Устройство для использования энергии испытуемых на стендах моторов Советский патент 1941 года по МПК G01M15/00 

Предлагаемое изобретение касается уже известных устройств для использования энергии испытываемых на стендах моторов, в частности, авиационных, при посредстве генератора электрической энергии, присоединяемого к сети, питающей какую-либо нагрузку, вал которого соединяется с валом испытываемого мотора сцепной муфтой того или иного типа, например гидравлической муфтой.

Основной трудностью при осуществлении подобного рода устройств является то, что вал генератора должен вращаться с постоянной скоростью, тогда как скорость вращения вала авиамотора во Время испытания изменяется в щироких пределах.

Предлагаемое изобретение имеет целью устранение упомянутого недостатка и состоит в такой форме выполнения устройства, при которой имеется возможность автоматически поддерживать постоянной скорость вращения генератора электрической энергии при изменениях скорости вращения вала авиамотора.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из электрического генератора 1, присоединенного к сети через трансформатор 2, гидравлической муфты 3 и приспособления для поглощения излишней энергии, выполненного в виде гидравлической турбины 4 с гидравлическим тормозом 5.

Гидравлическая муфта 3 состоит из лопастного колеса 6 центробежного насоса и колеса 7 гидравлической турбины, помещенных в общий корпус, внутреннее пространство которого заполнено жидкостью (маслом).

Колесо 6 центробежного насоса насажено на ведущий вал 8, приводимый во -вращение от вала 9 авиамотора, а колесо 7. гидравлической турбины насажено на ведомый вал 10 генератора 1.

Очевидно, что сцепление валов 8 и 10 муфтой 3 будет осуществляться только в том случае, когда корпус муфты будет заполнен жидкостью, при удалении же жидкости валы будут расцепляться. Посредством выщеописанной муфты можно быстро на ходу включать и выключать генератор (впуская и выпуская жидкость).

При вращении ведущего вала 8 насос подает жидкость в направлении.

указанном на чертеже стрелкой, в турбинное колесо 7, откуда эта жидкость вновь засасывается насосом. При протекании жидкости через колесо 7 последнее будет вращаться и приводить во вращение ведомый вал 10.

Колесо- гидравлической турбины будет вращаться медленнее колеса центробежного насоса (вообще говоря, меняя размеры колес, можно осуществить некоторое передаточное число).

С целью устранения нагрева жидкости может быть предусмотрена постепенная ее смена путем приоткрывания спускных отверстий и осуществления непрерывной подачи свежей жидкости внутрь муфты либо для охлаждения может быть использован холодильник.

Для обеспечения постоянства скорости вращения вала генератора между постоянным направляющим аппаратом 11, предназначенным для направления жидкости в колесо 7 гидротурбины, и входом в это колесо установлены расположенные на кольце 12 поворотные лопатки 13, посредством которых автоматически регулируется величина потока жидкости. Лопатки 13 управляются сервомотором 14, приводимым в действие от регулятора скорости 15, сцепленного зубчатой передачей с валом генератора 1. Вышеуказанный регулятор скорости обычно имеется у каждой гидротурбины, вращающей электрический генератор.

С целью обеспечения бесперебойной работы устройства в том случае, если количество энергии, передаваемое от авиамотОра, будет превышать количество энергии, потребное для нормальной работы генератора 1, в устройстве предусмотрено приспособление для поглощения излишней энергии, состоящее из гидравлической турбины 4, на валу которой установлен гидравлический (водяной) тормоз 5.

Турбина 4 присоединена к муфте 3 Бри посредстве трубопроводов, одним из которых является полость внутри вала 10, и двух клапанов 16 и 17; клапан 16 работает при избытке давления внутри муфты 3 и перепускает при этом избыток жидкости из пространства внутри муфты 3 в турбину 4, а клапан 17 является обратным и, допуская протекание жидкости из турбиHbi 4 в муфту 3, препятствует протеканию жидкости в обратном направлении.

Гидравлический тормоз 5 должен иметь ограничитель скорости для предупреждения разноса.

Ниже приводится описание устройства.

При работе авиамотора колесо центробежного насоса подает жидкость в турбинное колесо, которое вращает вал генератора. При увеличении числа оборотов авиамотора генератор, дойдя до предельной скорости, вращается равномерно, так как регулятор скорости не допускает попадания излишней жидкости в турбинное колесо. При этом генератор постепенно принимает нагрузку присоединенной к нему сети и, наконец, загружается полностью. В дальнейшем, если вал авиамотора начинает вращаться со скоростью большей, чем та, на которую отрегулировано устройство, то давление внутри муфты 3 повышается и срабатывает клапан 16, перепускающий жидкость в гидротурбину 4, снабженную тормозом 5.

Жидкость, поступающая в гидротурбину через клапан 17, вновь поступает в колесо 6 центробежного насоса. Через гидротормоз пропускается вода в таком количестве, чтобы он не достигал предельной скорости.

В заключение необходимо указать, что, в случае необходимости на валу авиамотора можно оставить одно центробежное колесо, а гидротурбину и генератор вынести в отдельное помещение.

Предлагаемое устройство не изменяет существующего метода измерения крутящего момента авиадвигателя. При испытании необходимо лишь авиамотор установить на люльке балансового станка, а корпус гидромуфты жестко укрепить к станине балансового стайка. На вышеуказанном балансовом станке и замеряется крутящий момент, опрокидывающий корпус авиамотора.

На вал генератора, в случае необходимости, может быть насажен маховик 18, который может облегчить работу автоматического регулятора скорости. Генератор при этом будет работать надежнее при быстрых переменах режима работы авиам1отора, которое