Маховичный накопитель Советский патент 1993 года по МПК F16F15/30 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, аккумулирующим энергию с помощью маховика.

Цель изобретения - повышение надежности и КПД маховичного накопителя.

Для этого в маховичном накопителе, содержащем полый корпус с установленными на его торцах опорами, размещен в полости корпуса маховика, связанным валом с опорами, бесконтактные уплотнения, установленные на соответствующих торцах корпуса и маховика, управляемый клапан, одно из отверстий которого соединено с атмосферой, и средство для создания разряжения в полости корпуса другое отверстие управляемого клапана соединено с полостью корпуса, а средство для создания разряжения в полости корпуса выполнено в виде вакуумного насоса. Кроме того, управляемый клапан установлен в корпусе. Он может быть выполнен центробежным, нормально открытым и установлен на валу маховика, а бесконтактные уплотнения могут быть размещены между опорами и полостью корпуса.

На чертеже показана схема маховичного накопителя.

Он содержит маховик 1, установленный в опорах 2, и корпус 3. Между опорами 2 и полостью 4 корпуса 3 помещены бесконтактные уплотнения 5, например лабиринтно- винтовые или импеллерные. Управляемый клапан 6, сообщающий полость 4 корпуса с атмосферой, может быть установлен в корпусе 3 и снабжен приводом принудительного включения-выключения (на черт, не показано) или на маховике 1 и выполнен центробежным, нормально открытым. Полость 4 связана с вакуумным насосом 7,подключа- емым к валу маховика через муфту 8 и редуктор 9.Смазка опор 2 осуществляется масляным тумаком для чего опоры 2 снабжены ваннами 10 и 11. На УорпусеЗустановленпредохранительныйклапан12.

Изобретение охватывает также варианты конструкции, в которых опоры 2 размещены в полости 4, т.е. бесконтактные

fe

00

Jb

Jbb

VI

О ЧЭ

CJ

уплотнения 5 и опоры 2 переменены местами, а также консольное размещение маховика 1.

Накопитель работает следующим образом.

При неподвижном маховике 1 полость А сообщена с атмосферой, клапан 6 открыт. Разгон маховика 1 осуществляется от любого источника энергия (не показан). До определенной частоты вращения маховика 1 клапан 6 остается открытым, после закрытия клапана 6 включается муфта 8 (привод не показан), связывающая вакуумный насос 7 и источником энергии, воздух откачивается из полости 4. При этом за счет создаваемого перепада давления с двух сторон бесконтактных уплотнений 5 масло поступает в их рабочую зону, например, в винтовую полость. Частота вращения, при которой закрывается клапан 6 и начинается откачка воздуха, выбирается так, что перепад давления, создаваемый бесконтактными уплотнениями 5 заведомо больше, чем перепад давления, обеспечиваемый вакуумным насосом 7. Ограничение создаваемого разряжения обеспечивается предохранительным клапаном 12, открытие которого сигнализирует о необходимости отключения вакуумного насоса 7. Эти действия могут осуществляться оператором или системой управления.

Отключение вакуумного насоса 7 может быть осуществлено как до разгона маховика 1 до максимальной рабочей частоты вращения, так и после. Например при использовании обычных вакуумных насосов производительностью 1,0 ... 2,0 л/с разряжение будет создано для маховика диаметром 1 м и высотой 200 мм за 30 с, т.е. значительно раньше полного разгона маховика.

Маховичный накопитель эксплуатируют при частотах вращения, соответствующих закрытому положению клапана б, т.е. при надежной работе бесконтактных уплотнений 7. При падении частоты вращения маховика 1 до минимальной рабочей обеспечивают его подзарядку от внешнего источника энергии. По мере уменьшения разряжения подключают вакуумный насос 7. По окончании эксплуатации устройства

частота вращения маховика 1 уменьшается ниже минимальной рабочей, при этом снижается уплотнительная способность бесконтактных уплотнений 5. При некоторой

частоте вращения уплотнения 5 должны были бы раскрыться, т.е. масло должно было бы выдавиться атмосферным давлением в камеру вращения (полость 4). Однако прежде открывается клапан 6, давление с обеих

сторон бесконтактных уплотнений 5 выравнивается и масло выгоняется из уплотнений 5 в масляные ванны 10 и 11. Разгерметизация полости 4 приводит к увеличению вентиляционных потерь, что благоприятно

сказывается на долговечности опор, т.к. сокращается непроизводительный выбег маховика 1. При этом мощность вентиляционных потерь выбирается равной как при максимальной рабочей частоте вращения маховика в герметизированной полости 4, так и в разгерметизированной при открытом клапане 6.

Формулаизобретения

1. Маховичный накопитель, содержащий полый корпус с установленными на его торцах опорами, размещенный в полости корпуса маховик, связанный валом с опорами, бесконтактные уплотнения, установленные на соответствующих торцах корпуса и маховика, управляемый клапан, одно из отверстий которого соединено с атмосферой, и средство для создания разрежения в полости корпуса, отличающийся тем, что,

с целью повышения надежности и КПД ма- ховичного накопителя, другое отверстие управляемого клапана соединено с полостью корпуса, а средство для создания разрежения в полости корпуса выполнено в виде

вакуумного насоса.

2. Накопитель по п.1, о т л и ч а ю щи й- с я тем, что управляемый клапан установлен в корпусе.

3. Накопитель по п.1, от л и ч а ю щи й- с я тем, что управляемый клапан выполнен центробежным, нормально открытым и установлен на валу маховика.

4. Накопитель по п.1, о т л и ч а Ю щ и й- с я тем, что бесконтактные уплотнения раз- мещены между опорами и полостью корпуса.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, аккумулирующим энергию с помощью маховика. Сущность: в полости 4 корпусе 3 накопителя размещен маховик 1, связанный валом с опорами 2 на торцах корпуса, между опорами и маховиком размещены бесконтактные уплотнения 5, управляемый клапан 6, отверстие которого соединено с атмосферой, а другое - с полостью корпуса. Средство для создания разрежения в полости корпуса выполнено в виде вакуумного насоса 7. 3 з.п, ф-лы, 1 ил.