Система охлаждения с котлом и насосом

Полезная модель относится к машиностроению, МПК F01P 7/14. Основное применение - на отечественной колесной технике.
Задача: изготовить для работы в любом климате регулируемую систему охлаждения. Решение задачи: изготовить систему охлаждения, содержащую радиатор 1, тройник 22, термостат 24, насос 3, вентилятор 2, рубашку 4 охлаждения двигателя, корпус 20 термостата, датчик 5, термостат 21, разветвитель 7 и 9, котел 16, тройник 25, турбина 26, вентилятор 27, отопитель 12 салона (патрубки, расширительный бачок не показаны).
Тематический рубрикатор: система охлаждения с котлом и насосом.
Характеристика: через разветвитель 7 (переключается электромагнитным 8 переключателем от срабатывания датчика 5), от давления выхлопных газов, в секции К работает насос 3, который от срабатывания термостата 24 в троинике 22, качает охлаждающую жидкость через секцию Л, тройник 25, турбину 26, радиатор 1, тройник 22, секция Л. Насос 3, секцией М, от срабатывания термостата 21 качает охлаждающую жидкость через рубашку 4, корпус 20 термостата, тройник 25, турбина 26, радиатор 1, тройник 22, секция М. Через разветвитель 9 (переключается электромагнитным 10 переключателем от срабатывания датчика 5), выхлопными газами в котле 16 отапливается змеевик 19, внутри которого протекает охл. жидк., которая выходит из рубашки 4 в змеевик 19, далее через секцию М в рубашку 4. Салон отапливается отопителем 12, который нагревается выхлопными газами.
Система охлаждения с котлом и насосом: фиг. 1 работа котла 16 и секции Л насоса 3 при открытом термостате 24: 1 радиатор, 2 вентилятор, 3 насос, 4 рубашка охлаждения, 5 датчик температуры охлаждающей жидкости в корпусе 20 термостата, 5А датчик температуры двигателя работает на прибор в салоне, выпускной 6 коллектор, 7разветвитель, 8 электромагнитный переключатель с возвратной пружиной на регулируемом штоке, 9 разветвитель, 10 электромагнитный переключатель с возвратной пружиной на штоке, 11 колено, 12 отопитель салона, 13 кожух, 14вентилятор, 15выхлопная труба, 16 котел, 17 крыжка, 18 болты с гайками, 19 змеевик, 20 корпус термостата, 21 термостат, 22 тройник, 23 труба, 24 термостат, 25 тройник, 26 турбина, 27 вентилятор; Т, А, Б, В, Г, У, Т1, Д, Е, Ж, И, У1 - каналы, К, Л, М - секции. Фиг. 2 работа секции Л насоса 3 при открытом термостате 24 во время работы секции М насоса 3 при открытом термостате 21:1 радиатор, 2 вентилятор, 3 насос, 4 рубашка охлаждения, 5 датчик температуры охлаждающей жидкости в корпусе 20 термостата, 5А датчик температуры двигателя работает на прибор в салоне, выпускной 6 коллектор, 7разветвитель, 8электромагнитный переключатель с возвратной пружиной на регулируемом штоке, 9 разветвитель, 10 электромагаитный переключатель с возвратной пружиной на штоке, 11 колено, 12 отопитель салона, 15 выхлопная труба, 16 котел, 19 змеевик, 20 корпус термостата, 21 термостат, 22 тройник, 23 труба, 24 термостат, 25 тройник, 26 турбина, 27вентилятор; Т, А, Б, В, Г, У, Т1, Д, Е, Ж, И, У1 - каналы, К, Л, М- секции.
Фиг. 3 насос 3 вид сбоку: 3 насос, 28 корпус №1, 29 корпус №2, 30 крышка, 31 вставка, 32 ось, 33 фланец, 34 конусная гайка, 35 и 39 и 39А ротор-гайка, 36 жаростойкий уплотнитель, 37 сальник, 38 подшипник, 40 и 41 и 43 лопасти, 42отверстия под болты; К - секция работает от выхлопных газов, Л - секция качает охлаждающую жидкость из радиатора 1 в радиатор 1, М - секция качает охл. жидк. из радиатора 1 в рубашку 4, Н - вход для охл. жидк. из змеевика 19, О - выход для охл. жидк. в рубашку 4. Фиг. 4 насос 3 вид сверху: 3 насос, Б - вход для отработанных газов, К-секция работает от выхлопных газов, Л - секция качает охлаждающую жидкость из радиатора 1 в радиатор 1, М - секция качает охл. жидк. из радиатора 1 в рубашку 4, П - вход для охл. жидк. из радиатора 1, Р - вход для охл. жидк. из радиатора 1, С - выход для охлаждающей жидкости в радиатор 1.
Фиг. 5 разветвитель 7 вид сбоку: 46 корпус, А, Г, Т, У - каналы, 55 крышка с конусным 56 выступом округленно-углубленным в сторону крышки 55, 57 болты с гайками, 58 конусный выступ округленно-углубленный в сторону стенки между каналами А, Г корпуса 46, 59 ось, 60 заслонка круглая, 61 и 62 отверстия под болты.
Фиг. 6 разветвитель 7 вид со стороны каналов А, Г: 62 отв. под болты; А, Г - каналы.
Фиг. 7 разветвитель 7 вид со стороны крышки 55: 55 крышка; 57 болты с гайками.
Фиг. 8 датчик 5 температуры охлаждающей жидкости в корпусе термостата 20: 82 крышка; 83 пружина; 84 стопорное кольцо; 85 шайба (ключ); 86 корпус; 87 и 89 болты; 88 минусовой контакт; 90 электропровод; 91 изоляция болта; 92 изоляция контакта; 93 плюсовой контакт; 94 втулка; 96 шток; 97 корпус термочувствительного элемента; 98 термочувствительный элемент.
Фиг. 9 турбина 26 с обводным каналом: 26 турбина; 99 переключатель; 100 стопор; 101 ось с лопастями; П1 - летний режим; П2 - зимний режим.
Аналоги: 1) система охлаждения двигателя внутреннего сгорания РФ 2263796, F01P 3/20, содержащая термочувствительный привод. Недостатки: не раскрыты детали и работа термочувствительного привода. В сравнении с заявленной п/м, у аналога меньше возможностей охлаждения охлаждающей жидкости.
2) схема системы охлаждения двигателя, РФ 2214524, F01P 7/14, содержащая гидротурбину с вентилятором. Недостатки: в сравнении с заявленной п/м, у аналога нет переключения для работы зимой, а также меньше возможностей охлаждения и подогрева охлаждающей жидкости.
3) (прототип) устройство для предпускового разогрева и регулирования температуры ДВС, РФ 2217608, F01P 7/14, содержащее рубашку охлаждения, радиатор, водяной насос, силовая турбина с вентилятором, электромагнитные клапаны, датчик температуры. Недостатки: водяной насос работает от ременной передачи с каленвала, это затраты мощности двигателя, и дольше по времени прогрев двигателя, т.к. быстрым напором охлаждающая жидкость циркулирует по малому контуру, и выходя за пределы рубашки охлаждения очень медленно нагревается, а стоячая охлаждающая жидкость способствует быстрому прогреву двигателя.
Раскрытие полезной модели: через разветвитель 7 (переключается электромагнитным 8 переключателем от срабатывания датчика 5), от давления выхлопных газов через канал Б в канал В, в секции К работает насос 3 (на фиг. 1 и 2 светло-серой стрелкой показана работа секции К), который от срабатывания термостата 24 в троинике 22, качает охлаждающую жидкость через секцию Л, тройник 25, турбину 26, радиатор 1, тройник 22, через канал Р в канал С секции Л (на фиг. 1 и 2 серой стрелкой показана работа секции Л).
Насос 3, секцией М, от срабатывания термостата 21 качает охлаждающую жидкость через рубашку 4, корпус 20 термостата, тройник 25, турбина 26, радиатор 1, тройник 22, через канал П в канал О секции М (на фиг. 2 темно-серой стрелкой показан проток охл. жидк. по большому кругу). Через разветвитель 9 (переключается электромагнитным 10 переключателем от срабатывания датчика 5), выхлопными газами в котле 16 отапливается змеевик 19, внутри которого протекает охл. жидк., которая выходит из рубашки 4 в змеевик 19, далее через канал Н в канал О секции М в рубашку 4 (на фиг. 1 темно-серой стрелкой показан проток охл. жидк. через змеевик 19).
Салон отапливается отопителем 12 установленным около двигателя, который нагревается выхлопными газами, проходящими через него. Вентилятор 14 присоединен к кожуху 13, который обхватывает весь отопитель 12 для подачи теплого воздуха в салон через трубопровод (трубопровод на схеме не показан). Вентилятор 14 берет воздух через фильтр (не показано). Отопитель 12 установлен около двигателя, т.е. вне салона, значит летом жар от отопителя 12 при выключенном вентиляторе 14 не поступает в салон, зимой отопитель 12 очень быстро нагреется и при включении вентилятора максимально эффективно обогреет салон.
Датчик 5 срабатывает от подачи электротока с генератора после запуска и дальнейшей работе двигателя, при температуре охл. жидк. менее рабочей температуры двигателя шайба 85 под воздействием пружины 83 замыкает контакты 93 (плюс) и 88 (минус), электроток подается на электромагнитный 10 переключатель, который поворачивает заслонку 60А в разветвителе 9 перекрывая канал Т1-У1 и открывает каналы Т1-Д-Е-Ж-И-У1 для выхлопных газов, которые нагревают в котле 16 змеевик 19 (на фиг. 1 светло-серой стрелкой показана работа разветвителя 9 и котла 16). После достижения рабочей температуры двигателя термочувствительный 98 элементов датчике 5) толкает шток 96 с шайбой 85, которая размыкает контакты 93 и 88, электроток не поступает на переключатель 10, где в последствии срабатывает возвратная пружина воздействующая на шток, который поворачивает заслонку 60А, которая перекрывает каналы Д-Е-Ж-И, и открывает канал Т1-У1, т.е. котел 16 отключен от нагрева выхлопными газами (на фиг. 2 светло-серой стрелкой показана работа разветвителя 9).
Датчик 5 срабатывает от подачи электротока с генератора после запуска и дальнейшей работе двигателя, при температуре охл. жидк. менее рабочей температуры двигателя шайба 85 под воздействием пружины 83 замыкает контакты 93 (плюс) и 88 (минус), электроток подается на электромагнитный 8 переключатель, который поворачивает заслонку 60 в разветвителе 7 приоткрывая канал Т-У и закрывает на отрегулированное положение каналы А-Г (на фиг. 1 светло-серой стрелкой показана работа разветвителя 7), выхлопные газы частично проходят через приоткрытую заслонку 60 разветвителя 7 в канал Т1, далее в канал Д разветвителя 9, и частично через отрегулированное положение заслонки 60 разветвителя 7 в канал А, далее в насос 3, создавая в нем минимальные обороты для циркуляции охл. жидк. через змеевик 19 и обеспечивая минимальный обдув двигателя, тем самым ускоряя прогрев двигателя. После достижения рабочей температуры двигателя термочувствительный 98 элемент (в датчике 5) толкает шток 96 с шайбой 85, которая размыкает контакты 93 и 88, электроток не подается на электромагнитный 8 переключатель, который с помощью пружины воздействующей на регулируемый шток поворачивает заслонку 60 перекрывая канал Т-У, выхлопные газы в полном объеме поступают в секцию К приводя ее и зависящие от нее секции Л и М в движение (на фиг. 2 светло-серой стрелкой показана работа разветвителя 7).
Штоком электромагнитного 8 переключателя регулируется открытие канала Т-У.
При неисправности датчика 5 или электропроводов, или при включенном замке зажигания и выключенном двигателе, или если двигатель заглох, или при выключенном замке зажигания возвратные пружины на переключателях 8 и 10 срабатывают, воздействуя на штоки, которые поворачивают заслонки 60 и 60А перекрывая в разветвителе 7 канал Т-У (открыты каналы А-Б-В-Г), и перекрывая в разветвителе 9 каналы Д-Е-Ж-И (открыт канал T1-У1) (на фиг. 2 светло-серой стрелкой показана работа разветвителя 7 и 9). Если термочувствительный 98 элемент в датчике 5 температуры неисправен и контакты 93 и 88 не размыкаются (котел 16 не отключается и насос 3 не циркулирует охл. жидк. в полном объеме), то можно отключить подачу электротока с датчика 5 кнопкой из салона, затем, после снижения температуры двигателя таким же способом включить подачу электротока от датчика 5.
Турбина 26 с вентилятором 27, содержит переключатель 99 на обводной канал. Режим П1 - для работы летом, режим П2 - для работы зимой. Летом вентилятор 27 обдувает радиатор 1, т.к. охл. жидк. вращает лопасти турбины 26, зимой вентилятор 27 не обдувает радиатор 1, т.к. охл. жидк. протекает через обводной канал и стопор 100 установленный снаружи корпуса турбины 26 стопорит ось 101 турбины 26. На фиг. 9 светло-серой стрелкой показан проток охл. жидк. через турбину 26 (режим П1). На фиг. 9 светло-серой пунктирной стрелкой показан проток охл. жидк. через обводной канал (режим П2). Два подшипника на оси 101 (на схеме не показаны) смазываются охл. жидк. (тосол, антифриз).
Насос 3: ротор-гайка 35 с лопастями 41 устанавливается на ось 32 по левой резьбе со стороны радиатора 1. Ротор-гайка 39 с лопастями 40 устанавливается на ось 32 по правой резьбе со стороны радиатора 1. Ротор-гайка 39А с лопастями 43 устанавливается на ось 32 по левой резьбе со стороны рубашки 4. Вентилятор 2 закрепляется к фланцу 33, который устанавливается на ось 32 по левой резьбе со стороны радиатора 1, и зафиксирован конусной 34 гайкой для предотвращения раскручивания фланца 33. Светло-серой стрелкой на фиг. 4 показано поступление отработанных газов во вход Б для вращения секции К. Ротор-гайки 35, 39, 39А фиксируются на конусах оси 32, при вращении ротор-гайки 35 передающей ход на ось 32 против часовой стрелки со стороны радиатора 1 происходит предотвращение раскручивания ротор-гаек 35, 39, 39А. Вставка 31 содержит зубья для предотвращения прокручивания в корпусах №1 и №2. При ремонте радиатора 1, фланец 33 можно выкрутить вместе с вентилятором 2, открутив конусную 34 гайку, при этом можно не демонтировать насос 3. Подшипники 38 смазываются охлаждающей жидкостью (тосол, антифриз).
Разветвитель 7 и 9 идентичны друг другу, разветвитель 9 на схеме не показан и содержит: 46А корпус, Д, И, Т1, У1 - каналы, 55А крышка с конусным 56А выступом округленно-углубленным в сторону крышки 55А, 57А болты с гайками, 58А конусный выступ округленно-углубленный в сторону стенки между каналами Д, И корпуса 46А, 59А ось, 60А заслонка круглая, 61А и 62А отверстия под болты.
Сущность: система охлаждения с котлом и насосом содержащая радиатор 1, насос 3 с вентилятором 2, рубашку 4 охлаждения двигателя, термостат 21, корпус 20 термостата, отопитель 12 салона, патрубки (на схеме не указано), расширительный бачок (на схеме не указано). Отличительные признаки: насос 3 с вентилятором 2 содержит приводимую в движение выхлопными газами секцию К, которая приводит в движение через ось 32 секции Л и М, секция М для циркуляции охлаждающей жидкости из рубашки 4 охлаждения двигателя, через радиатор 1 в рубашку 4 охлаждения двигателя, а также система содержит тройник 22 с термостатом 24 для циркуляции охлаждающей жидкости из радиатора 1 через секцию Л в радиатор 1, а также система содержит турбину 26 с вентилятором 27, которая содержит стопор 100 и переключатель 99 на обводной канал для работы летом и зимой, также система содержит разветвитель 7 содержащий заслонку 60, которая приводится в движение электромагнитным 8 переключателем с возвратной пружиной на регулируемом штоке, также система содержит разветвитель 9 содержащий заслонку 60А, которая приводится в движение электромагнитным 10 переключателем с возвратной пружиной на штоке, электромагнитные 8 и 10 переключатели срабатывают от датчика 5 температуры охлаждающей жидкости в корпусе 20 термостата, датчик 5 температуры содержащий термочувствительный 98 элемент, шток 96, шайбу 85 и контакты 93 (плюс) и 88 (минус), срабатывает от работы генератора после запуска и дальнейшей работе двигателя при температуре охлаждающей жидкости менее рабочей температуры двигателя, при необходимости электромагнитные 8 и 10 переключатели включаются и выключаются кнопкой из салона, а также система содержит тройник 25 состоящий из корпуса с одним малым впускным отверстием, одним большим впускным отверстием и одним большим выпускным отверстием, а также система содержит котел 16 в котором выхлопные газы подогревают змеевик 19, а также система содержит кожух 13 с вентилятором 14, воздушный фильтр и трубопровод в салон (фильтр и трубопровод на схеме не показаны), отопитель 12 салона находится вне салона около двигателя на выхлопной трубе и выполнен с возможностью нагрева выхлопными газами.
Тех. результат: регулируемая система охлаждения для работы в любом климате. Заявленная совокупность признаков позволяет поддерживать рабочую температуру двигателя в любых климатических условиях.
Осуществление: заводы УАЗ, ГАЗ, УРАЛ, КАМАЗ.