Гидроаккумулятор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1827446 А 1 5)5 . Е АТЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕВЕДОМСТВО ССС(ГОСПАТЕНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ институт лег- И.В.Петко и ССР 87,но- сти я к машиезопаснарасширение ностей, Сущ(71) Киевский технологическийкой промышленности(56) Авторское свидетельство СМ 1355733, кл. Е 15 В 1/047, 1(57) Использование; относитсстроению. цель: повышение бэксплуатации оборудования иего технологических возмож ность изобретения: гидроаккумулятор содержит корпус 1, внутри которого размещены непроницаемый сосуд 4 в виде трубки,образующий полость 7, заполненную аккумулирующей средой, и разделитель в виде жидкости, не растворяющей в себе аккумулирующую среду и рабочую жидкость, В качестве аккумулирующей среды при этом использована жидкость, более сжимаемая по сравнению с рабочей жидкостью. Длина трубки 4 выбирается а зависимости от размеров элементов гидроаккумулятора и свойств аккумулирующей жидкости, 2 ил.Изобретение относится к машиностроению; а именно - к аккумуляторам энергии жидкости, и может быть использовано для сглаживания колебаний давления в гидро" системах высокого и сверхвысокого давления, например, в установках для резания материалов высокоскоростной струей жидкости.Цель изобретения - повышение безопасности эксплуатации оборудования и расширение его технологических возможностей,В предлагаемом гидроаккумуляторе в , качестве аккумулирующей среды использована любая жидкость, обладающая большей сжимаемостью по сравнению с рабочей. Вместе стем, выполнение непроницаемого сосуда в виде трубки, длиной по установленной зависимостигРРН ,бН.,бополностью исключает утечки разделительной и аккумулирующей жидкостей в гидро. систему при отсутствии давления в ней безприменения запорных устройств и попадание рабочей жидкости из трубки в.полостьгидроаккумулятора при достикении в системе максимального рабочего давления. Использование же в качестве разделителяжидкости устраняет гистереэис и инерционность работы аккумулитора, что повышаеткачество его работы.На фиг.1 представлен гидроаккумулятор, общий вид в разрезе; на фиг.2- расчетная схема гидроаккумулятора.Гидроаккумулятор (см, фиг. 1) содержиткорпус 1 с каналами 2 и 3 для подвода соответственно рабочей и аккумулирующейжидкостей, в полости которого размещенынепроницаемый сосуд 4 в виде трубки, верхний конец которой герметично соединен сканалом 2, а нижний - погружен в слой разделительной жидкости Б, образуя при этомдве полости 6 и 7, одна из которых- полость6. - заполнена разделительной жидкостью,а другая - полость 7 - заполнена аккумулирующей жидкостью.Работает аккумулятор следующим образом,Перед началом работы канал 3 для подвода аккумулирующей среды герметично закрывается пробкой 8, затем давление вгидросистеме начинают повышать до требуемого значения. При этом рабочая жидкостьпо каналу 2 поступает в полость 6, вытесняяиз нее в полость 7 разделительную жидкость. В результате этого происходит,сжатие аккумулирующей жидкости и, следовательно; накапливание аккумулятором энергии.При снижении давления в гидросистеме Б аккумулирующая жидкость начинает расширяться, вытесняя из полости 7 в полость 6 разделительную жидкость Б, которая в свою очередь вытесняет рабочую жидкость из полости 6 в гидросистему, компенсируя при 10 этом в ней падения давления.Если давление Р в системе изменяетсяна некоторую величину бР, то это приводит к изменению объема рабочей жидкости в трубке 4 на величину бЧР, определяемую 1 Б выражениембЧР - бо бЬ,й 220 где бЬ - изменение высоты слоя, разделительной жидкости Б в трубке 4 при изменении давления бР (см. фиг.2), а также к изменению высоты б Н слоя разделительной жидкости Б в полости 7 гидроаккумулятора 26 и, как следствие этого, к изменению объемааккумулирующей жидкости на бЧа,бЧа= г(2 - б 12) бН30илиОЧа = -ф Чао.бР, (3)2 2ЗБ . 4,Чао= - (О - б 1) (Но Н)- объем аккумулирующей жидкости в полости 7 при атмосферном давлении (Р щ О),Приравняв правые части выражений (2)и (3), можно найти:40бН -ф(Но" Н) бР (4)Если в качестве разделителя использована малосжимаемая жидкость, например,жидко-металлический сплав, то можно при 4 Б нять бЧр - бЧа. Следовательно, из выражений (1) и (2) получимбо 2 би ф - б 12) биБО или с учетом формулы (4)богадо 2- б 1)(н;Н) бР (6)Из выражения (6) следует, чтоББба - ф (Но-Н) бР (7)боПосле интегрирования равенства (7) подавлению в пределах от 0 до максимального1827446 10 15 40 50 значения рабочего давления Р 1, перемещение в трубке 4 поверхности раздела двух фаз: рабочая жидкость - разделитель или, другими словами, минимальную высоту слоя разделительной жидкости в трубке, при которой при повышении давления в системе от 0 до максимума вся разделительная жидкость не. будет вытеснена из трубки 4 в полость 7 и не произойдет попадание рабочей жидкости в полость 7: 6 а 1 п )3 - (Но - Н 2) Р 1, (8) С 8 - б бо где Н 2 - высота слоя разделительной жидкости в полости 7 при отсутствии давления в гидросистеме;Но" Н 2" Н 1 - высота слоя аккумулиру. ющей жидкости в полости гидрааккумулятора при отсутствии давления в гидросистеме.Следует учитывать, что минимальная длина трубки 4 должна быть больше Ьп)ь, т.к. в противном случае будет возможен выход рабочей жидкости иэ трубки в полость 7, вмеСте с тем, длина трубки 4 должна быть меньше длины Но полости гидроаккумулятора, чтобы обеспечивалось свободное перетекание разделительной жидкости из трубки 4 в полость 7. Тогда можно записать соотношение, из которого следует определять требуемую длину трубки: В соответствии с описанием технического решения в Киевском технологическом институте легкой промышленности разработан и изготовлен гидроаккумулятор с объемом полости 2,1 л, Внутренний диаметр полости Рмм,длина полости Но 1085 мм, высота слоя аккумулирующей жидкости в полости гидроаккумулятара при отсутствии дааления в гидросистеме Н -1080 мм. Гидроэккумулятор рассчитан на максимальное рабочее давление Р 1- 400 МПа. В качестве аккумулирующей жидкости использован метиловый спирт (коэффициент сжимаемости ф,55 10, МПэ ), в качестве разделителя - жидкометаллический сплав при следующем соотношении компонентов (мас,): . галлий - 88, олово - 12. Наружный и вну 1- ренний диаметры трубки выбраны соответственна б "27 мм, Ймм. Длина трубки определена при помощи соотношения (9):855,104 005-0,027 х0,0252х 1,08 4001,085 или1,0471,085 м,С учетом полученных ре ультэтов расчетов конструктивно длина трубки равна= 1,083 мм, что соответствует заявленным требованиям. Следует отметить, что в случае. применения трубки с меньшим диамером для обеспечения работоспособности гидраэккумуляторэ ее длина должна превышать длину полости гидрсаккумулятора, чта нерационально с конструктивной точки зрения. В та же время, увеличение диаметра трубки приводит к повышению требуемого сабьемэ полости гидрсаккумулятора, вследствие чего возрастают его размеры и масса,При работе такого предлагаемого гидрсаккумулятарэ в гидросистеме установки для разрезания материалов высокоскарост 20 най струей жидкости при рабочем давлении жидкости - воды - 400 МПа и ее расходе - 15,5 см /с в случае прекращения подачи воды в систему.в течение 0,3 с падение давленив в ней не превышало 4 МПа или 1 от рабочего давления. В случае же применения в качестве аккумулирующей среды самой рабочей жидкости - воды - как, например, в описанном выше ресивере, объем полости аккумулятора, способный обеспечить такую же стабильность рабочего давления, должен быть не менее 2,7 л или в 1,3 раза больше.Использование предлагаемого гидрааккумулятора позволяет существенно повысить безопасность его эксплуатации при высоких и сверхвысоких давлениях, так как в нем отсутствуют полости, заполненные газом, благодаря чему существенно снижается опасность травмирования абслуживающега персонала и повреждения оборудования в случае разрыва корпуса аккумулятора. Вместе в темв предлагаемом гидрааккумуляторе начальное давление (давление зарядки) равно атмосФерному, в связи с чем устраняется необходимость применения специальных запирающих устройств, препятствующих выходу разделительной и аккумулирующей жидкостей при снижении давления в гидросистеме, Кроме того, предлагаемый гидро- аккумулятор может работать в широком диапазоне рабочих давлений без дополнительной перезарядки, что существенно расширяет его технологические возможности..Формула изобретения Гидрааккумулятор, содержащий корпус с каналами для подвода аккумулирующей среды и рабочей жидкости, внутри которого размещены непроницаемый сосуд. образующий одну из полостей, и разделитель вактор Л.Народная Т Корректор Н.Кешеля аказ 2348 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина; 10 виде жидкости, не растворяющей в себе аккумулирующую среду и рабочую жидкость,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения безопасности в эксплуатации . оборудования и расширения его технологи ческих возможностей, в качестве аккумулирующей среды использована жидкость, более сжимаемая по сравнению с рабочей жидкостью, непроницаемый сосуд выполнен в виде трубки, верхний конец которой 10 герметично соединен с каналом для подвода рабочей жидкости, а нижний погружен в разделитель, при этом длина трубки 1, длина ,полости гидроаккумулятора Но и высота слоя аккумулирующей жидкости в полости .15 гидроаккумулятора при отсутствии давления в гидросистеме Н 1 связаны между собойсоотношением 02 - дтф Р 1 Н 1 1 Но,богде О - . диаметр, полости гидроаккумулятора; еб 1 - наружный диаметр трубки;бо - внутренний диаметр трубки;ф- коэффициент сжимаемости аккумулирующей жидкости;Р 1 - максимальное рабочее давление в гидросистеме.