ТЕРМОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ РЕКУПЕРАТИВНАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к рекуперативным системам и может быть использована в двигателях внутреннего сгорания, а также в гелиоустановках и различных стационарных нагревательных устройствах периодического действия.
Известна система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая замкнутый контур циркуляции охлаждающей жидкости, включающий в себя циркуляционный насос, рубашку охлаждения двигателя, охладитель надувочного воздуха, водомасляный охладитель, водо-водяной охладитель, компрессор, термостат регулирования температур теплоносителя, расширительный бак, к которому подключена всасывающая магистраль от компрессора, расширительный бак выполнен герметичным, а воздушная магистраль содержит редукционный клапан, регулирующий давление воздуха, поступающего от компрессора, и подключенный к выходу дополнительного блока управления, к входам которого подключены датчик давления наддува, датчик температуры охлаждающей жидкости на выходе двигателя, датчик давления в системе охлаждения и оптический датчик присутствия в охлаждающей жидкости паровой фазы (Патент РФ №2459083, МПК F01Р 5/10).
Известен расширительный бак для системы жидкостного охлаждения силовой установки, содержащий сильфон, выполненный в виде герметичной относительно атмосферы емкости, пружину и патрубок подвода и отвода охлаждающей жидкости, причем сильфон снабжен верхней крышкой и днищем, а внутри сильфона помещена пружина растяжения, закрепленная одним концом на верхней крышке, а другим концом на днище (Патент РФ №2170830, MПК F01P 11/02).
Причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата является то, что в данной гидравлической системе сильфон предназначен только для открытия (закрытия) клапана.
Задача, на решение которой направлено заявляемая полезная модель - преобразование тепловых потерь в другие виды энергии (механическую, электрическую, гидравлическую).
Технический результат - рекуперация гидравлической энергии за счет использования теплового расширения элементов с высоким коэффициентом объемного расширения.
Указанный технический результат достигается тем, что в термогидравлической рекуперативной системе, содержащей систему охлаждения и сильфон, шток сильфона связан с плунжером плунжерного насоса посредством двуплечего рычага с разными длинами плеч, всасывающая магистраль плунжерного насоса соединена с баком через обратный клапан, а напорная магистраль соединена через обратный клапан с пневмогидроаккумулятором с возможностью перекрытия ее запорным клапаном.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существующим признакам заявленного объекта.
Следовательно, заявленное предполагаемая полезная модель соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.
На фигуре изображена термогидравлическая рекуперативная система.
1
2
Для преобразования поступательного движения штока сильфона в гидравлическую энергию и последующего ее накопления предлагается схема устройства, состоящего из непосредственно сильфона 1, заполненного жидкостью 2 с высоким коэффициентом теплового расширения, например, аммиаком, днище сильфона 1 крепится непосредственно к теплопроводящему элементу 3 рубашки охлаждения двигателя внутреннего сгорания (ДВС), шток сильфона 4 соединен шарнирно с двуплечим рычагом 5 с плечами L и L, другой конец которого также шарнирно соединен с плунжером 6. Плунжер 6 находится в корпусе плунжерного насоса 7, во всасывающей магистрали 8 которого установлен обратный клапан 9, а в напорной магистрали 10 - обратный клапан 11. Всасывающая магистраль 8 связана с баком 12, в котором находится гидравлическое масло 13, а напорная магистраль связана с пневмогидроаккумулятором (ПГА) 14 и запорным вентилем 15.
Термогидравлическая рекуперативная система работает следующим образом.
При нагреве ДВС до рабочей температуры, тепло от рубашки охлаждения 3 передается сильфону 1, жидкость 2 с высоким коэффициентом теплового расширения подвергается объемному расширению, вследствие чего шток 4 сильфона 1 перемещается вправо, поворачивая двуплечий рычаг 5 по часовой стрелке, другой конец рычага 5 воздействует на плунжер 6, смещая его влево. Гидравлическое масло в полости плунжерного насоса 7 вытесняется в напорную магистраль 10, при этом обратный клапан 9 во всасывающей магистрали 8 закрывается, а клапан 11 в напорной магистрали 10 открывается. При закрытом запорном вентиле 15 гидравлическое масло поступает в полость ПГА 14, тем самым заряжая его. После того, как двигатель заглушен и его корпус остывает до температуры окружающей среды сильфон 1 также остывает, жидкость 2 сжимается, шток 4 перемещается влево, поворачивая двуплечий рычаг 5 против часовой стрелки, увлекая плунжер 6 вправо. В корпусе плунжерного насоса 7 создается разряжение, при этом обратный клапан 9 закрывается, а клапан 11 открывается, гидравлическое масло 13 из бака 12 засасывается через всасывающую магистраль 8 в корпус насоса 7.
При циклическом изменении температуры процессы повторяются, шток 4 сильфона и плунжер 6, совершая возвратно-поступательные движения, тем самым заряжая ПГА 14. Запасенная в ПГА 14 энергия гидравлического масла в последующем может использоваться для привода гидродвигателей при открытии запорного вентиля 15, например, для пневмогидравлического запуска двигателя.
2
1
Причем, давление р, развиваемое плунжерным насосом 7, зависит от давления p в сильфоне 1 как
где D - диаметр сильфона 1, d - диаметр плунжера 6,  - коэффициент отношения длин плечей двуплечего рычага 5.
Для повышения объемной подачи гидравлического масла в ПГА 14 за цикл теплового расширения устройство может быть выполнено многосекционным.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленной полезной модели следующей совокупности условий:
- Средство предназначено для преобразования тепловой энергии в механическую и рекуперацию последней.
- Средство, воплощающее заявленный объект, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует требованию промышленная применимость по действующему законодательству.