РЕЗЕРВНЫЙ ЭЛЕКТРОАГРЕГАТ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в качестве автономного и резервного агрегата электропитания.
7
Известен автономный источник электропитания стабильной частоты, содержащий первичный двигатель с переменной скоростью вращения, снабженный ее регулятором, синхронный генератор, преобразователь частоты, установленный на выходе синхронного генератора и микропроцессорную систему управления, подключенную выходом к регулятору скорости вращения первичного двигателя и снабженную датчиками выходного напряжения и мощности автономного источника (см. патент №34817, МПК H02J 3/00, опубл. 10.12.2003).
Недостатком известного технического решения является сложность электронной схемы управления.
7
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является дизельный электроагрегат, установленный на основании и заключенный в заполненный шумопоглащающим материалом кожух с управляемыми жалюзи в боковой стенке. Агрегат содержит двигатель с замкнутой системой водяного охлаждения и генератор постоянного тока. Привод генератора осуществлен с помощью клиноременной передачи от шкива, установленного на оси коленчатого вала двигателя и шкива генератора. Между шкивами установлен промежуточный шкив с механизмом натяжения ремня и компенсации вибраций. Агрегат снабжен расширительным бачком, с которым сообщен дополнительный термостатированный водяной бачок и турбиной, установленной в выхлопной трубе (см. патент RU №2256084, МПК F02B 67/04, опубл. 10.07.2005).
Недостатками известного технического решения являются сложность и высокая себестоимость, а также недостаточная надежность конструкции при эксплуатации.
Указанные недостатки обусловлены:
- применением для передачи крутящего момента клиноременной передачи, требующей дополнительных затрат на изготовление шкивов и механизма натяжения ремня, регулировку натяжения ремня и замену ремня при износе, кроме того данная передача совершенно неприемлема для электроагрегатов с повышенным качеством тока и повышенной мощностью в связи с возможной пробуксовкой изношенного ремня;
- наличием термостатированного бачка, установленного на одном уровне по вертикали с расширительным бачком, т.е. выше охлаждающих каналов блока цилиндров, в результате чего увеличивается время разогрева при запуске «всегда холодного двигателя»;
заполнением сложного в изготовлении полого кожуха виброшумопоглащающим материалом с применением затратного технологического процесса, не поддающегося контролю качества, как по толщине стенок, так и по плотности заполнения.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является упрощение конструкции, снижение себестоимости и повышение надежности при эксплуатации.
Для решения поставленной задачи резервный электроагрегат, содержащий установленные на раме двигатель, соединенный с генератором, гидравлически связанные с двигателем радиатор охлаждения и устройство подогрева охлаждающей жидкости, топливный бак, систему подготовки воздуха, систему выхлопа, закрепленный на раме кожух, жалюзи, оснащен шкафом управления, имеющим автомат включения резерва, двигатель и генератор установлены на раме через виброопоры и соединены между собой посредством демпфирующей муфты, а жалюзи имеют электромеханический привод и установлены на торцевых стенках кожуха напротив радиатора охлаждения и перед генератором, при этом устройство для подогрева охлаждающей жидкости установлено на раме под радиатором ниже уровня охлаждающей жидкости рубашки блока цилиндров двигателя, кроме того, глушитель системы выхлопа прикреплен к крыше кожуха изнутри.
Кожух изнутри оклеен листами из шумовибропоглащающего материала, система выхлопа теплоизолирована, в нижней части рамы закреплены направляющие коробчатой формы для вил погрузчика, кожух имеет проушины для подъема краном и/или перемещения вертолетом, дверцы для техосмотра и окно для доливки охлаждающей жидкости, рама снабжена элементами крепления заземления.
Оснащение электроагрегата шкафом управления, имеющим автомат включения резерва, позволяет обеспечить автоматическое включение электроагрегата, при этом при резервном режиме электроагрегат включается при исчезновении напряжения в сети через автомат включения резерва и отключается при появлении напряжения в наружной сети, вследствие чего повышается бесперебойность обеспечения электропитанием потребителя при аварийных ситуациях, таким образом, обеспечивается надежность при эксплуатации
Отличительные признаки, заключающиеся в том, что двигатель и генератор установлены на раме через виброопоры и соединены между собой посредством демпфирующей муфты, обеспечивающей смягчение толчков, демпфирование крутильных колебаний, компенсацию монтажных неточностей и биение соединяемых валов, позволили упростить конструкцию, снизить ее себестоимость и повысить надежность при эксплуатации,
Установка устройства для подогрева охлаждающей жидкости на раме под радиатором, ниже уровня охлаждающей жидкости рубашки блока цилиндров двигателя, позволила обеспечить самоциркуляцию нагретой охлаждающей жидкости и, тем самым, обеспечить условия безотказного включения двигателя при температуре окружающей среды ниже -15°С и поддерживать постоянную температуру охлаждающей жидкости в блоке цилиндров выше +37°С, в результате чего обеспечивается надежность при эксплуатации.
Наличие на торцевых стенках кожуха напротив радиатора охлаждения и перед генератором, жалюзи с электромеханическим приводом, позволяет повысить эффективность теплообмена радиатора и обеспечить быстрое снятие выработанного тепла с наружной поверхности всех агрегатов вследствие чего повышается надежность при эксплуатации.
Таким образом, указанная совокупность существенных признаков, позволяет обеспечить упрощение конструкции, снижение себестоимости и повышение надежности при эксплуатации.
Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, на котором изображен резервный электроагрегат, общий вид.
Резервный электроагрегат содержит раму 1, на которой через виброопоры 2 установлены двигатель внутреннего сгорания 3 с однорежимным регулятором и синхронный генератор 4. Двигатель 3 и генератор 4 соединены между собой соосно посредством демпфирующей муфты 5 мембранного типа, состоящей из нескольких дисков сопряжения, изготовленных из пружинной стали. С двигателем 3 гидравлически связан радиатор охлаждения 6 и устройство 7 подогрева охлаждающей жидкости. Рядом, параллельно с генератором 4, расположен воздухоочиститель 8, а между лонжеронами рамы 1 установлен топливный бак 9. Устройство 7 установлено на раме под радиатором 6 ниже уровня охлаждающей жидкости рубашки блока цилиндров двигателя 3. Устройство 7 работает от внешней электрической Цепи или на топливе двигателя и включается автоматически от штатных термостата и датчиков температуры, установленных в блок цилиндров двигателя 3, через шкаф управления 10, установленный на раме 1.
Шкаф управления 10 имеет автомат включения резерва, обеспечивающий включение электроагрегата при исчезновении сети и отключение при появлении напряжения в наружной сети.
К раме 1 посредством болтового соединения закреплен кожух 11, закрывающий все агрегаты, установленные на раме, при этом глушитель 12 системы выхлопа прикреплен к крыше кожуха 11 изнутри, а снаружи установлена только кнопка аварийного останова.
На торцевых стенках кожуха 11 закреплены жалюзи 13 выброса горячего воздуха и жалюзи 14 подачи холодного воздуха. Жалюзи 13 расположены напротив радиатора охлаждения по ходу направления выбрасываемого воздуха. Жалюзи 14 расположены перед генератором 4 и могут быть расположены на боковых стенках кожуха 11. Жалюзи 13 и 14 открываются при включении электроагрегата автоматически через шкаф управления 10 электромеханическим приводом 15. При выключении электроагрегата жалюзи 13 и 14 закрываются усилием пружины электромеханического привода 15. На лопатках жалюзи 13 и 14 могут быть установлены ТЭНы против обледенения. Жалюзи 13 и 14 могут быть заменены на стационарные нормально открытые жалюзи.
Кожух 11 на боковых стенках имеет дверцы 16 для техобслуживания и ремонта, на торцевой стенке - окно 17 для доливки охлаждающей жидкости, а в верхней части имеет проушины 18 для погрузки краном и перевозки вертолетом. Кожух 11 изнутри оклеен листами из шумовибропоглащающего материала, например, листами из «Изофлекса».
Система выхлопа от компенсаторов до трубы выброса теплоизолирована для исключения температурного влияния на элементы системы управления.
В нижней части рамы 1 закреплены направляющие 19 коробчатой формы, предназначенные для вил погрузчика, кроме того, рама 1 снабжена элементами 20 крепления заземления.
Резервный электроагрегат работает следующим образом.
При основном режиме работы запуск двигателя внутреннего сгорания осуществляется вручную через шкаф управления 10. При работе двигатель 3 вырабатывает механическую энергию, которая преобразуется в электрическую с помощью генератора 4 и подается потребителю. Одновременно с запуском двигателя 3, шкаф управления 10 обеспечивает автоматическое открывание жалюзи 13 и 14, стабилизацию выходных электрических параметров и защиту электрических цепей. При открывании жалюзи 14, холодный воздух, охлаждает генератор 4, шкаф управления 10, снимает тепло с наружной поверхности двигателя 3, затем посредством вентилятора подается в радиатор 6 и выбрасывается через жалюзи 13. При выключении двигателя 3 жалюзи 13 и 14 надежно закрываются усилием пружины электромеханического привода 15.
При низкой температуре окружающей среды (например, ниже -15°С) сначала производят предпусковой подогрев охлаждающей жидкости двигателя 3 до температуры +37°С при помощи устройства 7 подогрева охлаждающей жидкости, затем производят запуск двигателя 3 как указано выше.
При резервном режиме обеспечивается автоматическое поддержание температуры охлаждающей жидкости двигателя от +37°С до +104°С устройством 7 подогрева охлаждающей жидкости. При исчезновении напряжения в сети включение двигателя 3 с генератором 4 происходит через автомат включения резерва. Открывание жалюзи 13 и 14 и экстренная подача напряжения потребителю после стабилизации выходных параметров генератора 4, например, через 5 секунд, производится через шкаф управления 10. При появлении напряжения в сети происходит отключение подачи напряжения через автомат включения резерва. Выключение двигателя 4 происходит после его охлаждения через шкаф управления 10, обесточивается электромеханический привод 15 и жалюзи 13 и 14 закрываются усилием пружины. Резервный электроагрегат может широко применяться в отдаленных месторождениях нефтегазодобывающей промышленности, для операционных больниц и крупных вычислительных центров.
Заявляемое техническое решение позволяет обеспечить упрощение конструкции, снижение себестоимости и повышение надежности при эксплуатации.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.