ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТОЛКАТЕЛЬ С ОБОГРЕВОМ

Полезная модель относится к области тяжелого машиностроения, в частности к конструкции исполнительных механизмов технологического оборудования для добычи, подготовки и транспорта нефти и газа.
Известен электрогидравлический толкатель, содержащий корпус, заполненный рабочей жидкостью, приводной электродвигатель, центробежный насос, цилиндр и поршень со штоком, отличающийся тем, что на боковой поверхности поршня выполнен, по крайней мере, один кольцевой паз, в котором установлено уплотнительное кольцо (Патент РФ №55055, 39.12.05).
Известен электрогидравлический толкатель, содержащий заполненный рабочей жидкостью корпус, внутри которого размещен электродвигатель с расположенным на его фланце корпусом насоса, насосное колесо, жесткое связанное с валом электродвигателя, размещенный в корпусе над корпусом насоса и насосным колесом цилиндр с поршнем и штоком, проходящим через верхний торец корпуса, установленный между поршнем и корпусом насоса обратный клапан, отличающийся тем, что на обратном клапане размещен трубчатый с отверстиями в стенке выступ, входящий в отверстие, выполненное в нижнем торце штока (Патент РФ №2847, 14.12.93).
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является электрогидравлический толкатель (Патент РФ №2158857, 19.02.99), содержащий реверсивный приводной электродвигатель, расположенный над ним и заполненный рабочей жидкостью корпус толкателя с размещенным в нем цилиндром и поршнем со штоком, проходящим через ступицу верхней части корпуса толкателя. Корпус насоса установлен на щите электродвигателя. На валу приводного электродвигателя закреплено рабочее колесо с радиальными лопастями.
Недостатками данного электрогидравлического толкателя, как и вышеописанных моделей, является снижение КПД, механического ресурса электропривода и скорости подъема штока при работе в умеренном и холодном климате УХЛ (от -40 до +40 град.С), холодном климате ХЛ (от -55 до +40 град.С) по ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и другие технические изделия». Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды», что связано с изменением кинематической вязкости рабочей жидкости при отрицательной температуре по Цельсию и увеличением коэффициента трения между подвижными деталями.
Технической задачей, принимаемой предлагаемым электрогидравлическим толкателем с обогревом является повышение КПД, возможностью эксплуатации в зонах климатического исполнения с отрицательными температурами.
Указанная техническая задача решается тем, что внутри корпуса электрического привода размещается саморегулирующаяся электрическая нагревательная лента, которая имеет две параллельные токопроводящие жилы, окруженные проводящей пластмассой, в которой и происходит выделение тепла. Пластмасса характеризуется существенной зависимостью проводимости от температуры, а температурный коэффициент сопротивления проводящих пластмасс на порядок больше, чем у меди или стали. Это обеспечивает саморегулирование тепловой мощности кабеля. Саморегулирующаяся электрическая нагревательная лента может изменять свою мощность локально, только в зоне перегрева
Технический результат достигается тем, что устройство содержит заполненный рабочим флюидом корпус внутри которого соосно размещены металлический цилиндр с поршнем и штоком, выходящим через торцевое уплотнение, установленное в верхней части корпуса, снизу которого закреплен электрический привод с расположенным на его щите центробежным лопастным колесом, жестко связанным с валом электрического привода, размещенным в металлической оболочке с коробкой кабельного ввода.
Новизной электрогидравлического толкателя с обогревом является то, что в кольцевой проточке щита плотно, по крайней мере к одной стенке, установлена саморегулирующаяся электрическая нагревательная лента, которая выполнена в виде незамкнутого кольца или спирали, подключенная электрическим проводником к колодке токоввода и снабжена хомутами и крепежными элементами, например заклепками, для надежной фиксации к щиту. При этом для увеличения коэффициента теплопередачи свободный зазор может быть заполнен известной теплопроводящей кремнийорганической пастой (полидиметилсилоксановая жидкостью, загущенной порошком оксида цинка).
На чертеже представлена конструкция электрогидравлического толкателя с обогревом.
Устройство содержит корпус 2, внутри которого размещены металлический цилиндр 3 с поршнем 4 и штоком 1, снизу закреплен электрический привод 7 с расположенным на его щите 6 центробежным лопастным колесом 5, жестко связанным с валом электрического привода, размещенным в металлической оболочке 8 с коробкой кабельного ввода 9, в кольцевой проточке щита установлена саморегулирующаяся электрическая нагревательная лента 13, подключенная к колодке токоввода 10 и снабжена хомутами 12 и крепежными элементами 11.
Электрогидравлический толкатель с обогревом работает следующим образом. При подаче питания промышленной частоты на колодку токоввода 10, саморегулирующаяся электрическая нагревательная лента 13 выделяет тепловую энергию, которая по примыкаемой к ней плоскости в проточке щита 6 передается в объем корпуса 2, заполненного рабочим флюидом. Повышение температуры приводит к снижению кинематической вязкости рабочей жидкости и при включении электрического привода 7, вал которого жестко связан с центробежным лопастным колесом 5, создаваемое внутри корпуса избыточное давление приводит к перемещению поршня 4 со штоком 1 до крайнего верхнего положения в течении меньшего промежутка времени.
Изменение температуры саморегулирующейся электрической нагревательной ленты происходит автоматически, без датчиков и приборов автоматизации, благодаря существенной зависимости электрической проводимости используемого материала и находится в зависимости от величины нагрева.
Возврат поршня со штоком в исходное положение происходит под действием по крайней мере одного упругого элемента, например пружины сжатия или растяжения, установленного на исполнительном механизме, при этом обеспечивается высокая скорость хода подвижных деталей.
Электрогидравлический толкатель с обогревом по сравнению с прототипами обладает высоким КПД, увеличенным механическим ресурсом электропривода и повышенную надежность в результате оптимальной конструкции, а также возможностью эксплуатации в зонах климатического исполнения с отрицательными температурами.
Источники информации принятые во внимание при составлении заявки:
1. Патент РФ на полезную модель №55055, класс F15B 15/18, 2005.
2. Патент РФ на полезную модель №2847, класс F15В 15/18, 1993.
3. Патент РФ на изобретение №2158857, класс F15B 15/18, B66D 5/26, 1999.