ГИДРОПРИВОД ЛЕСНОЙ МАШИНЫ С ЭНЕРГОАККУМУЛИРУЮЩИМ МОДУЛЕМ

Полезная модель относится к системам для преобразования и передачи энергии посредством рабочей жидкости под давлением от источника энергии к исполнительным механизмам и может быть использовано, например, в лесной промышленности, лесном и сельском хозяйстве.
Известен гидропривод лесной машины, содержащий два насоса, гидрораспределители, гидроцилиндры, предохранительные клапаны, предохранительные блоки клапанов, гидрозамок, присоединительную арматуру, бак масляный. (Трелевочная машина ЛП-18 и ее модификации: Справочник специалиста. - М. Лесн. пром-ть, 1988. - 290 с., см. стр.91).
Известный гидропривод лесной машины имеет относительно сложную конструкцию и не может быть использован в качестве резервного источника энергии при выполнении ремонтных работ или технологических операций при выключенной силовой установке.
Известен гидропривод лесной машины, содержащий гидравлический бак, приводимую во вращение силовой установкой насосную станцию, систему гидрораспределения и технологическое оборудование, связанные магистральными трубопроводами. (Кругов B.C. Валочно-пакетирующая машина ЛП-19 / Кругов B.C., Барман М.А., Ермольев В.П. и др.- М.: Лесн. пром-сть, 1982. - 288 с., см. стр.77, рис.44).
Известный гидропривод лесной машины обладает недостаточными энергосберегающими возможностями, в частности, при выключении или выходе из строя силовой установки он прекращает свою работу и не обеспечивает работоспособность технологических механизмов, а также недостаточной ремонтопригодностью - отсутствует возможность диагностирования технического состояния и определение остаточного ресурса элементов гидропривода в процессе эксплуатации. Также, данный гидропривод является единой системой и не может быть дополнен дополнительными устройствами модульного типа.
Технический результат заключается в расширении эксплуатационных возможностей гидропривода лесной машины, модульности, улучшении энергоэффективности и ремонтопригодности, причем техническое состояние элементов гидропривода определяется по параметрам, снятых с датчиков колебаний жидкости, возникающих при гидроударных воздействиях.
Технический результат достигается тем, что в гидропривод лесной машины, содержащий гидравлический бак, насосную станцию, приводимую во вращение силовой установкой, систему гидрораспределения и технологическое оборудование, связанные магистральными трубопроводами включен энергоаккумулирующий модуль, содержащий энергоаккумулирующее устройство, соединенное, с возможностью отключения, с насосной станцией и с системой гидрораспределения через систему клапанов, причем энергоаккумулирующее устройство оснащено системой сбора и обработки данных, включающую датчик давления, аналого-цифровой преобразователь, блок питания и компьютер.
Предлагаемая конструкция гидропривода лесной машины с энергоаккумулирующим модулем позволяет осуществлять управление и обеспечивать привод в движение технологического оборудования при отсутствии внешнего источника энергии, а также позволяет более эффективно использовать энергию рабочей жидкости и уменьшить расход топлива, что повышает эффективность использования системы в целом. Также предлагаемая конструкция может служить в качестве резервного источника энергии на период выполнения ремонтных работ или технологических операций, а наличие системы сбора и обработки данных позволяет диагностировать состояние элементов гидропривода в процессе эксплуатации, накапливать, обрабатывать данные и оценивать остаточный ресурс.
В патентной и научно-технической литературе подобной конструкции гидропривода лесной машины с энергоаккумулирующим модулем нами не обнаружено.
На фиг.1 изображена структурная схема гидропривода лесной машины с энергоаккумулирующим модулем (стрелками показаны магистральные трубопроводы и направление движения рабочей жидкости).
Гидропривод лесной машины с энергоаккумулирующим модулем 1 содержит гидравлический бак 2, который посредством клапана 3 соединен с насосной станцией 4, приводимой в действие силовой установкой 5. В свою очередь насосная станция 4 через клапан 6 соединена с системой гидрораспределения 7, которая соединяется магистральными трубопроводами с технологическим оборудованием 8, гидравлическим баком 2, а через клапан 9 с энергоаккумулирующим устройством 10. Энергоаккумулирующее устройство 10 через клапан 11 соединено с насосной станцией 4. Система сбора и обработки данных 12, включающая датчик давления 13, расположенный в энергоаккумулирующем устройстве 10, соединен с аналого-цифровым преобразователем 14, блоком питания 15 и компьютером 16.
Гидропривод лесной машины с энергоаккумулирующим модулем работает следующим образом.
В номинальном режиме работы гидропривода рабочая жидкость из гидравлического бака 2 через клапан 3 нагнетается насосной станцией 4, приводимой в действие силовой установкой 5, через клапан 6 в систему гидрораспределения 7 и далее поступает на привод технологического оборудования 8. Одновременно с этим рабочая жидкость поступает из системы гидрораспределения 7 через открытый клапан 9 в энергоаккумулирующее устройство 10. Клапан 11 закрыт.
Этот процесс продолжается до того момента, пока давление рабочей жидкости в энергоаккумулирующем устройстве 10 не достигнет номинального значения, вырабатываемого насосной станцией 4. Далее энергоаккумулирующее устройство 10 переходит в режим гидроаккумулятора - сглаживая высокочастотные пульсации давления в гидроприводе лесной машины, температурные перепады и компенсируя небольшие утечки в системе.
В случае, когда на приводе технологического оборудования 8 требуется краткосрочное повышение давления, например при подъеме груза, клапан 9 закрывается, клапан 11 открывается и рабочая жидкость из энергоаккумулирующего устройства 10 через открытый клапан 11 подается на вход насосной станции 4. При этом клапан 3 закрывается для предотвращения перетекания рабочей жидкости в гидравлический бак 2. Насосная станция 4 вырабатывает повышенное давление рабочей жидкости (по сравнению с номинальным значением) при той же загрузке силовой установки 5. Далее рабочая жидкость поступает через систему гидрораспределения 7 в технологическое оборудование 8, приводя его в действие. Данный процесс может продолжаться до тех пор, пока давление рабочей жидкости в энергоаккумулирующем устройстве 10 не понизится до атмосферного. Затем система переходит в номинальный режим работы.
В процессе работы гидропривода, с целью повышения надежности его элементов и системы в целом, в энергоаккумулирующий модуль 1 интегрирована система сбора и обработки данных 12, включающая датчик давления 13, расположенный в энергоаккумулирующем устройстве 10. Датчик давления 13 соединен с аналого-цифровым преобразователем 14, блоком питания 15, компьютером 16 и осуществляет постоянный мониторинг изменения давления рабочей жидкости в энергоаккумулирующем устройстве 10. В качестве одного из возможных способов диагностирования технического состояние элементов гидропривода, который может быть реализован при данном устройстве, является определение параметров колебания рабочей жидкости, снятых с датчика давления 13, возникающих при гидроударных воздействиях. Реализация данного способа может осуществляться следующим образом: из технологического оборудования 8 рабочая жидкость через систему гидрораспределения 7 и открытый клапан 9 подается на энергоаккумулирующее устройство 10. Клапан 11 при этом закрыт. Давление рабочей жидкости в энергоаккумулирующем устройстве 10 начинает увеличиваться. Далее, клапан 9 закрывается, инициируя ударное прекращение подачи рабочей жидкости в энергоаккумулирующее устройство 10. Возникает волновое колебание рабочей жидкости, характеристика которого снимается датчиком давления 13, подается на аналого-цифровой преобразователь 14 и, далее, анализируется и записывается компьютером 16. Работа аналого-цифрового преобразователя 14 и компьютера 16 обеспечивается блоком питания 15. В случае отклонения параметров колебания рабочей жидкости в энергоаккумулирующем устройстве 10, компьютер 16 информирует обслуживающий персонал о необходимости технического обслуживания или ремонта элементов энергоаккумулирующего модуля гидропривода лесной машины.
Такая конструкция гидропривода лесной машины с энергоаккумулирующим модулем позволяет осуществлять управление и обеспечивать привод в движение технологического оборудования при отсутствии внешнего источника энергии, а также позволяет более эффективно использовать энергию рабочей жидкости и уменьшить расход топлива, что повышает эффективность использования системы в целом. Также предлагаемая конструкция может служить в качестве резервного источника энергии на период выполнения ремонтных работ или технологических операций, а наличие системы сбора и обработки данных позволяет диагностировать состояние элементов гидропривода в процессе эксплуатации, накапливать, обрабатывать данные и оценивать остаточный ресурс.