Электрогидродинамическая машина роторного типа замкнутого цикла

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МАШИНА РОТОРНОГО ТИПА ЗАМКНУТОГО ЦИКЛА(71) Заявители Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический центр Исследование и мобильное проектирование Общество с ограниченной ответственностью МСВ(72) Авторы Берюков Анатолий Семенович Масарновский Сергей Владимирович(73) Патентообладатели Общество с ограниченной ответственностью Научнотехнический центр Исследование и мобильное проектирование Общество с ограниченной ответственностью МСВ(57) 1. Электрогидродинамическая машина роторного типа замкнутого цикла, содержащая механизмы гидропривода с электронасосом, роторный двигатель, взаимодействующий с электрическим генератором, подключенным к внешней распределительной электрической сети через главный распределительный щит (ГРЩ), отличающаяся тем, что компоновочная схема электродинамической машины выполнена в виде замкнутого контура, включающего гидравлическую и электрическую цепи, соединенные между собой посредством эластичной соединительной муфты и электронасоса соответственно, механизмы гидропривода, связанные посредством системы трубопроводов с запорными клапанами и распределительными коллекторами, циркуляционной цистерной, системой аккумуляторов,регулятором числа оборотов, а также ручным насосом, и последовательно соединенные электрическими кабелями электрический генератор, регулятор напряжения (РН), ГРЩ,при этом ГРЩ параллельно соединен с автоматическим переключателем и последовательно соединен через электронасос с гидравлической цепью. 51602009.04.30 2. Электрогидродинамическая машина по п. 1, отличающаяся тем, что в состав ГРЩ входит щит отключения вторичных потребителей (ЩОВП) и щит распределения нагрузки замкнутого цикла (ЩРН). 3. Электрогидродинамическая машина по одному из пп. 1, 2, отличающаяся тем, что электронасос конструктивно установлен на циркуляционной цистерне.(56) 1. , 4155, 2007 (прототип). Полезная модель относится к энергетике и предназначена для энергоснабжения устройств высокой мощности, в частности в замкнутых циклах с другими механизмами для воспроизводства электрической энергии. Наиболее близкой к предложенной полезной модели является электрогидродинамическая машина роторного типа замкнутого цикла, содержащая роторный двигатель, связанный посредством системы трубопроводов через распределительный коллектор с циркуляционной цистерной, системой аккумуляторов, насосами высокого давления, стартовым аккумулятором, ручным насосом высокого давления и электрическим генератором,подключенным к внешней распределительной электрической сети через главный распределительный щит (ГРЩ) 1. Основным недостатком известной машины является то, что запуск устройств гидравлического контура обеспечивают в ней посредством стартового аккумулятора или ручного насоса, что усложняет конструкцию устройства в целом, снижает его быстродействие,приводит к потере энергии. Другим недостатком известного устройства является то, что не предусмотрено автоматическое переключение ГРЩ на другие щиты, обеспечивающие работу внешней распределительной электрической сети щит отключения второстепенных потребителей(ЩОВП) и щит распределения нагрузки замкнутого цикла (ЩРН). Задачей полезной модели является увеличение КПД, упрощение конструкции устройства, автоматизация процесса возврата и использования энергии. Поставленная задача решается тем, что в известной конструкции электрогидродинамической машины роторного типа замкнутого цикла, содержащей механизмы гидропривода с электронасосом, роторный двигатель, взаимодействующий с электрическим генератором, подключенным к внешней распределительной электрической сети через главный распределительный щит (ГРЩ), компоновочная схема электродинамической машины выполнена в виде замкнутого контура, включающего гидравлическую и электрическую цепи, соединенные между собой посредством эластичной соединительной муфты и электронасоса соответственно, механизмы гидропривода, связанные посредством системы трубопроводов с запорными клапанами и распределительными коллекторами, циркуляционной цистерной, системой аккумуляторов, регулятором числа оборотов, ручным насосом, и последовательно соединенные электрическими кабелями электрический генератор, регулятор напряжения (РН), ГРЩ, при этом ГРЩ параллельно соединен с автоматическим переключателем и последовательно соединен через электронасос с гидравлической цепью. В состав ГРЩ входит щит отключения вторичных потребителей (ЩОВП) и щит распределения нагрузки замкнутого цикла (ЩРН). Электронасос конструктивно установлен на циркуляционной цистерне. Выполнение компоновочной схемы электродинамической машины в виде замкнутого контура, включающего гидравлическую и электрическую цепи, соединенные между собой посредством эластичной соединительной муфты и электронасоса, обеспечивает увеличение КПД, упрощение конструкции, быстродействие электрогидродинамической машины 2 51602009.04.30 роторного типа замкнутого цикла, возможность работы как при полном цикле, так и отдельно в составе гидравлической цепи от ручного насоса. Выполнение гидравлической цепи в предложенном виде, когда механизмы гидропривода связаны посредством системы трубопроводов с запорными клапанами и распределительными коллекторами, циркуляционной цистерной, системой аккумуляторов, регулятором числа оборотов, ручным насосом, а электрической цепи в виде последовательно соединенных электрическими кабелями электрического генератора, регулятора напряжения и ГРЩ обеспечивает упрощение конструкции и компактность электродинамической машины. То, что ГРЩ параллельно соединен с автоматическим переключателем, позволяет автоматизировать процесс возврата и использования энергии, что исключает ее потери и повышает КПД машины в целом. Наличие последовательно соединенного электронасоса с замкнутым гидравлическим контуром позволяет увеличить быстродействие срабатывания машины, а установка электронасоса на циркуляционной цистерне упрощает ее конструкцию. Техническим результатом полезной модели является увеличение КПД, упрощение конструкции, автоматизация процесса возврата и использования энергии, быстродействие машины в целом. Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежом. На фигуре представлена компоновочная схема электрогидродинамической машины роторного типа замкнутого цикла. Компоновочная схема электродинамической машины выполнена в виде замкнутого контура 1, включающего гидравлическую 2 и электрическую 3 цепи. Электрогидродинамическая машина роторного типа замкнутого цикла содержит роторный двигатель 4, являющийся ее основным устройством. Роторный двигатель 4 предназначен для преобразования кинетической энергии рабочей жидкости, поступающей из гидравлической цепи 2, в механическую энергию вращения ротора двигателя 4. Полученный крутящий момент с ротора двигателя 4 через эластичную соединительную муфту 5 передается на электрический генератор 6 переменного или постоянного тока электрической 3 цепи, который обеспечивает выработку электрической энергии. Электрический генератор 6 последовательно подключен посредством электрических кабелей 7 к внешней сети 8 через регулятор напряжения (РН) 9, который электрически соединен с ГРЩ 10,ЩОВП 11, ЩРН 12. ГРЩ 10 параллельно соединен с автоматическим переключателем 13. ГРЩ 10 последовательно соединен с гидравлической цепью 2 посредством электронасоса 14. Электронасос 14 механизма гидропривода рабочей жидкости гидравлической цепи 2 конструктивно установлен на циркуляционной цистерне 15. Гидравлическая цепь 2 содержит циркуляционную цистерну 15, связанную посредством системы впускных и сливных трубопроводов 16, 17 фильтрами 18 с системой аккумуляторов, включающей аккумуляторы-компенсаторы 19 и аккумуляторы-накопители 20, запорными клапанами 21,22, регулятором числа оборотов 23 и распределительными коллекторами 24, 25, а также ручным насосом 26. Электрогидродинамическая машина роторного типа замкнутого цикла работает следующим образом. С ГРЩ 10 электрическая энергия подводится к электронасосу 14, расположенному на циркуляционной цистерне 15 с рабочей жидкостью, который нагнетает рабочую жидкость в систему аккумуляторов 19, 20. Рабочая жидкость в процессе сжатия в аккумуляторахнакопителях 20 до достижения рабочего давления от 60 до 350 МПа одновременно разогревается до температуры порядка 45-65 С. По системе впускных трубопроводов 16 через запорные клапаны 21, распределительный коллектор 24, регулятор числа оборотов 23 рабочая жидкость подается непосредственно в корпус роторного двигателя 4 электродинамической машины для эффективного преобразования кинетической энергии рабочей среды в механическую энергию. 3 51602009.04.30 Полученный на выходе роторного двигателя 4 крутящий момент через соединительную муфту 5 поступает на генератор 6, который обеспечивает выработку электрической энергии и подачу ее во внешнюю распределительную электрическую сеть 8. Воспроизведенная генератором 6 энергия поступает на ГРЩ 10 и используется для подачи во внешнюю сеть 8 к потребителям. ЩОВП 11 служит для отключения второстепенных потребителей электрической энергии от внешней электрической сети 8 в случае перегрузки свыше 25 номинальной мощности роторного двигателя 4. При достижении заданной величины параллельно соединенный с ГРЩ 10 автоматический переключатель 13 переключает подачу части энергии на ЩРН 12 для дальнейшей запитки электронасоса 14. Через ГРЩ 10 часть электрической энергии подводится к электронасосу 14, который нагнетает рабочую жидкость в гидравлическую цепь 2. Автоматический переключатель 13 после поступления электрической энергии с генератора 6 отключает внешнюю распределительную сеть 8, а гидравлическая цепь 2 продолжает работать по замкнутому циклу со сбросом избытка энергии во внешнюю сеть 8. Избыточная рабочая жидкость из роторного двигателя 4 через запорные клапаны 22 и коллектор 25 по системе сливных трубопроводов 17 сбрасывается в циркуляционную цистерну 15. Рабочая жидкость из циркуляционной цистерны 15 прокачивается через фильтры 18 и возвращается в систему аккумуляторов 19, 20 для повторного использования в замкнутом цикле. Для подключения гидравлической цепи 2 в аварийных ситуациях предусмотрен ручной насос 26, который позволяет производить запуск гидравлической цепи 2 без первоначального подключения электрической энергии от ГРЩ, т.е. без электрической цепи 3. С помощью ручного насоса 26 рабочая жидкость через запорный клапан 21 нагнетается из циркулярной цистерны 15 в систему аккумуляторов 19, 20 и далее в гидравлическую цепь 2. В предложенной электродинамической машине роторного типа замкнутого цикла, в зависимости от выполнения конкретных работ, отдельные устройства и механизмы могут быть представлены в виде унифицированных устройств, используемых в промышленности, например, в варианте исполнения применена станочная гидростанция высокого давления, содержащая циркуляционную емкость, насос высокого давления, электродвигатель, аккумуляторы, фильтры, запорную аппаратуру. Испытания опытных образцов электрогидродинамических машин роторного типа замкнутого цикла, выполненных в соответствии с предложенной полезной моделью, показали, что при обеспечении полного отсутствия промышленных отходов их КПД превышается в 5 раз и более, то есть мощность эффективная генератора значительно больше мощности приводного насоса. Силовые установки, входящие в состав электрогидродинамической машины роторного типа замкнутого цикла, при полной нагрузке работают тихо и равномерно, без вибраций. Шумность не превышает 100 дБ. Упрощение конструкции устройства, автоматизация процесса возврата и использования энергии обеспечивает возможность привлечения минимума персонала. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4