УСТРОЙСТВО ОБОГРЕВА ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ АССЕНИЗАТОРСКОЙ МАШИНЫ С ПОМОЩЬЮ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ
CESSPOOLAGE TRUCK SAFETY VALVES HEATING DEVICE BY MEANS OF EXHAUST GASES

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системе обогрева ассенизаторских машин (например, КО-505А), в частности к обогреву предохранительных клапанов бака.
Ассенизаторские машины предназначены для механизированного забора, транспортирования и отгрузки жидкостных отходов, не содержащих горючих, агрессивных и взрывоопасных веществ. Ассенизаторские машины эксплуатируются в макроклиматических условиях при температуре окружающего воздуха от -20°С до +40°С. Ассенизаторские машины КО-503В, КО-503В2, КО-503В3, КО-503В3-1 представляют собой автомобильное шасси, на котором смонтировано оборудование, состоящее из цистерны, вакуумного насоса с системой смазки, трубопровода, трансмиссии, сигнально-предохранительного устройства, лючка приемного, шланга приемного, дополнительного электрооборудования.
При эксплуатации ассенизаторской машины КО-505А при температурах ниже -20°С происходит замерзание наполнившегося водяного конденсата в предохранительных клапанах, это выводит их из строя, при этом зачастую под воздействием вакуума происходит сжатие ассенизационных емкостей. Поэтому в холодный период времени использование ассенизаторских машины затруднено из-за замерзания предохранительных клапанов.
Известна система утилизации отходящего тепла двигателя внутреннего сгорания с устройством защиты от замерзания [Патент РФ №2469204, МПК F02G 5/02 (2006.01), F01K 23/06 (2006.01), F01K 25/02 (2006.01)]. Изобретение может быть использовано в устройствах для утилизации отходящего тепла двигателя внутреннего сгорания.
Устройство для использования отходящего тепла двигателя внутреннего сгорания, снабженное контуром отходящего тепла, в котором циркулирует рабочая среда и с помощью которого отходящее тепло двигателя внутреннего сгорания и/или тепло выхлопных газов преобразуется в механическую работу, причем в контуре использования отходящего тепла предусмотрены испаритель (1), в котором рабочая среда за счет поглощения отходящего тепла двигателя внутреннего сгорания, по меньшей мере частично, переводится в парообразное агрегатное состояние, расширительное устройство (2) для получения механической работы, в котором, по меньшей мере частично, расширяется парообразная рабочая среда, и конденсатор (3), в котором рабочая среда переводится в жидкое агрегатное состояние, причем в контуре отходящего тепла предусмотрено по меньшей мере одно устройство (4) защиты от замерзания, которое предотвращает обусловленные замерзанием рабочей среды повреждения в контуре отходящего тепла, отличается тем, что устройство (4) защиты от замерзания имеет по меньшей мере одно нагревательное средство (10), с помощью которого возможно темперирование рабочей среды.
Недостатком данного изобретения является сложность конструкции, потеря энергии при ее переводе из тепловой в механическую, отсутствие локального прогрева узлов техники.
Известен котел-утилизатор тепла выхлопных газов [Патент РФ №123905, МПК F01N 5/02], содержащий теплообменник, в корпусе которого расположен пучок теплообменных труб для прохода по ним выхлопных газов с образованием между указанными трубами межтрубного пространства для прохода теплоносителя, входной и выходной патрубки для подвода и отвода выхлопных газов и теплоносителя, отличающийся тем, что корпус теплообменника в продольном направлении разделен перегородкой на две части, межтрубные пространства частей корпуса соединены между собой с одной стороны посредством по меньшей мере одной обводной трубы для прохода теплоносителя, а трубы частей теплообменника - с одной стороны посредством камеры для прохода выхлопных газов, а с другой стороны - посредством камеры распределения газовых потоков, имеющей с противоположных сторон входные и выходные патрубки для подвода и отвода выхлопных газов, между которыми установлена заслонка с возможностью поворота вокруг своей оси и перераспределения потоков выхлопных газов.
Недостатком данного изобретения является существенное повышение сопротивления в выхлопной системе базовой техники, отсутствие локального прогрева узлов техники.
Задачей изобретения является расширение температурных условий для работы ассенизаторской машины.
Технический результат предлагаемой конструкции обогрева предохранительных клапанов и предотвращения обледенения приемного шланга заключается в подаче тепловой энергии выхлопных газов к предохранительным клапанам, а от них - в приемные шланги ассенизаторской машины.
Указанный технический результат достигается тем, что для локального обогрева предохранительных клапанов ассенизационной машины и для прогрева приемных шлангов используется тепло выхлопных газов. Имеющиеся в теплообменниках электромагнитные клапаны позволяют после прогрева предохранительных клапанов направлять поток выхлопных газов либо в окружающую среду, либо в приемные шланги, предотвращая обледенение приемных шлангов и предохранительных клапанов.
В глушителе 1 имеется заслонка 8 после закрытия (позиция 8.2) выхлопные газы направляются через гибкий рукав 6 к тройнику с регулирующим краном 10, а от тройника с регулирующим краном 10 в две стороны по двум гибким рукавам 6, один из которых к тройнику 2 и далее к теплообменникам 3 предохранительных клапанов 4, а второй - к коаксиальному резервуару 11. Предохранительные клапаны 4 находятся внутри отдельных друг от друга теплообменников 3. Теплообменники 3 имеют электромагнитные клапаны 7, которые управляются с помощью электрических сигналов и имеют три положения для направления выхлопных газов (в окружающую среду, в приемные шланги или закрыты). Электромагнитные клапаны 7 переводятся в закрытое положение после перевода заслонки 8 в открытое положение (в положение 8.1). В гибком рукаве 6 между глушителем 1 и тройником 2 имеется тройник с регулирующим краном 10 для забора выхлопных газов в коаксиальный резервуар 11. Коаксиальный резервуар 11 находится в нижней точке данного устройства. Ввиду того что при низкой температуре конденсат может замерзнуть, коаксиальный резервуар 11 выполнен с двойными стенками, отработавшие газы направляются между стенками и таким образом обогревает конденсат, который удаляется посредством крана 9.
На чертеже изображены пути отработавших горячих газов - показаны широкими стрелками, отработавшие газы, отдавшие тепло, показаны тонкими стрелками.
Расширение температурных условий для работы ассенизаторской машины достигается за счет того, что предохранительные капаны ассенизаторской машины прогреваются выхлопными газами, за счет этого машина может работать при температуре до минус 45°С, а благодаря прогреву приемного шланга не происходит его обледенение и разрушение (повышенный износ).
Изобретение поясняется чертежом, где представлена схема ассенизаторской машины, в глушителе 1 имеется заслонка 8, после закрытия заслонки 8 (положение 8.2) выхлопные газы направляются через гибкий рукав 6 к тройнику с регулирующим клапаном 10, а от тройника с регулирующим краном 10 в две стороны по двум гибким рукавам, один из которых к теплообменникам 3 предохранительных клапанов 4, а второй - к коаксиальному резервуару 11 с краном 9.
Предлагаемое устройство содержит предохранительные клапаны 4, вокруг которых находятся теплообменники 3, которые состоят из корпусов, которые держат форму теплообменников 3, и из комбинированных теплоизоляционных материалов (на основе минеральной ваты, стекловаты либо вспененного каучука), каждый теплообменник 3 соединен с выхлопной системой через гибкий рукав 6 и каждый теплообменник 3 имеет электромагнитный кран 7, который направляет поток выхлопных газов в окружающую среду или в приемный шланг (для предотвращения его обледенения) или закрывается (когда заслонка 8 открыта, положение на фиг. 8.1.). Для осуществления слива конденсата имеется обогреваемый выхлопными газами коаксиальный резервуар 11 (имеет двойные стенки) с краном 9.
Устройство работает следующим образом, заслонка 8, находящаяся в глушителе 1, переходит в закрытое положение (положение 8.2), после этого выхлопные газы направляются через тройник с регулирующим краном 10 (кран закрыт) по гибким рукавам 6 через тройник 2 к теплообменникам 3 предохранительных клапанов 4 (весь поток выхлопных газов направляется к предохранительным клапанам), прогревая предохранительные клапаны, поток выхлопных газов может направляться электромагнитными клапанами 7 в приемные шланги (предотвращение обледенения). Перед началом работы ассенизаторской машины - закачкой жидкости через приемные шланги в емкости 5 электромагнитные клапаны 7 имеют возможность направлять поток выхлопных газов в окружающую среду (не проходя через приемные шланги). Одновременно с этим открывается тройник с регулирующим краном 10 для подачи выхлопных газов через гибкий рукав 6 между двойными стенками коаксиального резервуара 11 для прогрева конденсата и слития конденсата через кран 9.
После прекращения наполнения емкостей 5 электромагнитный клапан направляет поток выхлопных газов после предохранительных клапанов 4 через приемный шланг. Происходит сушка приемного шланга, предотвращение его обледенения.
После этого электромагнитный капан 7 переходит в закрытое положение, происходит открытие заслонки 8 (положение 8.1) в глушителе 1, тройник с регулирующим краном 10 закрывается.
После этого выхлопные газы выходят напрямую через глушитель 1, минуя теплообменники 3 и приемный шланг, тем самым не оказывается дополнительной нагрузки на двигатель ассенизаторской машины.