Гидравлическая энергоустановка
Гидравлическая энергоустановка относится к автономным источникам энергии и может быть использована для привода гидрофицированных (гидравлических) и электрических механизмов и инструментов в строительной отрасли, в коммунальном хозяйстве, в МЧС, на агрегатах сельскохозяйственного назначения и в других областях, требующих наличия разнообразных видов энергии. Технический результат - расширение функциональных возможностей, за счет создания возможности подключения электроинструментов, а также улучшение топливной экономичности, повышение ресурса энергоустановки, снижение массы и габаритов гидроэнергоустановки достигается тем, что содержит приводной двигатель, насосный узел (гидронасос), соединенный всасывающей магистралью с гидробаком и гидравлический блок, подключенный к выходному патрубку гидронасоса и, кроме того, тем, что дополнительно содержит генератор переменного тока, вал которого соединен с валом регулируемого гидромотора, выход генератора переменного тока соединен с электроинструментами переменного тока, второй его выход через выпрямитель соединен с электроинструментами постоянного тока, также генератор переменного тока через цепь обратной связи подключен к регулируемому гидромотору, теплообменник (радиатор) охлаждения рабочей жидкости содержит электровентилятор и датчик температуры, размещенный в баке для рабочей жидкости. Библ.2, Илл.1.
Настоящая полезная модель относится к автономным источникам энергии и может быть использована для привода гидрофицированных (гидравлических) и электрических механизмов и инструментов в строительной отрасли, коммунальном хозяйстве, в МЧС, на агрегатах сельскохозяйственного назначения и в других областях, требующих наличия разнообразных видов энергии.
Существует проблема, связанная с необходимостью применения нескольких автономных источников энергии при проведении строительных и ремонтных работ. Для привода гидравлического инструмента требуется гидравлическая насосная станция, для электрического инструмента - отдельно электрогенератор. Такая технология не удовлетворяет требованиям энергоресурсосбережения.
Известен электрогенератор переменного тока с гидравлическим приводом содержащий синхронный генератор, вал которого соединен с валом гидромотора, а входной патрубок последнего соединен с клапанным регулятором давления рабочей жидкости, см. Гидравлический генератор HTG - 7.0/50/A/23/230-400/S-04. Инструкция по эксплуатации. www.hansatmp.it, передана при покупке в 2003 г.
Недостатком известного электрогенератора является ограниченность диапазона регулирования скорости его вращения и следовательно стабилизации частоты выходного напряжения при изменении давления и потока рабочей жидкости в гидросистеме, что не позволяет переводить приводной двигатель гидронасоса в энергоресурсосберегающий режим при значительном снижении нагрузки.
Известна гидравлическая насосная станция, содержащая силовую установку (приводной двигатель), насосный узел (гидронасос), соединенный всасывающей магистралью с гидробаком и гидравлический блок, соединенный с выходным патрубком гидронасоса. В напорной магистрали распределителя установлен гидравлический толкатель (регулятор), взаимодействующий с рычагом подачи топлива приводной установки.
На всасывающей магистрали установлен теплообменник (радиатор) и вентилятор с натяжным шкивом и ременной передачей, связанной с приводным двигателем, см. патент РФ 
2171915, F04B 23/00, F04B 53/08, F15B 21/04 от 10.08.2001.
Однако данная станция имеет ограниченное применение, т.к. не обеспечивает возможность работы электрофицированных механизмов и инструментов, для питания электропотребителей требуется отдельный источник электроэнергии.
Другой недостаток известной системы заключается в непрерывной работе вентилятора системы охлаждения рабочей жидкости за счет отбора мощности от приводного двигателя вне зависимости от температуры рабочей жидкости, что также не удовлетворяет требованиям энергоресурсосбережения.
Задачей создания настоящей полезной модели является достижение технического результата по расширению функциональных возможностей гидравлической энергоустановки, за счет создания возможности подключения электроинструментов, а также по улучшению топливной экономичности, повышению ресурса энергоустановки, по снижению массы и габаритов гидроэнергоустановки.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной гидравлической насосной станции, содержащей приводной двигатель, насосный узел (гидронасос), соединенный всасывающей магистралью с гидробаком и гидравлический блок, соединенный с выходным патрубком гидронасоса, теплообменник (радиатор) и вентилятор, предлагается дополнительно ввести генератор переменного тока, вал которого соединить с валом регулируемого гидромотора, выход генератора переменного тока соединить с электроинструментами переменного тока, второй его выход через выпрямитель соединить с электроинструментами постоянного тока, также генератор переменного тока через цепь обратной связи предлагается подключить к регулируемому гидромотору, теплообменник (радиатор) охлаждения рабочей жидкости оснастить электровентилятором и датчиком температуры, размещенным в баке для рабочей жидкости.
Полезная модель поясняется графическими материалами. На чертеже представлена блок-схема установки.
Гидравлическая энергоустановка содержит:
1. приводной двигатель (например, ДВС или турбина или двигатель Стирлинга и т.п.);
2. гидронасос;
3. бак для рабочей жидкости;
4. теплообменник (радиатор);
5. гидромотор регулируемый;
6. генератор переменного тока;
7. выпрямитель;
8. датчик температуры;
9. электровентилятор;
10. потребители гидравлической энергии (гидравлический инструмент);
11. Потребители (электроинструменты) переменного тока;
12. Потребители (электроинструменты) постоянного тока.
Гидравлическая энергоустановка состоит из приводного двигателя 1 (любой конструкции, ДВС, турбина, двигатель Стирлинг и т.п.), соединенного с гидронасосом 2, второй вход которого через теплообменник (радиатор) 4, обдуваемый электровентилятором 9, соединен с баком рабочей жидкости 3. Выход гидронасоса 2 соединен гидравлическим инструментом 10. Второй его выход соединен с регулируемым гидромотором 5, выход которого соединен с генератором переменного тока 6. В свою очередь напряжение с выхода генератора 6 поступает на потребители переменного тока 11, а через выпрямитель 7 на потребители постоянного тока 12 и по цепи ОС сигнал с датчика частоты напряжения генератора переменного тока 6 поступает на орган управления регулируемого гидромотора 5. В теплообменнике 4 установлен электровентилятор 9.
Гидравлическая энергоустановка работает следующим образом. Запускается приводной двигатель 1, который приводит в действие гидронасос 2. При этом рабочая жидкость через всасывающую магистраль из бака для рабочей жидкости 3 проходит через теплообменник (радиатор) 4 в гидронасос 2, первый выход которого подключен к потребителям гидравлической энергии 10, а второй выход к регулируемому гидромотору 5, вращающему генератор 6.
При повышении температуры рабочей жидкости до установленного предела по сигналу с датчика температуры 8, размещенному в баке для рабочей жидкости 3, включается электровентилятор 9 обдува теплообменника (радиатора), при снижении температуры рабочей жидкости до допустимой (заданной) - электровентилятор 9 отключается.
По сравнению с прототипом предложенное техническое решение исключает непрерывную работу вентилятора, что обеспечивает достижение поставленной цели - энергоресурсосбережению.
При снижении нагрузки на гидравлической энергоустановке (электрической и (или) гидравлической) изменяется давление в напорной гидромагистрали и по сигналу обратной связи «гидронасос 2 - приводной двигатель 1» снижается подача топлива и соответственно частота вращения приводного двигателя 1. При этом стабилизация частоты вращения генератора 6 обеспечивается в широком диапазоне новым техническим решением за счет использования регулируемого гидромотора 5.
Частота вращения регулируемого гидромотора 5, следовательно и генератора 6, определяется рабочим объемом гидромотора, который зависит от угла наклона блока цилиндров (на рис. не показан) относительно оси его вала.
В свою очередь угол наклона блока цилиндров гидромотора определяется положением регулирующего органа, управляемого по сигналам с датчика частоты напряжения (на рис. не показаны) генератора переменного тока.
При снижении частоты вращения генератора по сигналу обратной связи «генератор 6 - регулируемый гидромотор 5» изменяется положение регулирующего органа и, как следствие, увеличивается рабочий объем гидромотора 5 за счет изменения угла наклона блока цилиндров, что приводит к увеличению потока рабочей жидкости через гидромотор 5 и, следовательно, к увеличению частоты вращения генератора 6 переменного тока до установленной (например, 1500 или 3000 об/мин), что соответствует частоте переменного тока 50 Гц.
Таким образом, предложенная полезная модель обеспечивает достижение заданного технического результата. В заявленной установке может быть обеспечена возможность одновременной работы разнообразных инструментов: гидравлических и электрических в энергоресурсосберегающих режимах в зависимости от нагрузки.
Конструкция полезной модели компактна и потому может располагаться в кузове малогабаритных автомобилей и оперативно доставлена на любой промышленный, строительный, сельскохозяйственный или аварийный объект.
Заявленная полезная модель является новой, ранее неизвестной, что говорит о ее соответствии критерию патентоспособности - новизна.
В настоящее время изготовлен макетный образец заявленной полезной модели и проведены ее испытания. Серийное производство налаживается на российском машиностроительном предприятии, что говорит о соответствии заявленной положительной модели критерию патентоспособности - промышленная применимость.
Гидравлическая энергоустановка, содержащая приводной двигатель, насосный узел (гидронасос), соединенный всасывающей магистралью с гидробаком, и гидравлический блок, соединенный с выходным патрубком гидронасоса, отличающаяся тем, что дополнительно содержит генератор переменного тока, вал которого соединен с валом регулируемого гидромотора, выход генератора переменного тока соединен с электроинструментами переменного тока, второй его выход через выпрямитель соединен с электроинструментами постоянного тока, также генератор переменного тока через цепь обратной связи подключен к регулируемому гидромотору, теплообменник (радиатор) охлаждения рабочей жидкости содержит электровентилятор и датчик температуры, размещенный в баке для рабочей жидкости.
