Модуль питания пневмодвигателя сжатым воздухом
Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и может быть использована для повышения эффективности работы пневмодвигателей с экологически чистым выхлопом. Модуль питания пневмодвигателя сжатым воздухом содержит последовательно соединенные баллон со сжатым воздухом, снабженный запорно-регулирующей и контрольно-измерительной аппаратурой, устройство подогрева, которое пневмодвигателя, выполнено двухступенчатым и включает низкотемпературный подогреватель первой ступени, вход которого соединен с баллоном, а выход соединен со входом регулировочного клапана, и высокотемпературный подогреватель второй ступени, вход которого подключен к выходу регулировочного клапана, а выход связан с питательным трубопроводом, между входом и выходом высокотемпературного подогревателя второй ступени включен смесительный клапан, связанный рычагом управления с регулировочным клапаном обратной пропорциональной зависимостью, при этом низко температурный подогреватель первой ступени выполнен в виде погружного теплообменника, греющая жидкость которого включена в циркуляционный контур с радиатором обдува окружающим воздухом, снабженным вентилятором, а высокотемпературный подогреватель второй ступени выполнен в виде теплового аккумулятора, снабженного нагревательным элементом.
Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и может быть использована для повышения эффективности работы пневмодвигателей с экологически чистым выхлопом.
Из уровня техники известна система питания пневмодвигателя сжатым воздухом, содержащая последовательно соединенные баллон со сжатым воздухом, снабженный запорно-регулирующей и контрольно-измерительной аппаратурой, устройство подогрева, регулировочный клапан, связанный с рычагом управления, и питательный трубопровод для подключения пневмодвигателя (А.В.Моравский, История автомобиля, М., «ИнтерД», 1996, с.123-125). К недостатку данного решения можно отнести невысокую эффективность работы устройства подогрева, выполненного с использованием бензиновых горелок, а также связанное с этим наличие пожаро-взрывоопасности и отсутствие экологической чистоты.
Полезная модель направлена на повышение эффективности работы устройства подогрева и системы - модуля питания пневмодвигателя сжатым воздухом в целом при обеспечении экологической чистоты и пожаро-взрывобезопасности.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в модуле питания пневмодвигателя сжатым воздухом, содержащем последовательно соединенные баллон со сжатым воздухом, снабженный запорно-регулирующей и контрольно-измерительной аппаратурой, устройство подогрева, регулировочный клапан, связанный с рычагом управления, и питательный трубопровод для подключения пневмодвигателя, согласно полезной модели,
устройство подогрева выполнено двухступенчатым и включает низкотемпературный подогреватель первой ступени, вход которого соединен с баллоном, а выход соединен со входом регулировочного клапана, и высокотемпературный подогреватель второй ступени, вход которого подключен к выходу регулировочного клапана, а выход связан с питательным трубопроводом, между входом и выходом высокотемпературного подогревателя второй ступени включен смесительный клапан, связанный рычагом управления с регулировочным клапаном обратной пропорциональной зависимостью.
При этом низкотемпературный подогреватель первой ступени выполнен в виде погружного теплообменника, греющая жидкость которого включена в циркуляционный контур с радиатором обдува окружающим воздухом, снабженным вентилятором, а высокотемпературный подогреватель второй ступени выполнен в виде теплового аккумулятора, снабженного нагревательным элементом виде трубчатого электронагревателя.
Кроме того, высокотемпературный подогреватель второй ступени содержит солевую эвтектику в качестве теплоаккумулирующей жидкости и газовый компенсатор.
Заявленное выполнение устройства подогрева двухступенчатым с использованием теплового аккумулятора обеспечивает высокую эффективность использования тепловой энергии для подогрева воздуха без значительных потерь в окружающую среду, экологическую чистоту и пожаро-взрывобезопасность. Кроме того, наличие смесительного клапана, включенного между входом и выходом высокотемпературного подогревателя второй ступени - теплового аккумулятора и связанного рычагом управления с регулировочным клапаном, обеспечивает эффективное регулирование параметров сжатого воздуха при его подачи в
пневмодвигатель и, соответственно, повышает эффективность использования запасенной энергии (как сжатого воздуха, так и тепловой энергии в аккумуляторе), что также способствует повышению эффективности работы заявленного модуля в целом.
На чертеже схематично представлен общий вид модуля питания пневмодвигателя.
Модуль питания пневмодвигателя содержит последовательно соединенные трубопроводами баллон 1 со сжатым воздухом, снабженный запорно-регулирующей (вентили, редуктор) и контрольно-измерительной (манометры) аппаратурой (на чертеже не показано), и двухступенчатое устройство подогрева, которое включает низкотемпературный подогреватель 2 первой ступени, выполненный в виде погружного теплообменника 3, вход которого соединен с баллоном 1, а выход соединен со входом регулировочного клапана 4, и высокотемпературный подогреватель 5 второй ступени, выполненный в виде теплового аккумулятора с теплообменником 6, вход которого подключен к выходу регулировочного клапана 4, а выход связан с питательным трубопроводом 7 для подключения к пневмодвигателю (на чертеже не показано). Между входом и выходом теплообменника 6 высокотемпературного подогревателя 5 второй ступени включен смесительный клапан 8, связанный рычагом 9 управления с регулировочным клапаном 4 обратной пропорциональной зависимостью. При этом погружной теплообменник 3 низкотемпературного подогревателя 2 первой ступени по греющей жидкости включен в циркуляционный контур с радиатором 10 обдува окружающим воздухом, снабженным вентилятором 11, насосом 12 и расширительным бачком 13, а тепловой аккумулятор высокотемпературного подогревателя 5 второй ступени содержит солевую эвтектику в качестве теплоаккумулирующей жидкости и снабжен нагревательным
элементом в виде трубчатого электронагревателя 14 и газовым компенсатором 15. Для обеспечения оперативного подключения модуля питания к пневмодвигателю и замены баллона 1 соединительные трубопроводы снабжены быстродействующими, например байонетными, муфтами 16.
Модуль питания пневмодвигателя работает следующим образом. Сжатый воздух из баллона 1, сдросселированный до рабочего давления, поступает в погружной теплообменник 3 низкотемпературного подогревателя 2 первой ступени, где подогревается теплом от окружающей среды - воздуха в атмосфере до температуры, близкой к температуре окружающего воздуха, проходит через регулировочный клапан 4 в теплообменник 6 высокотемпературного подогревателя 5 второй ступени, где нагревается теплотой фазового перехода эвтектики в тепловом аккумуляторе, запасенной от трубчатого электронагревателя 14, и по питательному трубопроводу 7 направляется в пневмодвигатель (на чертеже не показано). Рабочие параметры (давление и температура) поступающего в пневмодвигатель сжатого воздуха регулируют посредством регулировочного клапана 4 и смесительного клапана 8, связанных между собой обратной пропорциональной зависимостью с помощью рычага 9 управления, при этом при полностью открытом регулировочном клапане 4 смесительный клапан 8 закрыт, а сжатый воздух поступает в пневмодвигатель с повышенными рабочими параметрами (максимальным значением температуры и давления), и при закрывании регулировочного клапана 4 смесительный клапан 8 открывается, обеспечивая смешение разнотемпературных потоков сжатого воздуха, нагретых в низкотемпературном подогревателе 2 первой ступени и в высокотемпературном подогревателе 5 второй ступени.
1. Модуль питания пневмодвигателя сжатым воздухом, содержащий последовательно соединенные баллон со сжатым воздухом, снабженный запорно-регулирующей и контрольно-измерительной аппаратурой, устройство подогрева, регулировочный клапан, связанный с рычагом управления, и питательный трубопровод для подключения пневмодвигателя, отличающийся тем, что устройство подогрева выполнено двухступенчатым и включает низкотемпературный подогреватель первой ступени, вход которого соединен с баллоном, а выход соединен со входом регулировочного клапана, и высокотемпературный подогреватель второй ступени, вход которого подключен к выходу регулировочного клапана, а выход связан с питательным трубопроводом, при этом между входом и выходом высокотемпературного подогревателя второй ступени включен смесительный клапан, связанный рычагом управления с регулировочным клапаном обратной пропорциональной зависимостью.
2. Модуль питания пневмодвигателя сжатым воздухом по п.1, отличающийся тем, что низкотемпературный подогреватель первой ступени выполнен в виде погружного теплообменника, греющая жидкость которого включена в циркуляционный контур с радиатором обдува окружающим воздухом, снабженным вентилятором, и расширительным бачком, а высокотемпературный подогреватель второй ступени выполнен в виде теплового аккумулятора, который снабжен нагревательным элементом в виде трубчатого электронагревателя и заполнен солевой эвтектикой в качестве теплоаккумулирующей жидкости с газовым компенсатором.
