Электрогидравлический молот

)5 В 21 1 7/2 И ОПИСА К ДВТОРСК Е ИЗОБР СВИДЕТЕЛЬСТ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции кузнечного оборудования. Цель изобретения -- повышение КПД. Электрогидравлический молот содержит расположенные на рабочемцилиндре 4 электроразрядную камеру 7 ирасширительный цилиндр 14 с поршнем 15,шарнирно соединенным с шатуном 28 кривошипно-шатунного механизма, вал которого связан с ротором электрогенератора. Последний электрически соединен с генератором О импульсов тока. Его электроды 8 и 9 расположены в разрядной камере 7, а через осевые каналы в этих электродах осуществлен подвод топливной смеси через клапаны, управляемые поршнем 15. В нижнем положении последнего в камеру 7 впрыскивается топливная смесь и следует электрический разряд. В результате термоэлектрогидравлического процесса в рабочем цилиндре 4 происходит высокоскоростной удар бабы и возвратно-поступательное движение порги ня 15 в цилиндре 14вырабо гкой электричсской энергии для новой зарядки генератора О. 9 ил.Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкции кузнечно-штамповочного оборудования.Цель изобретения - повышение КГ 1 Дза счет утилизации неиспользованной энергии,На фиг. 1 изображен электрогидравлический молот, вид спереди; на фиг. 2то же, вид сбоку; на фиг. 3 - 8последовательность нанесения удара бабой в соответствии с движением поршня и разви- Отием процесса термоэлектрогидравлическогоразряда; на фиг, 9 - осуществляемыйв предлагаемом молоте комбинированныйтермоэлектрогидравлический цикл, координаты: энтропия - температура. 1 бЭлектрогидравлический молот содержитсмонтированные в станине 1 шабат 2,возвратные цилиндры 3, рабочий цилиндр 4с поршнем 5 бабы, заполненную рабочейжидкостью 6 электроразрядную камеру 7с электродами 8 и 9, а также генератор 10 20импульсов тока, имеюший управляемый включатель 11 с подвижным элементом 12.На электроразрядной камере 7 расположеноткрытый в сторону электроразрядной полости 13 расширительный цилиндр 14 с поршнем 15, который связан с преобразователем 16 механической энергии в электрицескую. В стенке цилиндра 14 предусмотрены впускные 17 и выпускные 18 окна, атакже узел 9 для подачи в электроразряд ую полость 13 то Пива и Окислителя, имеющий управляемый клапан 20с подвижным элементом 21, Электроды 8и 9 электрически соединены с выходомгенератора 10 импульсов тока. Подвижныеэлементы 12 и 21 соответственно управляемого включателя 11 и управляемого клапана 20 установлены с возможностью взаимодействия с поршнем 15 расширительного цилиндра 14. Преобразователь 16 механической энергии в электрическую электрически соединен с входом генератора 10импульсов тока. 41), Лабот 2 имеет подвижный стол 22 и два выталкивателя 23 и 24 для механизации процессов пода 1 и и удаления заготовок. Электроды 8 и 9 снабжены изоля ционными втулками 25. Генератор0 импуль сов тока включает в себя высоковольтный выпрямитель, накопительную емкость и высоковольтные блокировки не показаны) Поршень 15 имеет уплотнительные кольца 26. Для пополнения убыли рабочей жидкос ти 6 в стенках электроразрядной камеры 7 предусмотрен коленчатый канал, соединенный с источником рабоцей жидкости 6 (не показаны). Преобразователь 16 механической энергии в электрическую выполнен в виде электрог=нератора 27. Связь поршня 15 с электрогенератором 27 осуществляется посредством шатуна 28 и коленчатого вала 29, преобразуюгцих возвр:тно-поступательное движение во вращательное. Для нагнетания воздуха в впускные окна 17 используется также возвратно- поступательное движение поршня 15, для чего к верхнему торцу расширительного цилиндра 14 герметично присоединен картер 30 с клапанами 31. При этом впускные окна 17 расширительного цилиндра 14 связаны с внутренней полостью 32 картера 30 посредством канала 33, выполненного в стенке расширительного цилиндра 4. Узел 19 для подачи в электроразрядную полость 13 топлива и окислителя выполнен в виде плунжерного насоса 34 и трубопровода 35.Вход плунжерного насоса 34 подключен к расходному баку с топливом через насос низкого давления и топливный фильтр (не показаны), а выход - к электроразрядной полости 13 через осевой канал в электроде 8 не показан) и управляемый клапан 20. При использовании в качестве окислителя атмосферного воздуха предусмотрен трубопровод 36, связывающий электроразрядную полость 13 с подпорш невой полостью 37 расширительного цилиндра 14 через осевой канал в электроде 9 (не показан) и воздушный клапан 38. Выпускные окна 18 расширительного цилиндра 14 присоединены посредством патрубка 39 к фильтру-глушителю 40, служащему для снижения уровня шума и токсичности выпускных газов ю допустимых нормативами пределов. Для обеспечения равномерности врашения ротора 41 электрогенератора 27 предусмотрен маховик 42, установленный на коленцатом валу 29.Рабочими телами и агентами электро. гидрчвлицеского молота являются: рабоцая жидкость 6 электроразрядной камеры 7, например техническая вода; нагретая до ковочной температуры заготовка; электрицеский ток; импульсы тока; топливо, например дизельное; атмосферный воздух: электрический оазряд; электрогидравлицескис ударные волны; пар и газообразные продукты сгорания; выпускные газы; готовая деталь.Рабочая жидкость 6 заливается з электроразрядную камерунерея коленя атый канал (не показан).Нагретая до ковоцной тем 11 ературы заготовка посредством подвижного стола 22 и выгалкивателя 24 размещается в нижней цасти инструмента,не показан) на шаботе 2, верхняя часть инструмента (не показана) закреплена на бабе.Для пуска молота используется электрогенератор 27., работаюши й в двигательном режиме. Для этого злектрогенератор 2 отключается от генера-Ора 10 импульсов тока и подключается к электросети Происходит принудитс,.ьная раскрутка колен .атого вала 29 и из ;асходного бака подается тог 1 ливо, впрь;скиваемое в подпоршневую полость 37 через дополнительную форгунку (не локазанз), Воспламенение -;иаспы 1611537лового цикла е в ) в ,о в 6 в. Экономический эффект от внедрения изобретения обеспечи.4 вается за счет повышения КПД. Формула изобретения 5055 ленного топлива происходит от горячего сжатого воздуха.В режиме холостого хода электрогенератор 27 отключен от генератора 1 О импульсов тока и в молоте осуществляется дизельный цикл а - Ь - с - д - а. Вырабатываемая электроэнергия, если не предусмотрено отключение ротора 41 электрогенератора 27 с помощью выключаемой муфты от коленчатого вала 29, рекупирируется в электро-. сеть.При многоударном режиме работы электрогенератор 27 постоянно подключен к генератору 10 импульсов тока. При одноударном режиме работы при движении поршня 15 вверх электрогенератор 27 отключается от генератора 10 импульсов тока, а плунжерный насос 34 подает топливо в дополнительную форсунку. Молот переходит в режим холостого хода.В установившемся режиме электрогенератор 27 вырабатывает электроэнергию и через высоковольтный выпрямитель заряжает накопительную емкость генератора0 импульсов тока. Поршень 15 движется вверх,запасая потенциальную энергию. Подпоршневая полость 37 через впускное окно 17 заполняется зарядом свежего атмосферного воздуха, а выпускные газы удаляются через выпускное окно 18. При движении поршня 15 вниз запасенная потенциальная энергия трансформируется в кинетическую энергию. Впускные 17 и выпускные 18 окна перекрываются поршнем 15 и тем самым подпоршневая полость 37 расширительного цилиндра 14 герметизируется. В подпоршневой полости 3 расширительного цилиндра 14 атмосферный воздух сжимается поршнем 15, его температура и давление повышаются, а внутренняя энергия увеличивается. Баба удерживается возвратными цилиндрами 3 в верхнем положении. При этом ввиду малой сжимаемости рабочей жидкости 6 ее уровень в электроразрядной камере 7 сохраняется. Вблизи нижней мертвой точки подвижный элемент 12 управляемого включателя 11 взаимодействует с поршнем 15, включатель 11 срабатывает и накопительная емкость генератора 1 О импульсов тока быстро разряжается - мощный электромагнитный импульс подается на электроды 8 и 9, между которыми возникает растущий стример и образуется кавитационная полость. В это время подвижный элемент 21 управляемого клапана 20 взаимодействует с поршнем 15 и плунжернь.й насос 34 под большим давлением впрыскивает распыленное топливо в кавитационную полость. Туда же через сработавший воздушный клапан 38 поступает часть сжатого горячего воздуха. Происходит сго 1;ание топлива, температура и давление значительно возрастают, кавитационная полость увеличивается. Генерируется ударная волна, баба освобождается от возвратных цилиндров 3 и наносит вьсоко 5 .С 1= 25 30 35 скоростной удар по заготовке. Образующиеся в кавитационный полости и в подпоршневой полости 37 пар и продукты сгорания расширяются, их внутренняя энергия трансформируется в механическую работу, поршень 15 устремляется вверх, накапливая потенциальную энергию, и одновременно через шатун 28 и коленчатый вал 29 вращает ротор 41 электрогенератора 27. Поршень 15 открывает выпускные окна 18 и выпускные газы выбрасываются в фильтр- глушитель 40. При дальнейшем движении поршня 15 вверх подпоршневая полость 3; расширительного цилиндра 14 заполняе 1- ся зарядом свежего атмосферного воздух . Ротор 41 электрогенератора 27 продолжае; вращаться, чему способствует накопленная маховиком 42 потенциальная энергия. Возвратные цилиндры 3 возвращают бабу в верхнее положение. Далее процессы повторяются в вышеописанной последовательности до полного формообразования готовой детали.Динамика термоэлектрогидравлического эффекта следующая. В результате электри. ческого разряда в рабочей жидкости 6 возникает растущий стример (фиг. 3), образуется кавитационная полость (фиг. 4), в которую подается распыленное топливо и сжатый воздух, возникает ударная волна (фиг. 5) и баба устремляется вниз, кавитационная полость увеличивается (фиг. 6), достигает поверхности рабочей жидкости 6 (фиг. 7) и сообщается с подпоршневой полостью 37, образующиеся пар и газообразные продукты сгорания расширяются в подпоршневой полости 37 (фиг. 8), а кавитационная полость схлопывается и поршень 6 устремляется вверх.В электрогидравлическом молоте осуществляется комбинированный термоэлектрогидравлический цикл (фиг. 9), состоящий из дизельного цикла а - Ь - с - й - а л паро. силового цикла е -- у - Й - е и создающий условия для осуществления электрогидрав лического цикла lг - ( - т - и - А. В свою очередь электрогидравлический цикл /г - 1 - т -- и - И создает предпосылки для осуществления дизельного цикла а - Ь - с - д - а и паросиЭлектрогидравлический молот, содержащий смонтированные на станине рабочий гидроцилиндр с поршнем бабы и соединенную с поршневой полостью этого цилиндра электроразрядную гидравлическую камеру, контакты разрядника которой соединены с генератором импульсов тока, отличающийся тем, что, с целью повыпц ния КПЛ, засчет утилизации избытка энергии, он снабжен смонтированным." ны .анине расширительным цилиндром, по;,кинем, кривошип.но-шатунным механизмом с приводным валом, узлом подачи к разряднику электроразрядной гидравлической камеры топливной смеси и генератором электрической энергиии, и ричем расширител ьный цилиндр установлен соосно электроразрядной камере и его поршень шарнирно сочленен с шатуном кривошипно-шатунного механизма, а генератор электрической энергии кинематически соединен с приводным валом последнего и электрически соединен с генератором импульсов электрического тока.161537 Фиг, Ф фиг г.7 Фаг, 8 Составитель И. Газ новРедактор Е. Г 1 апп Техред А. Кравчук Корректор С 111 свкупЗаказ 3793 Тираж 488 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открым ням при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раугпская наб д. 4,5Г 1 роизводственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул Гагарина, 1 О 1