Электрогидравлический молот

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 1)5 В 21 1 728 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТ Т(56) Авторское свид142502, кл. В 21 145 ельство ССС5/04, 05.06.50- покий морабочем разряд- вличес Изобретени ностроения, а печно-штамповЦель изоб "а счет утилиз гии.К е относится к области маши- именно к конструкции кузочного оборудования.пегения - повышение КПД ации неиспользованной энерчески элект тока; пода преоб сторо на ф с оро вляеческо(57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции кузнечного оборудования. Цель изобретениявышение КПД. Электрогидравличеслот содержит установленные нацилиндре и соосные с ким электроную камеру и дополнительный гидракий цилиндр, в котором смонтированы сблокированные в одном корпусе гидротурбинадвойного действия и электрический генератор, электрически соединенный с клеммаа фиг. 1 изображен электрогидравлий м лот, общий вид; на фиг. 2 риче ая схе.а генератора импульсов на , иг. 3 - плужерный насос для .и топлива к разряднику; на фиг. 4 - разователь механической энергии в рическую в виде гидротурбины двухннего действия с:лектрогенераторами; ,". 5 - развертка гидротурбины двухннего дейстзия; на фиг. 6 - осущестый в предлагаемом электрогидравлим молоте комбин 1 вова нный термоэлектми генератора импульсов тока. Электроды последнего размещены в электроразрядной камере. Осевые каналы в этих электродах соединены с узлами подачи топливной смеси при взаимодействии подвижного элемента с нижним поршнем. При первоначальном принудительном подъеме нижнего пориня за коуш на верхнем поршне жидкость в гидравлическом цилиндре раскручивает гидротурбину и электрический генератор запи. тывает генератор импульсоз тока. После освобождения коуша нижний поршень летит вниз, где в момент впрыска топливной смеси в электроразрядной камере выполняется электрический разряд. Сопутствующий э ему термоэлектрогидравлический процесс вызывает рабочии ход бабы молота и понгор. ное движение нижнего поршня вверх с новой зарядкой генератора импульсов тока, что обеспечивает утилизацию неиспользо ванной выделившейся энергии. 11 ил. рогидравлический цикл. (координаты: энтропия в температу; на фпг. 7 в 11 - последовательность перемещения поршня в расширительном цилиндре в соответствии с фа. з ами развития термоэлектрогидравл ического процесса в электроразрядной камере.Электрогидравлический молот содержиг смонтированные на станине 1 ша бог возвратные цилиндры 3, рабочий цилиндр 4 с поршнем 5 бабы, соединенный с заполненной рабочей жидкостью 6 электроразрядной камерой 7, в которой расположе. ны электроды 8 и 9 разрядника. С последними электрически соединен генегатор 10 импульсов тока с управляемым замыкателем 11, подвижный элемент 12 которого установлен на электроразрядной камере 7. Соосно ей установлен гидравлический ци 16115363линдр 13 со штоком 14, пропущенным через сквозное осевое отверстие в преобразователе 15 механической энергии в электрическую, закрепленном в средней части цилиндра 13. На обоих концах штока 14 установлены нижний 16 и верхний 17 поршни. В нижней части цилиндра 13 расположены впускные 18 и выпускнье 19 окна, а также узлы для подачи в разрядие простоанство топлива и окислителя. Уел подачи топлива имеет взаимодейстзуюиИй с поршнем 16 подвижный элемент 20 с копирной рабочей поверхностью соединен- ИЫЙ толкателем 2 с плунжером 22, которьй поджат пружиной 23 относительно корпуса 24. В последнем расположены клаан 25 с регулировочной иглой 26 и канал 27, соединенный с осевым каналом 28 н электроде 8 Вход клапана 25 соединен рубспрсводом 29 с баком,для топлива. При использоваяи в:; честве окислителя атмосферного в .,духа предусмотрен трубопровод Ю связывающий полость под поршнем 16 перез воздушный клапан 31 с осевым кана,;ом в электроде 9. Впускные окна 18 соединены с воздушным фильтром для очисткя поступающего воздуха от примесей. Выпускные окна 19 патрубком 32 соединены с фильтром-глушителем 33 для снижения уровня шума и токсичности о-работанных газов до допустимых пределов. Генератор 10 импульсов тока состоит из высокочастотногос выпрямителя 34, накопителя емкости 35 я высоковольтных блскировок 36 и 37. Преобразователь 15 механической энер гяи в электрическую выполнен в виде гидротурбины 38 двустороннего действия, установленной в надпоршневой полости 39 гидравлического цилиндра 3 и кинематически связанных с ней электрогенераторов 40.идротурбина 38 имеет симметричные относительо ;лоскостя 41 врдщения лопатки 42 - ,4 ротора 45 и направляющих аппаратов 46 я 47. Ротор 45 гидротурбины 38 устаовле в подшипниковых Опорах 48. .- Отсры 49 электрогенераторов 40 связдк с ротором 45 гидротурсины 38 трусчдтсй ступицей 50, сватывэющей шток 14. Выходя;д клеммы электрогенераторов 40 силовыми кабелями связаны с входом 5 ге раторд 10, импульсов тока. Б гядравпическсм цилиндре 13 предусмотрены огра ничители 52 и 53 перемецезия порп.ня 6. В шабст 2 молота встроень; подвиж ый стсч 54 п выталкиватели 55. Для первоа альС С ЗаПуСа МОЛОТЗ СЛуКИТ Ксу 56, ра положеный па верхнем поршне 17. 1 эабочимя телами и агентами электрсгид. РавлнчЕСКОГО МОЛОТа ЯВЛЯЮТСЯ: РаосцаЯ жидкость 6 в электроразрядной камере 7; электрический ток; жидкость ь надпоршпе вой полости 39, например малсвязкое чи. сральное масло; импульсы тока; топлянс, а,ример дизельно"; атмосферный воздух, верхняя часть янструмепта, закрепленНИ оабе; нижняя часть инструмента, .установленная на шаботе, и заготовка, агретая до коночной температуры.Первоначальный запуск молота производится быстрым подтягиванием порш ня 16 за коуш 56. Одновременно включается подача топлива по трубопроводу 29.Б надпоршневой полости39 перемещающийся вверх столб жидкости раскручивает ротор 45 гидротурбины 38, электрогенера торы 40 вырабатывают эл-ктроэнергиюи через высоковольтный выпрямитель 34 заряжаот накопительную емкость 25 генератора О импульсов тока. Поршень 16 и столб жидкости з г пас ают потенцяальную энергию. Подпоршневая полость через впуск ные окна 18 заполняется зарядом свежего атмосферного воздуха. Затем коуш 56 в в.м.т. освобождается я пор пень 6 вместе сс столбом жидкости устремляется вниз к н.м.т. Запасенная поршнем 6 я столбом жидкости потенциальная энергия переходит в кинетическую энергию. Впускные 18 и выпускные 19 окна перекрываются поршнем 16 и тем самым подпоршневая полость цилиндра 3 герметизируется. Б подпоршневой полости атмосферныя воздух 25 сжимается поршнем 16 и его температураи давление увеличиваются, в:утренняя энергия повышается. Благодаря действию возвратных цилиндров 3 и инерционности бабы оабочая я(ядость 6 в электроргзрядной камере 7 остается на прежнем упов не. Б надпоршневсй полости 39 цилиндра .3перемещающийся вниз столб жидкости продолжает раскручивать ротор 45 гидротурбины 38 в том же направлении в силу симметрии лопаток 42- - 44 ротора 45 и направляющих аппаратов 46 и 47 относительно плссксст и 41 вра дени я я электр огенерат 0- ры 40 продолжают засян(а ь накопиечьную емкость 25 генератора 0 импульсов тока. Вблизи н.м.т. подвиж-ый элемент уравляемсгс замыасля 1 взаимсдейств дО ЕТ С ПорШНЕМ ,С, НаКОПИТЕЧЬНая ЕМОС Ь 25быстро разряжается - мощный электромагитный импульс подается па злектрсды с и 9, мекду ними возникает раст,щий стрямер я Образуете я Каитацяснп:я полос гь.Б это времяодвижный элемент 20 взаа 5 имодеЙствует с оршнеи 1 с, ч рез тоатель 2,. преодолевая ссчрстьвленис,пужины 23, перемешдет пл,н(ер 2 "правляемый клапан 25 ст(рываетеи я чспливс под высоим давлением через канал 28 в электсоде Я впсыскпвается п авпт .писнну;с 50 полсст:. Худа же крез всзд пный кла.ан 3и капа; в электроде "-. Пост ,паст сиИтого горячего воздуха. Происхсдт,-о.рание топлива, температура и дгвленпе возрастакаьнтацяоная полость у:еличивдется. Генеряр, ется 1 дарная волна, пср- Гшепь 5 басы перемешается в рдбоч:м п,я .,Ипдре 4 я нанося: высооскс;ос. ной удадп пс застопке Обсазъсс;и. еся е кави -аяяо И ПСЛСН и В 1 Чг,; 1 Паной Пслогти цилиндра 13 пар и газообразные продукты сгорания, расширяются, их внутренняя энергия трансформируется в ме. ханическую работу и поршень 16 вместе со столбом жидкости быстро устремляется вверх к в.м.т. Поршень 16 открывает выпускные окна 19 и газы выбрасываются через патрубок 32 и фильтр-глушитель 33. Прк дальнейшем движении поршня 15 вверх подпоршневая полость цилиндра 14 вновь заполняется зарядом свежего атмосферного воздуха, Гидротурбина 38 двухстороннего действия продолжает вращать электрогенераторы 40, заряжающие накопительную емкость 25 генератора 1 О импульсов тока, Процесс повторяется в описанной выше последовательности до тех пор, пока обрабатываемая деталь не окажется изготовленной. При этом сила удара может регулироваться изменением напряжения элект. рогенераторов 40. На холостом ходу подача топлива минимальна и возвратные цилиндры 3 удерживают бабу в верхнем положении. Функционирование молота прекращается выключением подачи топлива. Динамика развития комбинированного термоэлектрогидравлического процесса следующая. В результа е электрического разряда возникает растущий стример (фиг. 7), образуется кавитационная полость (фиг. 8), в которую годается распыленное топливо и сжатый горячий воздух, кавитационная полость увеличивается (фиг. 9), достигает поверхности рабочей жидкости б и сообщается с подпоршневой полостью цилиндра 13 (фиг. О), образующийся пар рабочей жидкости 6 и газообразные продукты сгорания топлива расширяювся в подпоршневой полости цилиндра 13 (фиг. 11), а кавитационная полость схлопывается.В предлагаемом молоте осуществляется комбинированный термоэлектрогидравлический цикл, состоящий из термодинамического цикла а - Ь - с - т 1 - а с внутренним подводом теплоты и пяросилового цикла е - 1 - Я - 6 - е, которые создаю; условия для осуществления электрогидравлического цикла 1 - й - 1 - лг - 1. В свою очередь, электро- гидравлический цикл 1 - Й - 1 - т -создает предпосылки для осуществления термодинамического цикла а - Ь - с - д - а с внутренним .подводом теплоты и паросилового цикла е - 1 - у - Л - е,Термодинамический цикл а - Ь - с - с 1 - а с внутренним подводом теплоты состоит из 1 роцесса а - Ь сжатия атмосфсрного воздуха 3 подпоршневой полости при движении поршня 16 от в.м.т. к н.м.т., процесса Ь - с изобарногс подвода теплоты сгорания топлива и отбросной теплоты электрогидравлического цикла 1 - Й - 1 - и -при нахождении поршня 16 вблизи н.м.т., процесса с - 1 расширения газообразных продуктов сгорания топлива в подпоршневой полости при движении поршнп 16 от н.м.т. к в.м.т. и бпроцесса д - а изобарного отводя теплоты выпускными газамц прц нахождении поПпня 16 вблизи в.м.т. Результатом термолинамического цикла а - Ь - с - д - а с внутренним подводом теплоты является производство механической работы 12 и отбросной теплоты (фиг. 6).Паросиловой цикл е - 1 - д - Ь - с состоитиз процесса е - 1 сжатия рабочей жидкос.ти 6 ударной волной, процесса- нагре ва жидкости 6, изотермнческого испаренияи перегрева пара, процегга д - Й расширения пара в подпоршневой полости цилиндра 3 и при движении поршня 16 от н.м.т. к в,м,т. и процесса 1 т - е изотермической конденсации. Результатом паросилового цикла 15е в 1 в ,о в 1 в является производство механической работы 1 и отбросной теплоты.Механическая работа 1 =1+1 комбинированного термодинамического цикла обуславливает осуществление электрогидравлического цикла- Ф -- т - 1, состоящего из адиабатного процесса- Ф сжатия, изотермического процесса Ф - 1 подвода теплоты, адиабатного процесса 1 - т расширения и изотермического процесса т - 1 отвода теплоты. Результатом электрогидравлического 25цикла 1 - Й - 1 - ц -является производство механической работыи отбросной теплоты, утилизируемой в комбинированном термодинамическом цикле. Работа 1 электро- гидравлического циклав И в 1 в т вис.пользуется для цзготовления деталей.Экономический эффект обеспечивается зсчет повышения КПД.форл ила изобретенияЭлектрогидравл ический молот, содержа.щий смонтированные на станине рабочий гидроцилиндр с поршнем бабь и соединенную с поршневой полостью этого цилинд.40 ра электроразрядную гидравлическую камеру, контакты разрядника которой соединены с генератором импульсов тока, отличаои 1 ися тем, что, с целью повышения КПД за счет утилизации неиспользованной энергии, он снабжен узлом подачи к раз ряднику электроразрядной гидравлическойкамеры топливной смеси, штоком с поршнями на его концах, дополнительным гид-.равлическим цилиндром и установленными в последнем сблокцрованными между собой . в одном корпусе гцдротурбиной двойно О го действия ц концентрцчпо расположенным относительно псе электрическим генератором, в гидротурбине выполнен сквозной осевой канал, в котором размещен шток с поршнями на концах, причем доиолццтель.ный гидравлический цилиндр угтяповлен соосно элсктроразрядпой гидравлической камере и соединен с ней, а электрц еский генератор электрически соединен с генератором импульсов электрического тока.1611536фиг. 8 Фиг.9Составитель И. Базунов Редактор Е. Папи Техред А. Кравчук Корректор Л. ПатайЗаказ 3793 Тираж 488 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4 г 5Производственно-издательский комбинат Патент. г. Ужгород, ул. Гагарина,01