(54) ГИДРОСИЛОВАЯ УСТАНОВКА
Г .
Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано в стационарных и транспортных энергосиловых установках с роторными двигателями внутреннего сгораний.
Известны гидросиловые установки, содержащие двигатель-насос, выполненный в виде роторного двигателя с жидкостным кольцом, ротор которого представляет собой установленный на полом со щелевыми окнами валу барабан с радиальными лопатками. Камеры сгорания образованы внутренней поверхностью барабана, внешней вала и боковыми лопаток. Двигатель-насос снабжен аккумулятором давления и гидромотором, один из которых кинематически связан с двигателем-насосом 11.
Недостатками указанного устройства являются малая степень сжатия, что снижает мощность и КПД установки и низкая надежность ввиду значительных оборотов ротора, требуемых для обеспечения работоспособности.
Наиболее близкой к предлагаемой является гидросиловая установка, содержащая двигатель-насос в виде корпуса с патрубками подвода и отвода рабочей жидкости, соединенными с потребителем и цилиндрической камерой с соосно установленным в ней ротором, имеющим радиально ориентированные лопатки, соприкасающиеся с внутренней поверхностью цилиндрической камеры корпуса и образующие между собой и корпусом емкости, соединенные выполненными в роторе газоподающими отверстиями с газораспределительными и топливоподающими устройствами С27«
Недостатками известного устройства являются нйз:кий КПД и малая литровая мощность.
Цель изобретения - повышение лит20ровой мощности и термического КПД установки путем организации последовательного сжатия и расширения газа жидкостью различного давления. 396 Указанная цель достигается тем, что D установке, содержащей двигатель насос в виде корпуса с патрубками подвода и отвода рабочей жидкости, соединенными с потребителем и цилиндрической камерой с соосно установленным о ней ротором, имеющим радиально ориентированные лопатки, соприкасающиеся с внутренней поверхностью цилиндрической камеры корпуса и образующие между собой и корпусом емкости, соединенные выполненными в роторе газоподающими отверстиями с газо распределительным устройством и снабженные топливоподающими устройствами, корпус снабжен оболочкой с радиальными перегородками, образующей с ним полости, на внутренней стенке корпуса выполнены окна, соединяющие полости корпуса с емкостями ротора, причем патрубки для рабочей жидкости, соединенные с соответствующими полостями корпуса, подключены к нескольким изолированным один от другого йккумуляторам давления, а полости корпуса попарно соединяют окна подвода и отво да рабочей жидкости. На торцовых сторонах ротора выполнены камеры сгорания, каждая из которых соединена с соответствующей меж лопаточнои емкостью ротора. Кроме того, лопатки ротора выполнены издгнутыми выпуклостью в сторону вращения ротора. На фиг. 1 представлена пневмогидросхема предлагаемой гидросиловой установки; на фиг. 2 - конструктивная схема двигателя-насоса, поперечный разрез; на фиг. 3 - то же, продольны разрез. Установка (фиг. 1) содержит двигатель-насос 1, подсоединенный мембр нами 2-4 с гидроаккумуляторами 5-7 с ответственно пониженного, промежуточ ного и высокого давления, которые, в свою очередь, трубопроводами 8-10 подсоединены к.потребителям гидроэнергии - гидромотору 11 внешней нагрузки и гидромотору 12, связанному приводом 13 с двигателем-насосом 1. Гидромоторы 11 и 12 связаны сливными трубопроводами 14 и 15 с гидроаккумулятором 16 низкого давления, который соединен с двигателем-насосом 1 . Дпигатель-насос 1 (фиг. 2 и З) со держит корпус 17 с патрубками 18 и 1 подвода м-отвода рабочей жидкости 54 (не показаны) и оболочкой 20 с радиальными перегородками 21, образующей с корпусом 17 полости 22 и 23. Внутренняя стена 24 корпуса 17 образует цилиндрическую камеру -25, в которой соосно установлен ротор 26, имеющий радиально ориентированные лопатки 27, соприкасающиеся с внутренней поверхностью стенки 2k цилиндрической камеры 25 корпуса 17. Лопатки 27 могут быть обандажены и образуют между собой и с корпусом 17 емкости 28-35, соединенные с выполненными в роторе 26 газоподающими отверстиями 36, с газ9распределительным устройством в виде трубы 37, с окном 38. На корпусе также выполнен патрубок 39 отвода продуктов сгорания. На внутренней стенке 2k корпуса 17 выполнены окна kO-k6, соединяющие полости 22 и 23 корпуса с емкостями 28-35 ротора. Окно 10 соединено патрубком 18 подачи жидкости низкого давления через сливной трубопровод 14 с гидроаккумулятором 16 низкого давления. Окно k соединено полостью 22 с окном 45 и с магистралью 2 пониженного давления. Окно 42 соединено полостью 23 с окном 44 и с магистралью 3 промежуточного давления. Окно 43 соединено патрубком 19 с магистралью 4 высокого давления. OICHO 46 соединено с выхлопным патрубком 39. В варианте выполнения установки (фиг. З) на торцовых сторонах 47 корпуса 17 выполнены камеры 48 сгорания, каждая из которых соединена с соответствующей межлопаточной емкостью 2835 ротора 26. На камерах 48 сгорания установлены устройства 49 для подачи топлива, например форсунки. Лопатки 27 ротора 26 могут быть выполнены.изогнутыми выпуклостью в сторону вращения ротора. Двигательнасос 1 может быть также оснащен системой воспламенения горючей смеси. Гидросиловая установка работает следующим образом. При совпадении отверстия Зб емкссти 28 с окном 38 трубы 37 в емкость 28 подается воздух (в случае осуществления дизельного цикла) или горючая смесь для цикла, частично заполняя ее свежим зарядом. В это время емкость 29 соединяется с патрубком 18 жидкости низкого давления, которая запопняет часть емкости 29, предварительЙо сжимая заполнивший ее при нахождеНИИ в емкости 28 газ. Жидкость при этом под действием центробежных сил вращения ротора 2б располагается по периЛерии емкости 29. В емкость 30, соединенную окном 1 и полостью 22 с магистралью 2 пониженного давления, из аккумулятора 5 давления поступает жидкость, осуществляющая сжатие находящегося в емкости 30 газа, В емкости 31, соединенной окном 2.с магистралью 3 промежуточного давления, осуществляется дальнейшее сжатие находящегося в емкости 31 газа, после чего при закрытии окна 2 лопаткой 27 осуществляется впрыск топлива в камеру сгорания (или воспламенение сжатой горючей смеси при организации рабочего процесса по циклу Отто). Давление в емкости 32 при этом повышается и располагающаяся по периферии ротора 2б жидкость вытесняется под этим давлением через окно k3 и патрубок 19 в магистраль 5 высокого давления, откуда она может поступать к потребителям. Жидкость из емкости 33 находится под промежуточным давлением и через окно 25 поступает в полость 23, отку да она частично расходуется на сжатие газа в полости 30 через окно 41 а частично поступает через магистраль 4 в аккумулятор 6 промежуточно давления и может впоследствии быть полезно использована в гидромоторах и 12. Жидкость из емкости 34 находит ся под пониженным давлением и через окно 45 поступает в полость 22, откуда частично расходуется на сжатие газа в емкости 30 через окно 41, а частично может поступать через магис раль 3 в аккумулятор 5 пониженного Давления и в дальнейшем быть полезно использована в гидромоторах 11 и 12 Наконец, остаток жидкости и выхлопные газы после их расширения в емкостях 28-35 через окно 46 отводится в выхлопной патрубок 39 Таким образом, с точки зрения организации рабочего процесса сгорания в полостях 28-31 (Фчг. 2) осуществляется такт сжатия, в полости 32 - сгора1ние и начало такта расширения, в полостях 33-34 - расширение и в полости 35 - выхлоп. Рабочая жид кость, находящаяся в аккумуляторах.5 давления, направляется в гидромотор 12, необходимый для привода во вращение ротора 2б мотора-насоса 1 и в гидромотор 11 для привода полезной нагрузки, после чего вся отра4ботавшая жидкость или ее часть накапливается в аккумуляторе 16 низкого давления. При выполнении лопаток 27 изогнутыми выпуклостью в сторону вращения ротора на роторе 26 как при подаче через окна жидкости, так и при ее истечении через окна k345, возникает крутящий момент в сторону вра.щения ротора, облегчающий . работу гидромотора 12. Регулирование мощности гидросиловой установки осуществляется путем перераспределения, потока рабочей жидкости между гидромоторами 11 и 12, а также подводом топлива в устройство 49. Иидкость под давлением может быть использована как в замкнутой гидросиловой системе (фиг. 1), так и в разомкнутойj например, для прокачки воды для орошения. В изобретении за счет применения ступенчатого сжатия и расширения гаf Рабочей жидкостью различного давления существенно повышается термодинамический КПД установки, степень сжатия и литровая мощность двигателя насоса, обеспечивается компактностью гидросиловой установки. Формула изобретения {.Гидросиловая установка, содержаая двигатель-насос в виде корпуса патрубками подвода и отвода рабоей жидкости, соединенными с потребиелем и цилиндрической камерой.с установленным в ней ротором, меющим радиально ориентированные лопатки, соприкасающиеся с внутренней поверхностью цилиндрической камеры корпуса и образующие между собой и с корпусом емкости, соединенные выполненными в роторе газоподающими отверстиями с газораспределительным устройством и снабженные топливоподающими устройствами, отличающаяся тем, что, с целью повышения литровой мощности и термического КПД установки путем организации последовательного сжатия и расширения газа жидкостью давления корпус снабжен оболочкой с радиальными перегородками, образующей с ним полости, на внутренней стенке корпуса выполнены ок- на, соединяющие полости корпуса с емкостями ротора, причем патрубки для 79бИ рабочей жидкости, соединенные с соответствующими полостями корпуса, подключены к нескольким изолированным один от другого аккумуляторам давления, а полости корпуса попарно соединяют ок- 5 на подвода и отвода рабочей жидкости. 2. Установка по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что на торцовых сторонах ротора выполнены камеры сгорания, каждая из которых соединена с соответ ствующей межлопаточной емкостью ротора. 53. Установка по п. 1,отлича ю щ а я с я тем, что лопатки ротора выполнены изогнутыми выпуклостью в сторону вращения ротора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Vf 91751, кл. F nt С 7/00, 1956. 2. Патент США № , кл. 103-1, 1969 (прототип).
4J ff .23
Фиг. 2
