3, два тягача 8 и 9, снабженные поворотными щитами 10 с валами 11, закрепленными на каркасах 12 тягачей 8 и 9 и соединенные со снарядом 1 двумя лентами 13 и 14 каждый, и барабаны 15 и 16 для намотки

лент, два из которых установлены на

снаряде 1 кинематически связаны с ре- дуктором 4 генератора 3. Установленные на снаряде 1 барабаны 15 и 16 выполнены противоположного вращения, валы 11 поворотных щитов 10-установлены горизонтально, щиты 10,-снабжены , боковыми поплавками 17, каркасы 12 - поплавками 18 и глубинными балластами 19, валы 11 щитов 10 - фиксаторами

30

25

40

45

50

55

20 и датчиками 21 положения , генератор 3 - органом управления 22, каждый тягач 8 и 9 - гидрораспределителем 23, гидроаккумулятором 24, гидродвигателями 25 с валами (не показано), гидронасосом 26 с валом (не показано), дополнительными редукторами 27 и накопителем 28 энергии, выполненным в виде груза 29 и редуктора 30 с блоком 31 переключения коэффициента редукции, выходным валом 32 и дополнительным барабаном 33, соединенным лентой 34 с грузом 29, причем вал гидронасоса 26 соединен с выходным валом 32 редуктора 30 при помощи муфты 35 одностороннего действия, валы гидродвигателей 25 - с валами 11 поворотных щитов 10 через дополнительные редукторы 27, а гидродвигатели 25 и гидронасос 26 связаны с гидроаккумулятором 24 при помощи гидромагистралей 36 через гидрораспределитель 23, два барабана 16 для намотки лент установлены на тягачах 8 и 9 и кинематически связаны с редукторами 30 накопителей 28 энергии, снаряд снабжен пультом 37 оператора, датчиком 38 положения тягачей,,подключенным к редуктору 4 генератора 3 и блоком 39 управления, связанным при помощи передающего канала связи и фиксаторами 20, гидрораспределителями 23 и блоком 31 переключения коэффициента редукции (и органом 22 управления генератора 3), а приемного канала связи - с датчика51618286

ми 21 и 38 положения, пультом 37 one- проведение как минимум одного цикла ратора и органом 22 управления гене-с выходом щитов 10 на поверхность и ратора 3. Снаряд 1 и тягачи 8 и 9 последующим выводом их в рабочее по- снабжены магнитами 40 и 41 с спорны- ложение. Гидрор спределитель 23 осу

Изобретение относится к энергетике. Гидравлический двигатель содержит снаряд (С) 1 с якорем 2. На С 1 установлен генератор (Г) 3 с редуктором (Р) 4, выходной вал (В) 5 которого снабжен маховиком 6 и подсоединен к В 7 Г 3. Два тягача (Т) 8, 9 снабжены поворотными щитами (Щ) 10 с В, закрепленными на каркасах 12 Т 8, 9. Последние соединены со С 1 двумя лентами 13 и 14 каждый. Барабаны (Б) 15 установлены на С 1 и кинематически связаны с Р 4, Б 16 на Т 8, 9. Б 15 и 16 вращаются в противоположные стороны В поворотных щитов установлены горизонтально. Щ 10 снабжены боковыми поплавками 17, каркасы 12 - поплавками 18 и глубинными балластами 19. В поворотных щитов снабжены фиксаторами и датчиками (Д) положения, Г 3 - органом управления. Каждый Т 8, 9 снабжен гидрораспределителем, гидроаккумулятором, гидродвигателями, гидронасосом, дополнительными Р и накопителем энергии. Последний выполнен в виде груза и Р с блоком переключения коэффициента редукции, выходным В и дополнительным Б. Груз соединен с дополнительным Б лентой, вал гидронасоса - с выходным В при помощи муфты одностороннего действия, валы гидродвигателей - с В поворотных щитов через дополнительный Р. Гидродвигатели и гидронасос связаны с гидроаккумулятором при помощи гидромагистралей через гидрораспределитель. Б 16 кинематически связаны с Р 30. С 1 снабжен пультом оператора, Д положения тягачей, подключенным к Р 4, и блоком управления. Последний связан при помощи передающего канала связи с фиксаторами, гидрораспределителями и блоком изменения коэффициента редукции, и приемного канала связи - с Д положения, пультом оператора и органом управления. С 1 и Т 8, 9 снабжены мачтами с опорными роликами, накопители - опорными роликами. При работе гидравлического двигателя увеличивается КПД за счет уменьшения сопротивления Щ 10 в нерабочем положении и повышается надежность за счет защищенности от проплывающих предметов и устранения возможности заклинивания Щ 10. 4 ил.

10

ми роликами 43 и 44, накопители 28 энергии - опорными роликами 45. Ленты 14 закреплены одним концом на вершинах мачт 40, а другим концом через ролики 44 - на барабанах 16. Ленты 13 одним концом закреплены на верхушках мачт 41, а другим - через ролики 43 на барабанах 15. Боковые поплавки 17 выполнены в форме круга с размещенным валом 11 в его центре. Ленты 34 с накопителей 28 опираются на ролики 45.

Гидравлический двигатель работает следующим образом.

Тягачи 8 и 9 поочередно увлекаясь течением, работают в противофазе. Когда один из них с опущенными щитами 10, увлекаемый течением, удаляется от снаряда 1, то другой с поднятыми щитами 10, подтягивается к снаряду 1. В крайних позициях производится рдно20

25

временное противофазное изменение по- делителем 23 производит поворот щитов .рюжения щитов 10 тягачей 8 и 9. с притормаживанием при подходе к ты 10 поворачиваются в сторону направ- фиксируемым позициям в ко горых выда-- ления течения, что облегчает их вывод 30 ются сигналы на срабатывание фшссатона поверхность и в рабочее положение. Редуктор 4 поочередно приводится от в алов барабанов 15 и через муфту одностороннего действия (не показано) обеспечивает вращение выходного вала 7 с маховиком 6 в одну сторону. Глубинные балласты 18 заполняются водой в соответствии с глубиной реки на

ров 20 положения щитов 10 В случае повышенных требований к стабильности энергетических показателей гидравлического двигателя, при переменной, прерывистой скоростной характеристк- ке движения тягачей 8 и 9 генератор 3 может быть выполнен с гидропреобразо- вателем5 имеющим сглаживающий гидроаккумулятор (не показано), Блок 39

участке движения тяга«ей 8 и 9 и обеспечивают соответствующую глубину nor- Q управления в этом случае в соответст ружения щитов 10 в поток. Редукторвии с данными от датчика 38 положения 30 накопителей 28 энергии поворота тягачей 8 и 9 обеспечивает стабиль- щитов 10 приводится от барабана 33, ность давления рабочей жидкости пи- от которого сматывается лента 14 во тающей гидродвигатель (не показано) время оттягивания тягачей 8 и 9 тече- дс приводящий генератор 3. С пульта 37

нием от снаряда 1. Через муфту 36 одностороннего вращения вращение передается валу гидронасоса 26. Таким образом накопление энергии происходит

оператора, осуществляется принудительное управление гидравлическим двигателем, например может быть подана команда на одновременное поднятие

только при удалении тягачей 8 и 9 от 50 ЩИ703 10 обоих тягачей Э в верхнюю поен ар яд а 1. Наметка ленты 14 на бара-зицию, для чистки или перед транспорбан 33 производится при обратном ходе тягачей 8 и 9 за счет энергии опускающегося груза 29 накопителя 28. При оттягивании тягачей 8 и 9 потоком от снаряда 1, гидронасос 26 создает запас рабочей жидкости под давлением в гидроаккумуляторе 24, Запас энергии в . гидроаккумуляторе 24 обеспечивает

ществляет в соответствующие моменты циркуляцию рабочей жидкости между гидроаккумулятором 24 и гидродвигателями 25 привода валов 11 щитов 10, поворачивающих щиты 10 в одном направлении, совпадающем с направлением потока воды как при выводе щитов 10 на поверхность на время обратного хода тягачей 8 и 9, так и при переводе щитов 10 в рабочее положение на время рабочего хода тягачей 8 и 9. Блок 39 управления получая информацию от датчи ка 38 положения тягачей 8 и 9, подключенного к редуктору 4, управляет

блоком 31 переключения коэффициента редукции редуктора 30. Благодаря этому, осуществляется дифференцированный отбор мощности .для поворота щитов 10 в зависимости от силы течения и степени погружения щитов 10 в поток. Блок 39 управления, управляя гидрораспре

ров 20 положения щитов 10 В случае повышенных требований к стабильности энергетических показателей гидравлического двигателя, при переменной, прерывистой скоростной характеристк- ке движения тягачей 8 и 9 генератор 3 может быть выполнен с гидропреобразо- вателем5 имеющим сглаживающий гидроаккумулятор (не показано), Блок 39

управления в этом случае в соответст вии с данными от датчика 38 положения тягачей 8 и 9 обеспечивает стабиль- ность давления рабочей жидкости пи- тающей гидродвигатель (не показано) приводящий генератор 3. С пульта 37

оператора, осуществляется принудительное управление гидравлическим двигателем, например может быть подана команда на одновременное поднятие

тировкой снаряда 1 на новую позицию, В случае сбоя цикла с полной разрядкой гидроаккумуляторов 24 тягачей 8 и 9 может быть подана команда на клз- паны (не показано)внешнего подключения к гидроаккумуляторам 24 заряжающих источников давления (не показано), В зимнее время тягачи с зафикс,J

рованными в верхнем положении щитами 10 и пустыми глубинными балластами 19 разворачиваются вдоль течения и устанавливаются у берега за корпусом снаряда 1. Для повышения эффективности использования двигателя русло реки в районе установки может быть заужено и углублено. В предлагаемом гидравлическом двигателе за счет полного вывода щитов 10 из воды, при обратном ходе тягачей 8 и 9 потери энергии на возвратное движение тягачей сведены до минимума. Благодаря наличию промежутка между валами II щитов 10 и вод-15 ной поверхностью обеспечивается повышенная защищенность тягачей от проплывающих предметов и водорослей. Кроме того, поворот щитов 10 в одном направлении дает возможность протал- 20 кивания застрявших предметов, что также повышает надежность работы гидравлического двигателя. Раздельный нежесткий гидропривод щитов 10 позволяет сохранять работоспособность тяга-25 чей 8 и 9 при заклинивании отдельных щитов 10.

Предлагаемый гидравлический двигатель имеет высокую единичную мощность, не требует водохранилищ и может быть 30 установлен на любом участке реки, непосредственно около потребителя при минимальной длине линий электропередачи. На снаряде 1 могут осуществлять- ;

ся энергоемкие технологические процессы. Гидравлический двигатель может быть использован и для преобразования энергии волн.

Формула изобрнтени я дд

Гидравлический двигатель, содержащий снаряд с якорем, установленный на снарядке генератор с редуктором, выходной вал которого снабжен маховиком 45 и подсоединен к валу генератора, два тягача, снабженные поворотными щитами с валами, закрепленными на каркасах тягачей и соединенные со снарядом двумя лентами каждый, и барабаны „ для намотки лент, два из которых установлены на снаряде и кинематичес

1 ки связаны с редуктором генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, установленные на снаряде барабаны выполнены противоположного вращения, валы поворотных щитов установлены горизонтально, щиты снабжены боковы- ми. поплавками, каркасы - поплавками и глубинными балластами, снаряд и тягачи - мачтами с опорными роликами, причем барабаны снарядов соединены лентами, проходящими через опорные ролики мачт снарядов, с мачтами тягачей, валы щитов снабжены фиксаторами и датчиками положения, генератор - органом управления, каждый тягач - гидрораспределителем, гидроаккумулятором, гидродвигателями с валами, гидронасосом с валом, дополнительными редукторами и накопителем энергии, выполненным в виде груза и редуктора с блоком переключения коэффициента редукции, выходным валом и дополнительным барабаном, соединенным лентой с грузом, причем вал гидронасоса соединен с выходным валом редуктора накопителя при помощи муфты рдностороннего действия, валы гидродвигателей - с валами поворотных щитов через дополнительные редукторы, а гидродвигатели и гидронасос связаны с гидроаккумулятором при помощи гидромагистралей через гидрораспределитель, два барабана для намотки лент установлены на тягачах и кинематически связаны с редукторами накопителей энергии и соединены лентами, проходящими через опорные ролики мачт тягачей, .с мачтами снарядов, снаряд - снабжен пультом оператора, дат- ;. чиком положения тягачей , подключенным к редуктору генератора, и блоком управления, связанным при помощи передающего канала связи с фиксаторами, гидрораспределителями, блоком переключения коэффициента редукции и органом управления генератора, к приемного канала связи - с датчиками положения щитов и тягачей, пультом оператора и ; органом управления генератора и с гидpopаспределителями.

Vt

8 3330 32 35 18

Фие.2

Ю

-10

Фиг.З

ФигЛ