Гидросиловая установка

ц 964195 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ДВтО 1 зСКОМ СВИДЕтЕЛЬСтИ(5)М. Кл. Г 01 С 7/00 Экудеротвенный квинтет СССР ио аелаи изобретений и открытий(72) Авторы изобретения ндер и Л.М) Заявител айский политехнический итут и(5) ГИДРОСИЛО УСТАНОВК ого устройсти малая литро повышение литческого КПЛ зации последо сширения газа авления.Изобретение относится к энерго- машиностроению и может быть использовано в стационарных и транспортных энергосиловых установках с роторными двигателями внутреннего сгорания.Известны гидросиловые установки, . 5 содержащие двигатель-насос, выполненный в виде роторного двигателя с жидкостным кольцом, ротор которого представляет собой установленный ва полом со щелевыми окнами валу барабан с радиальными лопатками. Камеры сгорания образованы внутренней поверхнос" тью барабана, внешней вала и боковыми лопаток. Двигатель-насос снабжен аккумулятором давления и гидромотором,15 один из которых кинематически связан с двигателем-насосом 1.Недостатками указанного устройства являются малая степень сжатия, что снижает мощность и КПЛ установки; и низкая надежность ввиду значительных оборотов ротора, требуемых для обеспечения работоспособности. Наиболее близкой к предлагаемой является гидросиловая установка, со" держащая 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 гаэоподающими от" верстиями с газораспределительными и топливоподающими устройствами .2 1. Недостатками извест а являются низкий КПД ая мощность.Цель изобретенияовой мощности и терми становки путем органи ательного сжатия и ра идкостью различного дУказанная цель достигается тем,цто в установке, содержащей двигательнасос в виде корпуса с патрубкамиподвода 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 10образующие между собой и корпусом емкости, соединенные выполненными в роторе газоподающими отверстиями с газораспределительным устройством и снабженные топливоподающими устройствами,. 15корпус снабжен оболочкой с радиальными перегородками, образующей с нимполости, на внутренней стенке корпуса выполнены окна, соединяющие полости корпуса с емкостями ротора, причем 20патрубки для рабочей жидкости, соединенные с соответствующими полостями корпуса, подключены к несколькимизолированным один от другого аккумуляторам давления, а полости корпуса 25попарно соединяют окна подвода и отвода рабоцей жидкости.На торцовых сторонах ротора выполнены камеры сгорания, каждая из которых соединена с соответствующей меж 30лопатоцной емкостью ротора.Кроме того, лопатки ротора выполнены изогнутыми выпуклостью в сторону вращения ротора,На фиг. 1 представлена пневмогидросхема предлагаемой гидросиловой ус"тановки; на фиг, 2 - конструктивнаясхема двигателя-насоса, поперечныйразрез; на фиг. 3 - то же, продольныйразрез. 40 Установка (фиг. 1) содержит двигатель-насос 1, подсоединенный мембранами 2-4 с гидроаккумуляторами 5-7 соответственно пониженного, промежутоц 45 ного и высокого давления, которые, в свою очередь, трубопроводами 8-10 подсоединены к,потребителям гидрознергии - гидромотору 11 внешней на" грузки и гидромотору 12, связанному приводом 13 с двигателем-насосом 1.50 Гидромоторы 11 и 12 связаны сливными трубопроводами 14 и 15 с гидроаккумулятором 16 низкого давления, который соединен с двигателем-насо 55 сом 1.Двигатель-насос 1 (фиг. 2 и 3) содержит корпус 17 с патрубками 18 и 19 подвода и отвода рабочей жидкости(не показаны) и оболочкой 20 с радиальными перегородками 21, образующейс корпусом 17 полости 22 и 23. Внутренняя стена 24 корпуса 17 образуетцилиндрическую камеру 25, в которойсоосно установлен ротор 26, имеющийрадиально ориентированные лопатки 27,соприкасающиеся с внутренней поверхностью стенки 24 цилиндрической камеры 25 корпуса 17. Лопатки 27 могутбыть обандажены и образуют между собой и с корпусом 17 емкости 28-35,соединенные с выполненными в роторе 26 газоподающими отверстиями 36, сгазораспределительным устройством ввиде трубы 37, с окном 38. На корпусе также вьполнен патрубок 39 отводапродуктов сгорания. На внутреннейстенке 24 корпуса 17 выполнены окна 40"46, соединяющие полости 22и 23 корпуса с емкостями 28-35 ротора. Окно 10 соединено патрубком 18подачи жидкости низкого давления через сливной трубопровод 14 с гидроаккумулятором 16 низкого давления.Окно 41 соединено полостью 22 с окном 45 и с магйстралью 2 пониженногодавления, Окно 42 соединено полостью 23 с окном 44 и с магистралью 3промежуточного давления, Окно 43 соединено патрубком 19 с магистралью 4высокого давления, Окно 46 соединенос выхлопным патрубком 39.В варианте выполнения установки(фиг. 3) на торцовых сторонах 47 корпуса 17 выполнены камеры 48 сгорания,каждая из которых соединена с соответствующей межлопатоцной емкостью 2835 ротора 26, На камерах 48 сгоранияустановлены устройства 49 для подачитоплива, например форсунки,Лопатки 27 ротора 26 могут быть выполнены, изогнутыми выпуклостью в сторону вращения ротора. Двигатель- насос 1 может быть также оснащен системой воспламенения горючей смеси,Гидросиловая установка работает следующим образом.При совпадении отверстия 36 емкости 20 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, которае заполняет часть емкости 29, предварительйо сжимая заполнивший ее при нахождении в емкости 28 газ. Жидкость при этом под действием центробежных сил вращения ротора 26 располагается по периФерии емкости 29. В емкость 30, соединенную окном 41 и полостью 22 з с магистралью 2 пониженного давления, из аккумулятора 5 давления поступает жидкость, осуществляющая сжатие находящегося в емкости 30 газа, В емкости 31, соединенной окном 42 с магистф ралью 3 промежуточного давления, осуществляется дальнейшее сжатие находящегося в емкости 31 газа, после чего при закрытии окна 42 лопаткой 27 осуществляется впрыск топлива в камеру 48 сгорания (или воспламенение сжатой горючей смеси при организации рабочего процесса по циклу Отто). Давление в емкости 32 при этом повышается и располагающаяся по периФерии ротс ра 26 жидкость вытесняется под этим давлением через окно 43 и патрубок 19 в магистраль 5 высокого давления, откуда она может поступать к потребителям. Жидкость иэ емкости 33 находится 25 под промежуточным давлением и через окно 25 поступает в полость 23, откуда она цастицно расходуется на сжа" тие газа в полости 30 через окно 41, а частично поступает церез магист- ЗО раль 4 в аккумулятор 6 промежуточного давления и может впоследствии быть полезно использована в гидромоторах 11 и 12. Жидкость из емкости 34 находится 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 магистраль 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 рабоцего процесса сгорания в полостях 28-31 (Ф 1 г. 2) осу" ществляется такт сжатия, в полости 32 - сгорание и начало такта расширения, в полостях 33-34 - расширение и в полости 35 - выхлоп. Рабочая жидкость, находящаяся в аккумуляторах. 5-7 давления, направляется в гидромо" тор 12, необходимый для привода во вращение ротора 26 мотора-насоса 1 и в гидромотор 11 для привода полезной нагрузки, после чего вся отработавшая 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 40-42 жидкости, так и при ее истечении через окна 43- 45, возникает крутящий момент в сторону вращения ротора, облегчающий . работу гидромотора 12. Регулирование мощности гидросиловой установки осу" ществляется путем перераспределения. потока рабочей жидкости между гидро- моторами 11 и 12, а также подводом топлива в устройство 49. Жидкость под давлением может быть испольэова" на как в замкнутой гидросиловой системе (Фиг. 1), так и в разомкнутой, например, для прокачки воды для орошения.В изобретении за счет применения ступенчатого сжатия и расширения газа рабочей жидкостью различного давления существенно повышается термодинамический КПД установки, степень сжатия и литровая мощность двигателя насоса, обеспечивается компактностью гидросиловой установки.Формула изобретения. 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 лоЪ патки, 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, о т л и ч а ю " щ а я с я тем, что, с целью повышения литровой мощности и термического КПД установки путем органиэации последовательного сжатия и расширения газа жидкостью давления корпус снабжен оболочкой с радиальными перегородками, образующей с ним полости, на внутренней стенке корпуса выполнены окна, соединяющие полости корпуса с емкостями ротора, причем патрубки для7 966195 8 рабочей жидкостисоединенные с соот. Установка по и, 1, о т л и ч аветствующими полостями корпуса, подклю" ю щ а я с я тем, что лопатки ротора чены к нескольким изолированным один выполнены изогнутыми выпуклостью в от другого аккумуляторам давления, а сторону вращения ротора. полости корпуса попарно соединяют ок- зна подвода и отвода рабочей жидкости. Источники информации ю щ а я с я тем, что на торцовых сторо 1. Авторское свидетельство СССР яах ротора выполнены камеры сгораниякаждая из которых соединена с соответ 1 О У 91751 кл. Р2. Патент СИА И М 8517 ствующей межлопаточной емкостью ро"кл. 103- 1, 1969 (прототип). тора.Москва Пат Редактор С. 1;рупенина Заказ 7580/7 ВНИИПИ Госу по делам 113035в в в- -ЬФилиал ПППазаров тета СССР открытиия наб, д д, ул. Прое ная; СоставительТехред И, НадьТираж 539арственного кизобретений иИРаушскнт", г. Ужгор роектор Е. Рошкодписное