ГИДРОТЕПЛОАККУМУЛЯТОР

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована для прокачки рабочей жидкости гидравлической системы перед началом работы агрегата (установки) транспортного средства, особенно в условиях отрицательных температур.
Известен гидротеплоаккумулятор (Свидетельство на полезную модель №20546, МПК F 01 М 5/02, 2001 г.), содержащий теилоизолирующий корпус, в котором размещены: емкость для хранения жидкости, теплоаккумулирующее ядро и поршень, а подпоршневое пространство заполнено инертным газом. На входном и выходном патрубках, установлены электромагнитные клапаны, которые приводятся в действие блоком управления.
Недостатками гидротеплоаккумулятора являются: увеличенные массогабаритные параметры, ограниченный рабочий ход поршня, а также уменьшенный полезный объем запасаемой жидкости.
Наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели является гидротеплоаккумулятор (Патент РФ №30853, МПК F 01 М 5/02 2003 г.) содержащий теплоизолирующий корпус и емкость для хранения жидкости, между которыми расположен цилиндр, образующий полость заполненную теплоаккумулирующим материалом, а внутри емкости расположен поршень. Подпоршневое пространство заполнено инертным газом через заправочный клапан, который также используется для контроля давления газа.
Недостатком гидротеплоаккумулятора является то, что теплоизолирующий корпус и цилиндр, образующий полость с теплоаккумулирующим материалом, являются цельной конструкцией, что требует производства гидротеплоаккумуляторов различного объема, в зависимости от емкости
смазочной системы двигателя внутреннего сгорания или гидравлической системы транспортного средства.
Технический результат направлен на разработку гидротеплоаккумулятора имеющего многосекционную конструкцию, которая позволит создавать гидротеплоаккумуляторы с разными объемными параметрами из унифицированных секций.
Технический результат достигается тем, что гидротеплоаккумулятор, содержащий теплоизолирующий корпус с входным и выходным патрубками, оснащенными электромагнитными клапанами, которые приводятся в действие блоком управления, клапан заправки, поршень установленный в цилиндре, который образует дополнительную полость, заполненную теплоаккумулирующим материалом, и емкость для хранения жидкости, при этом теплоизолирующий корпус и цилиндр, образующий дополнительную полость, заполненную теплоаккумулирующим материалом, состоят из секций, набор которых позволит собирать гидротеплоаккумуляторы различного объема.
Отличительной частью разработанного гидротеплоаккумулятора является то, что теплоизолирующий корпус и цилиндр, образующий дополнительную полость, заполненную теплоаккумулирующим материалом, состоят из секций, набор которых позволит собирать гидротеплоаккумуляторы различного объема.
Анализ известных технических решений показал, что ни одно из них не обладает указанной совокупностью существенных признаков, позволяющих получить указанный технический результат.
Авторам не известны сведения о средствах того же назначения, что и заявляемое техническое решение. Следовательно, можно сделать вывод о соответствии заявляемого решения критериям охраноспособности.
На чертеже представлена конструкция гидротеплоаккумулятора, включающего в себя: теплоизолирующий корпус, состоящий из одинаковых секций 1, крышки 14 и дна 2, соединяющихся между собой с
помощью резьбового соединения, а также цилиндров 3 заполняемых теплоаккумулирующим материалом 7, которые устанавливаются внутри сборного теплоизолирующего корпуса и фиксируются там крышкой 14 и дном 2. По внутренней поверхности цилиндров 3 перемещается поршень 5, который образует емкость для хранения жидкости 8 или надпоршневое пространство и подпоршневое пространство 6, заполненное инертным газом (аргон и др.) через заправочный клапан 4, установленный в дне 2, а также используемый для контроля давления газа в пространстве 6. Давление заправляемого газа должно быть ниже среднего рабочего давления жидкости в системе на 0,1...0,2 МПа. Помимо этого в крышке 14 теплоизолирующего корпуса установлены входной 13 и выходной 9 патрубки, на которые крепятся электромагнитные клапаны 12 и 10. Клапаны приводятся в действие блоком управления 11. Внутренний объем одной унифицированной секции ориентировочно должен быть равен от 1 до 2,5 литра.
Гидротеплоаккумулятор предназначен для установки в гидравлических системах имеющих принудительно создаваемое давление, сопровождающееся повышением температуры рабочей жидкости в ходе использования агрегата (установки).
Разработанный гидротеплоаккумулятор работает следующим образом. Во время работы агрегата (установки) прокачиваемая рабочая жидкость нагревается до температуры 55...90°С и через открытый электромагнитный клапан 12 входного патрубка 13 направляется в емкость для хранения жидкости 8, где нагревает стенки цилиндра 3, которые отдают часть полученной от жидкости теплоты теплоаккумулирующему материалу 7, и далее возвращается в гидравлическую систему агрегата через выходной патрубок 9 и открытый электромагнитный клапан 10. Одновременно жидкость, воздействуя на поршень 5, сжимает газ в подпоршневом пространстве 6, тем самым, повышая его давление. Во время прокачивания жидкости теплоаккумулирующий материал 7 нагревается до температуры
плавления (50...75°С - в зависимости от используемого теплоаккумулирующего материала [1, 2]), плавится, претерпевая фазовый переход «твердое тело - жидкость» и запасает тепловую энергию с начала в виде скрытой теплоты плавления, а затем нагреванием жидкой фазы до рабочей температуры используемой жидкости. Время зарядки гидротеплоаккумулятора зависит от режима работы агрегата (установки) и составляет при температуре окружающего воздуха минус 40°С по давлению 10...15 секунд, по количеству теплоты до 20...30 минут. После завершения работы агрегата (установки) электромагнитные клапаны 10 и 12, по команде с блока управления 11, закрываются, и нагретая жидкость будет находиться в гидротеплоаккумуляторе под давлением в емкости для хранения жидкости 8. В свою очередь теплоизолирующий корпус 1 обеспечивает уменьшение тепловых потерь запасенной жидкости, а теплоаккумулирующий материал отдавая аккумулированную теплоту позволит поддерживать в течении 40...80 часов, в зависимости от выбора теплоизолирующего материала, температуру жидкости 50...70°С. При хранении рабочая жидкость по всему объему емкости 8 нагревается за счет термосифонной циркуляции.
После хранения, перед началом работы агрегата (установки), с блока управления подается команда на открытие электромагнитного клапана 12 и горячая жидкость под давлением поршня 5, который перемещается расширяющимся газом, заполняет или прокачивает гидравлическую систему, подготавливая агрегат (установку) к работе.
Помимо этого, при работе агрегата (установки) е гидравлической системе может возникать импульсное поступление жидкости, что станет причиной перебоев в работе системы. Для исключения перебоев в создании рабочего давления гидротеплоаккумулятор, в это время, дополнительно подает в гидравлическую систему необходимое количество жидкости, чем сглаживает пульсации давления.
Таким образом, предложенное техническое решение дает возможность разработать гидротеплоаккумуляторы имеющие многосекционную
конструкцию, которая позволит собирать их с разными объемными параметрами из унифицированных секций.
Список использованной литературы
1) Бекман Г., Гилли П. Тепловое аккумулирование энергии: пер. с англ. - М.: Мир, 1987. - 272 с.
2) Левенберг В.Д. и др. Аккумулирование тепла. - Киев: Техника, 1991. - 112 с.