Гидропневматический гидрогенератор

 

Изобретение относится к гидроэнергетике. Цель изобретения - повышение КПД гидрогенератора путем обеспечения работы насоса в области его оптимальных режимов при изменении уровней воды в верхнем и нижнем бьефах. Гидрогенератор содержит закрепленный на дне водоема вертикальный направляющий блок, выполненный по меньшей мере в виде одной шахты 2 с отверстиями 3 и 4 в боковой стенке 5 вблизи дна 1 водоема, размещенной в плотине 6, утяжеленный поплавок 7, установленный в направляющем блоке с возможностью вертикального перемещения на направляющих роликах 26, поршневой насос 8 двустороннего действия для перекачки гидравлической жидкости по замкнутому контуру, поршень 9 которого при помощи соединительного элемента, выполненного в виде регулируемого по длине штока 10, связан с поплавком 7, пневмогидроаккумулятор 11, сообщенный посредством напорных трубопроводов 12 с полостями нагнетания насоса 8, приемную емкость с размещенным в ней преобразователем 14 энергии потока гидравлической жидкости преимущественно в виде турбины и всасывающий трубопровод 15. Полость 16 шахты 2 сообщена с атмосферой и через отверстия 3 и 4 с верхним и нижним бьефами 17 и 18 водоема. Гидрогенератор снабжен устройством автоматического управления заслонками 19 и 20, приводом изменения длины штока 10, включающим гидроцилиндр 21 и насосы 22 и 23, и датчиками 24 верхнего и нижнего уровней воды. Гидрогенератор имеет также сборник 25, сообщенный с входом трубопровода 15. При поочередном открытии заслонок 19 и 20 вода, периодически заполняя шахту 2, поднимает и опускает поплавок 7, который посредством штока 10, длина которого регулируется в зависимости от уровней жидкости в бьефах 17 и 18, приводит в действие насос 7, закачивающий гидравлическую жидкость в пневмогидроаккумулятор 11, которая затем поступает на преобразователь 14 энергии, который может быть связан с электрогенератором, и далее на вход насоса 8. 2 зэ.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5g)5 Е 03 В 13/12, 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н flATEHTY

Cb

ЬР

ЬР

С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3990804/25 — 29 (86) РСТ/HU 85/00023 (02.04.85) (22) 29.11.85 (31) 1310/84 (32) 02.04.84 (33) HU (46) 30.11.90. Бюл. Ф 44 (71) Тибор Кендери (HU) (72) Тибор Кендери (HU) (53) 621.224(088.8) (56) Патент США Н- 4208878, кл. F 03 В 13/1 2, опублик. 1980.

2 (54) ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ГИДРОГЕНЕРАТ0Р (5?) Изобретение относится к гидроэнергетике. Цель изобретения — повышение КПД гидрогенератора путем обеспечения работы насоса в области его оптимальных режимов при изменении уровней воды в верхнем и нижнем бьефах. Гидрогенератор содержит закрепленный на дне водоема вертикальный направляющий блок, выполненный по меньшей мере в виде одной шахты 2 с

3 16 отверстиями 3 и 4 в боковой стенке 5 . вблизи дна 1 водоема, размещенной в плотине 6, утяжеленный поплавок 7, установленный в направляющем блоке с возможностью вертикального перемещения на направляющих роликах 26, поршневой насос 8 двустороннего действия для перекачки гидравлической жидкости по замкнутому контуру, поршень

9 которого при помощи соединительного элемента, выполненного в виде регулируемого по длине штока 10, связан с поплавком 7, пневмогидроаккумулятор

11, сообщенный посредством напорных трубопроводов 12 с полостями нагнетания насоса 8, приемную емкость с размещенным в ней преобразователем 14 энергии потока гидравлической жидкости преимущественно в виде турбины и всасывающий трубопровод 15. Полость

16 шахты 2 сообщена с атмосферой и через отверстия 3 и 4 — с верхним и

11225

10 !

20 нижним бьефами 17 и 18 водоема. Гидрогенератор снабжен устройством явтоматического управления заслонка-. ми 19 и 20, приводом изменения длины штока 10, включаюшим гидроцилинцр 21 и насосы 22 и 23,и датчиками 24 верхнего и нижнего уровней воды. Гидрогенератор имеет также сборник 25, сообщенный с входом трубопровода 15.

При поочередном открытии заслонок 19 и 20 вода, периодически заполняя шахту 2, поднимает и опускает поплавок

7, который посредством штока 10, длина которого регулируется в зависимости от уровней жидкости в бьефах 17 и 18, приводит в действие насос, закачивающий гидравлическую жидкость в пневмогидроаккумулятор 11, которая затем поступает на преобразователь 14

1 .энергии, который может быть связан с электрогенератором, и далее на вхоп насоса 8. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к конструкциям устройств для преобразования энергии потока жидкости в механическую или иную энергию.

Цель изобретения — повышение КПД гидрогенератора путем обеспечения работы насоса в области его оптимальных режимов при изменении уровней воды в верхнем и нижнем бьефах, образованных, например, при помощи плотины.

На фиг. 1 представлена схема гидропневматического гидрогенератора; на фиг. 2 — плотина, вид сверху.

Гидропневматический гидрогенератор содержит закрепленный на дне 1 водоема вертикальный направляющий блок, выполненный по меньшей мере в 45 виде одной шахты 2 с отверстиями 3 и 4 в боковой стенке 5 вблизи дна

1 водоема, размещенной в плотине 6, утяжеленный поплавок 7, установленный в направляющем блоке с возможностью 50 вертикального перемещения, поршневой насос 8 двустороннего действия для перекачки гидравлической жидкости по замкнутому контуру, поршень 9 которого при помощи соединительного элемента, выполненного в виде регулируемого

rio длине штока 1О, связан с поплавком

7, пнегмогидроаккумулятор 11, сообщенный посредством напорных трубопрово— дов 12 с полостями нагнетания насоса

8, приемную емкость 13 с размещенным в ней преобразователем 14 энергии потока гидравлической жидкости, преимущественно в виде турбины и всасывающий трубопровод 15. Полость 16 шахты 2 сообщена с атмосферой и через отверстия.3 и 4 — с. верхним и нижним бьефами 17 и 18 водоема.

Гидродвигатель снабжен устройством автоматического управления заслонками

19 и 20, установленными в отверстиях

3 и 4, приводом изменения длины штока

10, включающим гидроцилиндр 21 .и насосы, например шестеренные, 22 и 23, и датчиками 24 верхнего и нижнего уровней воды в бьефах 17 и 18. Гидрогенератор имеет также сборник 25 гидравлической жидкости, установленный после преобразователя 14 гидравлической энергии. Вход всасывающего трубопровода 15 сообщен с выходом сборника 25.

Утяжеленный поплавок 7 установлен на направляющих роликах 26. Гидроцилиндр 21 связан со штоком 10 и поплавком 7 посредством шарниров 27 и 28, позволяющих компенсировать перекосы.

Пневмогидроаккумулятор 11 установлен на опорах 29 и имеет сливной вентиль 30, датчик 31 уровня жидкости,,индикатор 32 уровня, манометр 33 и дозаправочный вентиль 34. Пневмогид(611225 роаккумулятор 11 сообщен с приемной емкостью 13 посредством магистрали

35. Во всасывающем и нагнетательном трубопроводах 15 и 12 установлены соответственно вентиль 36 и регулятор

37 давления, а в магистрали 35 — выпускной .клапан 38.

В плотине 6 могут быть выполнены несколько шахт 2. Сама плотина 6 может10 состоять из состыкованных между собой комплектов шахт.

Гидропневматический гидрогенератор работает следующим образом.

При открытии заслонки 20 вода из верхнего бьефа 18 поступает через отверстие 4 в полость 16 шахты 2 и поплавок 7 начинает .подниматься, перемещая посредством штока 10 поршень

9 насоса 8. При этом гидравлическая 20 жидкость нагнетается из надпоршневой полости насоса 8 через нагнетательный трубопровод. 12 и регулятор 37 давления в пневмогидроаккумулятор 11, сжи.мач находящийся в нем воздух. При от- 25 крытии выпускного клапана 38 гидравлическая жидкость по магистрали 35 подается на преобразователь 14, где осуществляется преобразование энергии потока .гидравлической жидкости 30 в механическую энергию, и далее жидкость поступает в сборник 25 приемной емкости 13 и из него через вентиль

36 и всасывающий трубопровод 15 — в насос 8. В качестве преобразователя

14 может быть использован водометный

35 движитель или турбина, связанная, например, с электрогенератором.

Посредством устройства автоматического управления заслонками по дос- 4р тижении поплавком 7 верхней мертвой точки заслонка 20 закрывается, а заслонка 19 открывается. Вода покидает шахту 2, и поплавок 7 под действием силы тяжести начинает опускать- 45 ся, перемещая посредством штока 10 поршень 9 насоса 8 вниз. Гидравлическая жидкость нагнетается в пневмогидроаккумулятор 11 из подпоршневой полости насоса 8 при одновременном заполнении надпоршневой полости. По достижении поршнем 7 нижней мертвой точки заслонка 19 закрывается, а заслонка 20 открывается, и цикл повторяется.

Уровень воды в нижнем и верхнем бьефах 17 и 18 постоянно контролируется датчиками 24 уровня. В случае изменения в силу каких-либо причин (паводки, засуха и т.д.) по сигналу от датчиков 24 посредством насосов

22 и 23, в качестве которых могут быть использованы, например, шестеренные насосы высокого давления, и гидроцилиндра 21 осуществляется из1менение длины штока 10, соответст1вующее уровням верхнего и нижнего бьефов 17 и 18, что позволяет обеспечить наиболее эффективное преобразование энергии в спучае небольшой и медленно изменяющейся разности уровней верхнего и нижнего бьефов.

Уменьшение давления в пневмогидроаккумуляторе 11 в процессе работы гидрогенератора может быть компенсировано путем подачи в него через дозаправочный вентиль 34 сжатого возудах.

Для снижения износа и повышения долговечности на поверхность качения роликов 26 может быть нанесено эластичное, преимущественно резиновое, покрытие.

Пневмогидроаккумулятор может быть подключен одновременно к нескольким насосам 8.

Формулaиз обретения

1. Гидропневматический гидрогенератор, содержащий закрепленный на дне водоема вертикальный направляющий блок, внутренняя полость которого сообщена с водоемом, утяжеленный поплавок, установленный в направляющем блоке с возможностью вертикального перемещения,.поршневой насос двусто— раннего действия для перекачки гидравлической жидкости по замкнутому контуру, поршень которого связан при помощи соединительного элемента с поплавком, пневмогидроаккумулятор, сообщенный посредством напорного трубопровода с полостями нагнетания насоса, приемную емкость с размещенным в ней.преобразователем энергии потока гидравлической жидкости преимущественно в виде турбины и всасывающий трубопровод, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем обеспечения рабаты насоса в области

его оптимальных режимов при изменении уровней воды в верхнем и нижнем бьефах, образованных, например, при помощи плотины, направлявший блок выполнен в виде по меньшей мере одной шахты с отверстиями в боковой стенке вблизи дна водоема, размещенной в

1611225

Техред M.Õoäàíè÷ КорректоР N,Kó÷åðÿâàÿ

Редактор М.Петрова

Заказ 3746 Тираж 358 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д„ 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. !агарина,101 плотине, а соединительный элемент в виде регулируемого по длине штока, при этом полость шахты сообщена с атмосферой и через отверстия — с верх5 ним и нижним бьефами водоема.

2. Гидрогенератор по и. 1, о т л ич ающий с я тем, что о» снабжен устройством автоматического управ-10 ления заслонками, приводом изменения длины штока и датчиками верхнего и нижнего уровней воды.

3. Гидрогенератор по п. 2, о т л ич а ю шийся тем, что он снабжен сборником гидравлической жидкости, установленным после преобразователя энергии, а вход всасывающего трубопро4 зода сообщен с выходом сборника.