ДИФФУЗОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ И РАБОЧАЯ МАШИНА С ТАКИМ УСТРОЙСТВОМ
DIFFUSER DEVICE FOR FLUID MEDIUM AND WORKING MACHINE WITH SUCH DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к диффузорному устройству для текучей среды и к рабочей машине, содержащей такое диффузорное устройство.
Уровень техники
Рабочая машина обычно имеет силовую установку и рабочую систему, при этом силовая установка, например двигатель, используется для приведения машины в действие, а рабочая система используется для выполнения соответствующих рабочих задач согласно конкретным требованиям. Следует отметить, что система передачи мощности и рабочая система машины представляют собой, соответственно, гидросистему трансмиссии и рабочую гидросистему, что позволяет обеспечить необходимую передачу мощности, смазку и теплоотдачу для нормального функционирования рабочей машины. Типичная гидросистема содержит резервуар для текучей среды и множество устройств и деталей, соединенных по текучей среде с резервуаром посредством трубопровода. С одного конца трубопровода обычно устанавливают жидкостный насос, посредством которого текучая среда откачивается из резервуара и по трубопроводу подается к соответствующим устройствам и деталям. По завершении рабочего процесса текучая среда по трубопроводу поступает обратно в резервуар, таким образом, формируется система циркуляции. Для обеспечения чистоты текучей среды, входящей в циркуляционный контур, на конце трубопровода, через который текучая среда поступает из резервуара в контур, устанавливают фильтр, а на другом конце трубопровода, через который текучая среда возвращается в резервуар, устанавливают диффузор, предотвращающий образование пузырьков. Известные диффузоры в связи с конструктивными ограничениями не способны полностью предотвратить образование пузырьков в текучей среде, возвращающейся в резервуар. Образовавшиеся пузырьки, попадая в систему циркуляции текучей среды, могут вызвать повреждение насоса, а также могут оказать отрицательное влияние на эффективность работы. Кроме того, возвращающаяся в резервуар текучая среда, являясь неоднородной смесью, может вызвать нежелательный эффект охлаждения.
Изобретение направлено на преодоление одного или нескольких из вышеуказанных недостатков.
Раскрытие изобретения
Одним объектом изобретения является диффузорное устройство для текучей среды, содержащее резервуар для текучей среды, соединенный с выпускной трубкой для текучей среды и возвратной трубкой для обратного потока, входящей в резервуар и образующей первое средство выпуска текучей среды с первым выходным отверстием для выпуска текучей среды из возвратной трубки. Диффузорное устройство дополнительно содержит второе средство выпуска текучей среды, по меньшей мере частично окружающее первое средство выпуска текучей среды, и второе выходное отверстие для текучей среды для введения текучей среды из первого выходного отверстия в резервуар, выполненное во втором средстве выпуска текучей среды. Направление второго выходного отверстия для текучей среды отличается от направления первого выходного отверстия для текучей среды.
Другим объектом изобретения является рабочая машина, содержащая резервуар для текучей среды, соединенный с выпускной трубкой для текучей среды и возвратной трубкой для обратного потока, входящей в резервуар и образующей первое средство выпуска текучей среды с первым выходным отверстием для выпуска текучей среды из возвратной трубки. Рабочая машина дополнительно содержит второе средство выпуска текучей среды, по меньшей мере частично окружающее первое средство выпуска текучей среды, и второе выходное отверстие для текучей среды для введения текучей среды из первого выходного отверстия для текучей среды в резервуар, выполненное во втором средстве выпуска текучей среды. Направление второго выходного отверстия для текучей среды отличается от направления первого выходного отверстия для текучей среды.
Согласно настоящему изобретению обратный поток текучей среды, подаваемый по возвратной трубке, сначала через первое выходное отверстие в первом средстве выпуска текучей среды поступает в область резервуара между возвратной трубкой и диффузионной частью, а затем после изменения направления выпускается через второе выходное отверстие во втором средстве выпуска текучей среды, имеющее другое направление. Поскольку направление второго выходного отверстия для текучей среды второго средства выпуска текучей среды отличается от направления первого выходного отверстия для текучей среды первого средства выпуска текучей среды, в диффузорном устройстве согласно настоящему изобретению текучая среда может стабильно выпускаться в резервуар без образования пузырьков.
Диффузорное устройство согласно настоящему изобретению будет подробно описано ниже со ссылкой на чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показано диффузорное устройство для текучей среды, вид в перспективе;
на фиг.2 - то же, но с удаленными некоторыми боковыми стенками резервуара;
на фиг.3 - часть диффузорного устройства, изображенного на фиг.2, и конкретные особенности конструкции и монтажа первой части возвратной трубки и гильзы, вид в перспективе в увеличенном масштабе.
Осуществление изобретения
На фиг.1 представлено типичное диффузорное устройство 10, которое может применяться в любой рабочей машине, например выполняющей операции, связанные с такими отраслями промышленности, как горная промышленность, строительство, сельское хозяйство и транспорт, или с любыми другими известными отраслями промышленности, в частности может применяться в землеройных машинах, таких как грейдер, экскаватор, бульдозер, автогрейдер или манипулятор, и т.д.
Как показано на фиг.1, диффузорное устройство 10. для текучей среды содержит резервуар 11, выпускную трубку 21 и возвратную трубку 12 для обратного потока текучей среды, соединенные по текучей среде с резервуаром 11. Могут использоваться две выпускные трубки 21, предназначенные для подачи текучей среды из резервуара 11 к разным соответствующим системам, например к системе рулевого управления, регулирующей работу машины, и к рабочей системе, регулирующей функционирование рабочих инструментов. На верхней части резервуара 11 имеется входное отверстие 22 для подачи смазки, к которому может подсоединяться подводящая смазку трубка (не показана), имеющая защитную крышку. На верхней части резервуара 11 дополнительно может иметься вентиляционное отверстие 23, соединенное с трубкой (не показана), по которой поступает воздух для обеспечения воздушной связи резервуара с окружающей средой.
Как показано на фиг.2 и 3, возвратная трубка 12 входит в резервуар 11, образуя расположенную внутри резервуара 11 первую часть 121, являющуюся первым средством выпуска текучей среды. Первую часть 121 возвратной трубки 12 окружает гильза 13, которая расположена на определенном расстоянии от первой части возвратной трубки и является вторым средством выпуска текучей среды. Внутренний диаметр гильзы 13 больше внешнего диаметра первой части 121 возвратной трубки, благодаря чему образована полость между трубчатой стенкой первой части 121 и трубчатой стенкой гильзы 13. Первая часть 121 возвратной трубки и гильза 13 могут быть изготовлены из трубок любой формы поперечного сечения и/или с разными поперечными сечениями, при этом они могут иметь отличающиеся размеры. Кроме того, первая часть 121 возвратной трубки может быть выполнена за одно целое с возвратной трубкой 12, или она может являться отдельной частью, соединенной с другой трубкой, образующей возвратную трубку 12. С целью упрощения конструкции и повышения удобства обработки, в одном из вариантов осуществления изобретения как первое, так и второе средства выпуска текучей среды являются трубчатыми, хотя они могут иметь и другие формы, например каждое из средств выпуска текучей среды, т.е. первое и/или второе средства выпуска текучей среды могут иметь форму баллона, или сферическую форму, или коробчатую прямоугольную форму. При этом второе средство выпуска текучей среды окружает первое средство выпуска текучей среды, причем первое средство выпуска текучей среды содержит первое выходное отверстие для текучей среды, а во втором средстве выпуска текучей среды выполнено второе выходное отверстие для текучей среды, направление которого отличается от направления первого выходного отверстия. Длина гильзы 13 может быть равна длине первой части 121 возвратной трубки, а может быть больше длины первой части 121 возвратной трубки. Во втором случае между концом первой части 121 возвратной трубки и концом гильзы 13 образуется полость.
Как показано на фиг.3, в трубчатой стенке первой части 121 возвратной трубки по ее длине вдоль оси выполнен один или несколько рядов первых выходных отверстий 122 для текучей среды. Хотя первые выходные отверстия 122 для текучей среды, показанные на чертеже, представляют собой множество сквозных отверстий, определенным образом распределенных по трубчатой стенке, следует отметить, что количество и распределение первых выходных отверстий 122 может быть любым, при условии, что через них может выпускаться требуемый поток текучей среды. Стрелкой А показано направление первых выходных отверстий 122, т.е. направление, в котором текучая среда выходит из первых выходных отверстий 122. Поскольку первые выходные отверстия 122 выполнены в трубчатой стенке, которая в общем случае имеет криволинейную поверхность, направление первых выходных отверстий 122, вероятно, будет или может быть направлением по нормали к криволинейной поверхности, т.е. первые выходные отверстия 122 в разных положениях могут иметь разное направление. В связи с этим термин «направление отверстия» следует понимать как центральное направление (например, направление, обозначенное стрелкой А) и направление под некоторым углом относительно центрального. Величина этого угла может подбираться для регулировки в направления выхода текучей среды. Если первая часть возвратной трубки является, например, прямолинейной, то все первые выходные отверстия 122 на возвратной трубке 12 могут быть выполнены одновременно, например, посредством использования сверла, направленного вдоль центрального направления, формирующего все первые выходные отверстия 122 в одном направлении, в результате чего все отверстия будут иметь только единственное центральное направление, т.е. направление, перпендикулярное оси первой части 121 возвратной трубки.
Как показано на фиг.3, один или несколько рядов вторых выходных отверстий 131, выпускающих текучую среду, выполнены в трубчатой стенке гильзы 13 вдоль осевого направлении гильзы 13. Подобно первым выходным отверстиям 122, выполненным в трубчатой стенке первой части 121 возвратной трубки, вторые выходные отверстия 131 для текучей среды могут быть распределены любым образом и выполнены в любом количестве при условии, что они могут выпускать требуемый поток текучей среды. Вторые выходные отверстия 131 могут быть выполнены аналогично первым выходным отверстиям 122 в определенном направлении, обозначенном стрелкой В, т.е. термин «направление отверстия», использованный для первых выходных отверстий 122, применим и для обозначения направления выхода текучей среды из вторых выходных отверстий 131. Однако направление вторых выходных отверстий 131 отличается от направления первых выходных отверстий 122. Как показано на фиг.3, направление вторых выходных отверстий 131 по существу противоположно направлению первых выходных отверстий 122.
Как показано на фиг.3, конец 123 первой части 121 возвратной трубки расположен в резервуаре 11. Гильза 13 имеет два конца: первый конец 132 и второй конец 133. Согласно данному варианту осуществления изобретения первая часть 121 возвратной трубки и гильза 13 имеют одинаковую длину в резервуаре 11, при этом торцевая пластина 14 закрывает как первый конец 132 гильзы 13, так и конец 123 первой части 121 возвратной трубки, а второй конец 133 гильзы 13 жестко соединен со скобой 116, например посредством сварки, и закрыт, например плоским участком этой скобы 116.
Как показано на фиг.3, первые выходные отверстия 122 для текучей среды и вторые выходные отверстия 131 для текучей среды представляют собой выходные отверстия для текучей среды, выполненные в трубчатой стенке первой части 121 возвратной трубки и трубчатой стенке гильзы 13 соответственно. Согласно настоящему изобретению первые и вторые выходные отверстия для текучей среды не ограничиваются первыми выходными отверстиями 122 для текучей среды и вторыми выходными отверстиями 131 для текучей среды, выполненными вышеупомянутым образом. Например, вторые выходные отверстия 131 могут быть выполнены на закрытом торцевой пластиной 14 участке гильзы 13, а первые выходные отверстия для текучей среды, выполненные в первой части 121 возвратной трубки, и вторые выходные отверстия, выполненные в гильзе 13, имеют разное направление.
Согласно другому варианту осуществления изобретения конец 123 первой части 121 возвратной трубки закрыт торцевой пластиной (не показана), а конец 132 гильзы 13 может быть не закрыт. При этом текучая среда, выходящая через первые выходные отверстия 122 на первой части 121 возвратной трубки, может поступать в резервуар 11 через выполненные в трубчатой стенке гильзы 13 вторые выходные отверстия 131, имеющие направление, отличное от направления первых выходных отверстий 122, и/или через второе выходное отверстие, образованное открытым концом 132 гильзы 13.
Согласно дополнительному варианту осуществления изобретения длина гильзы 13 внутри резервуара 11 больше длины первой части 121 возвратной трубки, вследствие чего первый конец 132 гильзы 13 и конец 123 первой части 121 возвратной трубки могут быть закрыты разными и расположенными на расстоянии друг от друга торцевыми пластинами. При этом между торцевой пластиной (не показана), закрывающей первый конец 132 гильзы 13, и торцевой пластиной (не показана), закрывающей конец 123 первой части 121 возвратной трубки, образуется полость. Когда конец 123 первой части 121 возвратной трубки и конец 132 гильзы 13 закрыты без формирования выпускных отверстий для текучей среды, первые выходные отверстия 122 и вторые выходные отверстия 131, имеющие разное направление, можно выполнить в трубчатой стенке первой части 121 возвратной трубки и в стенке гильзы 13 соответственно, как показано на фиг.3. Когда закрыт один из двух концов 123 и 132, например, когда закрыт конец 123 первой части 121 возвратной трубки, первые выходные отверстия 122 можно выполнить в трубчатой стенке первой части 121 возвратной трубки. При этом вторые выходные отверстия для текучей среды могут представлять собой второе выходное отверстие, образованное открытым концом 132 гильзы 13, или вторые выходные отверстия для текучей среды могут быть выполнены в торцевой пластине, закрывающей конец 132, и/или вторые выходные отверстия 131 могут быть выполнены в трубчатой стенке гильзы 13. Когда закрыт конец 132 гильзы 13, вторые выходные отверстия 131 для текучей среды могут быть выполнены в трубчатой стенке гильзы 13, при этом первые выходные отверстия для текучей среды могут представлять собой первое выходное отверстие, образованное открытым концом 123 первой части 121 возвратной трубки, или первые выходные отверстия для текучей среды могут быть выполнены в торцевой пластине, закрывающей конец 132, и/или первые выходные отверстия 122 могут быть выполнены в трубчатой стенке первой части 121 возвратной трубки.
Согласно дополнительному варианту осуществления изобретения длина гильзы 13 внутри резервуара 11 больше длины первой части 121 возвратной трубки, в результате чего концы гильзы 13 и первой части 121 возвратной трубки удалены друг от друга и закрыты по отдельности. При этом выходные отверстия для текучей среды в первой части 121 возвратной трубки (или гильзы 13) выполнены только в торцевой пластине, закрывающей ее конец, и представляют собой первые выходные отверстия для текучей среды (или вторые выходные отверстия), а вторые выходные отверстия для текучей среды (или первые выходные отверстия) могут быть выполнены по всей окружности трубчатой стенки гильзы 13 (или по всей окружности стенки первой части 121 возвратной трубки).
Согласно всем вышеупомянутым вариантам осуществления изобретения второй конец 133 гильзы 13 может быть открыт, образуя второе выходное отверстие для текучей среды, или он может быть закрыт. В последнем случае вторые выходные отверстия для текучей среды можно выполнить в торцевой пластине, закрывающей второй конец 133 гильзы 13. Согласно дополнительному варианту осуществления изобретения второе выходное отверстие для текучей среды на гильзе 13 может быть образовано только открытым вторым концом 133 или посредством отверстия, выполненного в торцевой пластине, закрывающей второй конец 133. В таком случае первые выходные отверстия для текучей среды могут представлять собой выходные отверстия, произвольно выполненные в трубчатой стенке и на конце 123 первого части 121 возвратной трубки.
Согласно вышеописанным вариантам осуществления изобретения текучая среда обратного потока, выходящая через первые выходные отверстия в первой части 121 возвратной трубки, не поступает непосредственно в резервуар 11, а меняет направление в полости между первой частью 121 возвратной трубки и гильзой 13 (между трубчатыми стенками и/или между торцевыми поверхностями) и поступает в резервуар через вторые выходные отверстия, выполненные в стенке гильзы 13 и имеющие другое направление. Благодаря этому предотвращается распыление текучей среды и, следовательно, образование пузырьков.
Промышленная применимость
Диффузорное устройство согласно настоящему изобретению может использоваться в различных рабочих машинах, например в бульдозерах гусеничного типа и погрузчиках.
В одном из вариантов осуществления изобретения, показанном на фиг.2, в связи с конструктивными требованиями и ограничениями резервуар 11 диффузорного устройства 10 имеет треугольное поперечное сечение и смонтирован на машине, например, в ходовой ее части так, что один его угол обращен вниз. Конец выходной трубки 21 для текучей среды сообщается по текучей среде с фильтром 211, установленным внутри резервуара 11. Для облегчения забора текучей среды фильтр 211 установлен в нижней угловой области резервуара. Внутри резервуара 11 над фильтром 211 жестко закреплена перегородка 117, а над перегородкой 117 жестко закреплена скоба 116. Со скобой 116 жестко соединена первая часть 121 возвратной трубки, а на некотором расстоянии от нее установлена гильза 13, окружающая эту первую часть 121. В трубчатой стенке первой части 121 возвратной трубки выполнены первые выходные отверстия 122 для текучей среды, а в трубчатой стенке гильзы 13 выполнены вторые выходные отверстия 131 для текучей среды, направление которых отличается от направления первых выходных отверстий 122. Гильза 13 установлена так, что вторые выходные отверстия 131 удалены от фильтра 211, что позволяет предотвратить непосредственное поступление выходящей через отверстия гильзы 13 текучей среды в фильтр 211 и, соответственно, попадание текучей среды, которая не подвергалась смешиванию и охлаждению, в следующий рабочий цикл.
При эксплуатации рабочей машины текучая среда, возвращающаяся назад по трубке 12, поступает в первую часть 121 возвратной трубки, проходит через первые выходные отверстия 122 и выходит из гильзы 13 через вторые выходные отверстия 131, изменяя при этом направление течения, вследствие чего предотвращается слишком быстрое течение обратного потока текучей среды и, соответственно, предотвращается образование пузырьков. Текучая среда через вторые выходные отверстия 131 гильзы выходит в сторону перегородки 117, где претерпевает изменения за счет достаточного перемешивания и охлаждения.
Изобретение было описано на примере определенных вариантов его осуществления со ссылкой на чертежи, при этом описанные варианты не должны рассматриваться как ограничивающие его объем. Например, согласно определенным причинам, а именно в зависимости от типа машины и от пространства для размещения диффузорного устройства 10, форма резервуара 11 может быть любой и не ограничиваться формой, показанной на фиг.1. Количество выпускных трубок 21 для текучей среды не ограничивается двумя, и могут быть использованы как одна трубка, так и три или более в зависимости от конкретных требований, предъявляемых к гидравлическим системам. Перегородка 117 может отсутствовать. Модификации или изменения вышеописанных конкретных вариантов осуществления изобретения, выполненные специалистами в данной области техники, должны находиться в пределах объема настоящего изобретения.
Обозначение ссылочных позиций:
10 - диффузорное устройство
11 - резервуар
12 - возвратная трубка
121 - первая часть возвратной трубки (первое средство выпуска текучей среды)
122 - первое выходное отверстие для текучей среды
123 - конец первой части возвратной трубки
13 - гильза (второе средство выпуска текучей среды)
131 - второе выходное отверстие для текучей среды
132 - первый конец гильзы
133 - второй конец гильзы
14 - торцевая пластина
116 - скоба
117 - перегородка
21 - выпускная трубка для текучей среды
22 - входное отверстие для введения текучей среды
23 - вентиляционное отверстие