Гидробак Советский патент 1982 года по МПК F15B13/02 

(54) ГИДРОБАК

1

Изобретение относится к гидросистемам дорожных и строительных машин и может быть использовано в гидроприводах для хранения раббочей жидкости и охлаждения в экскаваторах с двигателями внутреннего сгорания.

Наиболее близким к предлагаемому является гидробак, содержащий расположенные соосно наружную и внутреннюю, частично заполненную рабочей жидкостью, гидросистемы, секции, одна из которых заполнена газообразным аммиаком, впускной и сливной, патрубки, размещенные на внутренней секции, и патрубок, установленный в наружной секции 1.

Недостаткем гидробака является то, что в нем не используется тепло рабочей жидкости гидросистемы, вследствие чего у него имеется пониженный коэффициент полезного действия.

Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия путем утилизации тепла рабочей жидкости гидросистемы.

Эта цель достигается тем, что наружная секция снабжена вторым патрубком, образуя совместно с обоими патрубками изолированный от внутренней секции контур, а также - теплообменником в виде соединенных между собой труб с наружной поверхностью, покрытой материалом пористой структуры, при этом теплообменник в верхней части соединен с газовой полостью внутренней секции магистралью с обратным клапаном, а в нижней части - с впускны.м патрубком магистралью, в которой установлен управляющий обратный клапан.

Кроме того, управляемый обратный кла10пан снабжен выходным отверстием с распылителем и запорным элементом с поршнем, помещенным 6 полость управления, которая магистралью соединена со сливным патрубком.

На фиг. 1 показана схема гидробака; на

15 фиг. 2 - управляемый обратный клапан.

Гидробак содержит наружную 1 и внутреннюю 2 секции. Последняя частично заполнена рабочей жидкостью гидросистемы. Те же секции имеют газовые полости 3 и 4,

20 при этом газовая полость 3 заполнена газообразным аммиаком, а газовая полость 4 находится под вакуумом и может содержать пары жидкости, например топлива, помещенного в наружной секции 1. Внутренняя секция 2 снабжена впускным 5 и сливным 6 патрубками, через которые осуществляется циркуляция рабочей жидкости гидросистемы. Патрубки 7 и 8 на наружной секции 1 вместе с последней образуют изолированный от внутренней секции 2 контур жидкости, в качестве которой может быть, например, топливо, подводимое к гидробаку из емкости 9. Внутри секции 2 установлена перегородка 10 между впускным 5 и сливным 6 патрубками. Внутри секции 1 помещен теплообменник 11 с.верхним 12 и нижним 13 коллекторами. Теплообменник 11 содержит соединенные между собой через упомянутые коллекторы трубы 14 с наружной поверхностью, покрытой материалом пористой структуры, например войлоком (отд-ельно не обозначено). Внутри труб содержится некоторое количество жидкого аммиака в объеме, составляющем 5-10% от объема труб 14.

Верхний коллектор 12 и газовая полость 3 соединены магистралью 15 с обратным клапаном 16. Нижний коллектор 13 соединен магистралью 17 с управляемым обратным клапаном 18. Последний (см. фиг. 2) имеет выходное отверстие 19 с распылителем 20 и снабжен запорным элементом 21 с порщнем 22, который помещен в полость 23 управления. Последняя с помощью магистрали 24 соединена со сливным патрубко.м 6. Гидробак снабжен запорными кранами 25 и 26 и подсоединяется к гидросистеме

27через патрубок 8 и кран 26. Гидросистема включает емкость 9 с топливом, дроссель

28и всасывающий патрубок 29 двигателя внутреннего сгорания (не показан).

Гидробак вместе с подсоединенной к нему гидросистемой 27 работает следующим образом.

В исходном положении (см. фиг. 1) краны 25 и 26 закрыты. При этом давление газообразного аммиака в полости 3 и внутритрубном пространстве теплообменника 11 определяется температурой окружающего воздуха. В начале рабогы жидкость (топливо) в наружной секции 1 отсутствует. С началом работы рабочая жидкость гидросистемы заключается в секции 2 и под давлением газообразного аммиака в газовой полости 3 поступает в насос гидросистемы (не показан) через сливной патрубок 6. Через впускной патрубок 5 та же жидкость возвращается в секцию- 2, переливаясь через перегородку 10, и вновь поступает на вход сливного патрубка 6.

Избыточное давление газообразного аммиака способствует лучщему заполнению насоса и исключению кавитации на его входе. При достижении в рабочей жидкости гидросистемы температуры 313-323 К открываются краны 25 и 26. В результате этого, при увеличении количества рабочей жидкости в секции 2 (из-за снижения потребления ее-в-.г-идросистсме), увеличивается ее

уровень и повыщается давление в газовой полости 3. В результате этого пары аммиака через открытый обратный клапан 16 поступают в полость труб 14 теплообменника 11, вызывая тем самым повыщение в них давления. После открытия крана 26 газовая полость 4 оказывается под разрежением, характерным для всасывающего патрубка 29 двигателя внутреннего сгорания. Пр« разрежении в газовой полости 4 начинает поступать топливо в секцию 1 из емкости 9 через

дроссель 28. Под действием капиллярных сил топливо пропитывает материал на трубах 14 по всей их высоте. Этому же способствует разрежение в газовой полости 4. При вспомогательных операциях, связанных с увеличением потребления рабочей жидкости, ее уровень в секции 2 снижается и давление в газовой полости 3 падает. Обратный клапан 16 при этом закрывается, благодаря чему давление в трубах 14 остается практически неизменным. Последнее обстоятельство вызывает срабатывание управляемого обратногоклапана 18 и поступление жидкого аммиака в виде струек в массу рабочей жидкости гидросистемы в секции 2.

Струйки аммиака охлаждают эту жидкость и превращаются в пузырьки газа, поднимающегося в части секции 2 до газовой полости 3. Благодаря медленному перемещению жидкости в секции 2 пузырьки газа

не увлекаются в сливной патрубок 6 и способствуют лучщему охлаждению самой жидкости. При срабатывании управляемого обратного клапана 18 уменьщается давление на порщень 22 и запорный элемент 21 отходит от запираемого им выходного отверстия

19, обеспечивая тем самым поступление аммиака в секцию 2. В период выполнения операций, сопровождающихся уменьщение.м потребления рабочей жидкости гидросистемы, уровень ее в секции 2 вновь поднимается и обеспечивает подпитку газообразны.м аммиаком из газовой полости 3 внутритрубного пространства теплообменника 11. При поступлении в последний газообразного аммиака его температура практически равна температуре рабочей жидкости в секции 2.

Аммиак в теплообменнике 11 отдает тепло топливу, пропитавщему пористый материал, это способствует испарению топлива и поступлению его паров во всасывающий патрубок 29 и далее в двигатель внутреннего сгорания, где он сгорает. Между испарившимся количеством топлива и поступающим в секцию через дроссель 28 устанавливается равновесие и уровень топлива в секции 1 стабилизируется. При многократном чередовании операций, сопровождающихся изменением уровня рабочей жидкости в секции 2, происходит периодическое впрыскивание жидкого аммиака в полость секции 2 и охлаждение рабочей жидкости.

Одновременно происходит периодическая конденсация паров аммиака, поступаюш,его в теплообменник 11 из газовой полости 3. Таким образом, для прокачки теплоносителя - аммиака используют колебание уровня жидкости в секции 2.

Изобретение может обеспечить избыточное давление на входе насоса гидросистемы с исключением кавитации, охлаждение рабочей жидкости с использованием отводимого ею тепла, уменьшение потребного объема рабочей жидкости, что связано с повышением КПД гидробака.

Формула изобретения

отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия путем утилизации тепла рабочей жидкости гидросистемы, наружная секция снабжена вторым патрубком, образуя совместно с обоими патрубками изолированный от внутренней секции контур, а также теплообменником в виде соединенных между собой труб с наружной поверхностью, покрытой материалом пористой структуры, при этом теплообменник в верхней части соединен с газовой полостью внутренней секции магистралью с обратным клапаном, а в нижней части - с впускным патрубком магистралью, в которой установлен управляемый обратный клапан.

го

19