RU2553399C1

RU2553399C1 - Blower fluid displacement drive

Info

Publication number: RU2553399C1
Application number: RU2014110478/11A
Authority: RU
Inventors: Евгений Васильевич Сливинский; Валентин Иванович Киселёв; Андрей Валентинович Бурдаков; Юрий Петрович Игнатов; Сергей Юрьевич Радин
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2015-06-10

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: fluid displacement drive consists of multiplexer, pumps, thermal controllers, hydromotors with blower wheels, high- and low-pressure lines and oil and water cooling sections. High-pressure line sections in zone of their abutment on thermal controllers are rigidly fitted in cylindrical jackets. These sections accommodate helical compression spring-loaded cups to shut off through grooves made in high-pressure lines. Inner chambers of said cylindrical jackets are connected with low-pressure lines of above system.

EFFECT: higher reliability of locomotive hydraulic drive.

2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области гидрообъемных приводов и может быть использовано в конструкциях масляных и водяной систем тепловозов.The present invention relates to the field of hydrostatic drives and can be used in the construction of oil and water systems of diesel locomotives.

Известна конструкция и компоновка масляной системы и системы ее охлаждения, например, Тепловоза ТЭ 3 (см. книгу Конструкция и динамика тепловозов, Изд. 2-е, доп. ред. Иванова В.Н. М.: Транспорт, стр.66-68, рис.35), которая состоит из вентилятора 1, приводимого во вращение редуктором 5, взаимосвязанного с двигателем тепловоза. Вентилятором 1 производится охлаждение атмосферным воздухом масляных 6 и водяных 8 секций охлаждения дизеля. Общим недостатком систем с непосредственным охлаждением рабочих жидкостей атмосферным воздухом является наличие поверхностных масловоздушных радиаторов, не обладающих достаточной эксплуатационной надежностью.Known design and layout of the oil system and its cooling system, for example, diesel locomotive TE 3 (see book Design and dynamics of diesel locomotives, Vol. 2-nd, additional edition of Ivanov V.N. M .: Transport, pp. 66-68 Fig. 35), which consists of a fan 1, driven into rotation by a gearbox 5, interconnected with the locomotive engine. Fan 1 is used to cool the oil 6 and water 8 diesel cooling sections with atmospheric air. A common drawback of systems with direct cooling of working fluids by atmospheric air is the presence of surface oil-air radiators that do not have sufficient operational reliability.

Известна также конструкция и компоновка масляной и водяной системы охлаждения дизеля тепловоза ТЭП 60 (см. книгу Жилин Г.А., Мелинов М.С., Родов A.M. и др. Пассажирский тепловоз ТЭП 60. Изд. 3-е, перераб и доп. М.: Транспорт, 1976 г.), которая описана на стр.143-145 и показана на рис.61. Такая система состоит из мультипликатора двух аксиально-поршневых насосов, двух гидромоторов с вентиляторами, трубопроводов высокого и низкого давлений, терморегуляторов, и дренажного трубопровода. Масло, поступающее от дизеля, проходит через секции его охлаждения и очистки в фильтр-баке. Несмотря на свою эффективность использования, указанная система охлаждения обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что в практике встречается немало случаев по разрушению трубопроводов высокого давления, питаемых гидромоторов за счет возникновения гидравлических ударов в последних. Поэтому ремонтным структурам приходится производить работы по восстановлению указанных систем, что связано с серьезными денежными и трудовыми затратами.There is also known the design and layout of the oil and water cooling systems for diesel engines of the TEP 60 diesel locomotive (see the book Zhilin G.A., Melinov M.S., Rodov AM et al. Passenger diesel locomotive TEP 60. Ed. 3rd, revised and add. M .: Transport, 1976), which is described on pages 143-145 and shown in Fig. 61. Such a system consists of a multiplier of two axial piston pumps, two hydraulic motors with fans, high and low pressure pipelines, temperature controllers, and a drainage pipeline. The oil coming from the diesel passes through its cooling and purification sections in the filter tank. Despite its efficiency of use, this cooling system has a significant drawback, namely, that in practice there are many cases of destruction of high pressure pipelines fed by hydraulic motors due to the occurrence of hydraulic shocks in the latter. Therefore, repair structures have to carry out work on the restoration of these systems, which is associated with serious monetary and labor costs.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности гидравлического привода вентиляторов тепловозов.Therefore, the aim of the invention is to increase the operational reliability of the hydraulic drive of the fans of diesel locomotives.

Поставленная цель достигается тем, что участки трубопроводов высокого давления в зоне примыкания их к терморегуляторам жестко установлены в цилиндрической формы кожухах и на них подвижно размещены подпружиненные винтовыми пружинами сжатия стаканы, перекрывающие собой сквозные пазы, выполненные на участках трубопроводов высокого давления в их продольной плоскости причем, внутренние полости упомянутых цилиндрической формы кожухов связаны с трубопроводами низкого давления гидросистемы гидрообъемного привода.This goal is achieved in that the sections of the high pressure pipelines in the area adjacent to the thermostats are rigidly mounted in cylindrical casings and cups spring-loaded with helical compression springs are movably placed on them, overlapping through grooves made on the sections of the high pressure pipelines in their longitudinal plane, the internal cavities of the said cylindrical shape of the casings are connected to the low pressure pipelines of the hydraulic system of the hydraulic drive.

На фиг.1 показана принципиальная схема части системы охлаждения масла дизеля, а на фиг.2 - укрупненный узел устройства, предотвращающего гидравлические удары в разрезе.Figure 1 shows a schematic diagram of part of a diesel oil cooling system, and figure 2 is an enlarged unit of the device that prevents hydraulic shocks in the context.

Гидрообъемный привод вентиляторов, например, тепловоза ТЭП 60 состоит из гидронасоса 1 с трубопроводом 2 его питания маслом от дизеля и трубопроводом высокого давления 3, на котором жестко закреплен цилиндрической формы кожух 4. Во внутренней полости цилиндрической формы кожуха 4 на трубопроводе высокого давления 3 выполнены сквозные пазы 5 и подвижно размещен стакан 6, подпружиненный винтовой пружиной сжатия 7. Цилиндрической формы кожух 4 связан патрубком 8 с трубопроводом низкого давления 9. Трубопровод высокого давления 3 соединен с терморегулятором 10, который с помощью трубопровода 11 включен в систему гидрообъемного привода и трубопроводом 12 связан с гидромотором 13, снабженным вентиляторным колесом 14.A hydrostatic fan drive, for example, a TEP 60 diesel locomotive, consists of a hydraulic pump 1 with a pipe 2 for feeding oil from a diesel engine and a high pressure pipe 3, on which a casing 4 is rigidly fixed. In the inner cavity of a cylindrical casing 4, through pipes are made through grooves 5 and a cup 6 is movably placed, spring-loaded with a compression screw spring 7. A cylindrical-shaped casing 4 is connected by a pipe 8 to a low pressure pipe 9. A high pressure pipe 3 is connected to a therm an regulator 10, which is connected via a pipe 11 to the hydrostatic drive system and the pipe 12 is connected to a hydraulic motor 13 provided with a fan wheel 14.

Работает гидрообъемный привод вентиляторов следующим образом. При работе дизеля термодатчик 10 омывается смазочным маслом, движущимся по стрелке А (см. фиг.1), и если температура масла не превышает 80°C, то терморегулятор 10 пропускает его по стрелке В, давление которого создает гидронасос 1, в трубопровод 11, связанный с баком-фильтром (на чертеже не показан), и затем вновь поступает в гидромотор 1 по трубопроводу 2 также по стрелке В. В случае когда температура масла превышает нормативную величину, терморегулятор 10 срабатывает и перекрывает трубопровод 11, что позволяет маслу поступить в трубопровод 12, и оно, двигаясь по стрелке С, попадает в гидромотор 13, вентиляторное колесо 14 которого вращаясь охлаждает секции холодильника (на чертежах такое оборудование не показано, но подробно описано в прототипе). Как только температура масла снизится до рекомендуемого техническими условиями значения, терморегулятор 10 срабатывает и обеспечивает подачу масла в трубопровод 11 так, как это было описано выше. Но не всегда работа системы проходит гладко, как это описано выше. Так, например, известно (см. книгу Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. Учебник для машиностроительных вузов / Т.М. Башта и др. Изд. 2-е, перераб. М.: Машиностроение, 1982 г., стр.140-147, где описаны основные положения гидравлического удара, возникающего в гидросистемах), что при резком перекрытии трубопроводов происходит значительный рост давления рабочей жидкости, а это влечет за собой разрыв трубопровода или выход из строя других составляющих конструкционных элементов гидропривода, причем численное значение такого давления можно определить по формуле:Works hydrostatic drive fans as follows. When the diesel engine is operating, the temperature sensor 10 is washed by lubricating oil moving along arrow A (see Fig. 1), and if the oil temperature does not exceed 80 ° C, then the temperature regulator 10 passes it along arrow B, the pressure of which creates a hydraulic pump 1, into pipeline 11, connected to the filter tank (not shown in the drawing), and then again enters the hydraulic motor 1 through the pipe 2 also along arrow B. In the case when the oil temperature exceeds the standard value, the temperature controller 10 is activated and closes the pipe 11, which allows oil to enter the pipeline 12, and it, d driving along arrow C, it enters the hydraulic motor 13, the fan wheel 14 of which rotates to cool the sections of the refrigerator rotating (in the drawings such equipment is not shown, but is described in detail in the prototype). As soon as the oil temperature drops to the value recommended by the technical specifications, the temperature controller 10 is activated and provides the oil supply to the pipeline 11 as described above. But the system does not always work smoothly, as described above. So, for example, it is known (see the book Hydraulics, hydraulic machines and hydraulic drives. A textbook for engineering universities / TM Bashta et al. 2nd ed., Revised. M: Engineering, 1982, pp. 140-147 , where the basic provisions of the hydraulic shock arising in hydraulic systems are described), that with a sharp overlap of pipelines, a significant increase in the pressure of the working fluid occurs, and this entails a rupture of the pipeline or failure of other components of the hydraulic drive structural elements, and the numerical value of such pressure can be determined of the formula:

где ρ - плотность рабочей жидкости;where ρ is the density of the working fluid;

V₀ - поступательная скорость рабочей жидкости;V ₀ - translational speed of the working fluid;

l - длина трубопровода;l is the length of the pipeline;

t - время срабатывания приборов перекрытия трубопровода.t is the response time of the pipeline shutoff devices.

Анализируя представленную формулу, видно, чем меньше величина t, тем больше Δp_уд, и поэтому можно сделать следующий вывод. Для того чтобы избежать разрыва трубопровода 3 в схеме, показанной на фиг.1, необходимо, чтобы терморегулятор перекрывал трубопровод 3 не резко - в течение, например, 0,01 сек, а гораздо медленнее, например 1 сек и более. Поэтому рассмотрим теперь, как со сбросом Δр_уд работает и предложенное техническое решение, показанное на фиг.2. Как только терморегулятор начнет срабатывать по перекрытию трубопровода 3, давление рабочей жидкости возрастает, что позволит ей поступить из него по стрелкам Е через пазы 5 в полость стакана 6, а это обеспечит создание силы F, которая переместит стакан 6 в этом же направлении, сжав при этом винтовую пружину сжатия 7, и позволит рабочей жидкости попасть в трубопровод низкого давления 9 через патрубок 8 по стрелке К. В итоге можно снизить величину Δр_уд и, следовательно, исключить разрыв трубопровода в случае возникновения гидравлического удара, а это позволит повысить эксплуатационную надежность локомотивов, снабженных подобными системами. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.Analyzing the presented formula, it is seen that the smaller the value of t, the greater Δp _beats , and therefore we can draw the following conclusion. In order to avoid rupture of the pipeline 3 in the circuit shown in Fig. 1, it is necessary that the thermostat shut off the pipeline 3 not sharply - for, for example, 0.01 sec, but much slower, for example 1 sec or more. Therefore, we now consider how the proposed technical solution shown in FIG. 2 works with the discharge Δр _beats . As soon as the thermostat starts to operate along the overlap of the pipeline 3, the working fluid pressure increases, which will allow it to flow out of it along the arrows E through the grooves 5 into the cavity of the glass 6, and this will ensure the creation of a force F that will move the glass 6 in the same direction, compressing this screw compression spring 7, and will allow the working fluid to get into the low pressure pipe 9 through the pipe 8 in the direction of arrow K. As a result, you can reduce the value of Δp _beats and, therefore, to prevent rupture of the pipeline in the event of a water hammer, and this will improve the operational reliability of locomotives equipped with similar systems. Further, the processes described may be repeated repeatedly.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, т.к. оно исключает аварии, связанные с разрывом трубопроводов масляных и водяных систем охлаждения дизелей тепловозов, связанным с возникновением гидравлических ударов, возникающих в указанных конструкциях.The technical and economic advantage of the proposed technical solution in comparison with the known ones is obvious, because it excludes accidents associated with the rupture of pipelines of oil and water cooling systems of diesel locomotives, associated with the occurrence of hydraulic shocks that occur in these structures.

Claims

A hydrostatic drive of fans, mainly diesel locomotives, consisting of a multiplier, pumps, temperature regulators, hydraulic motors with fan wheels, high and low pressure pipelines and sections for cooling oil and water, characterized in that the sections of the high pressure pipelines in the area adjacent to the thermostats are rigidly installed in cylindrical-shaped casings and cups spring-loaded with screw compression springs are movably placed on them, overlapping through grooves made in pipe sections high-pressure wires in their longitudinal plane, the internal cavities of the aforementioned cylindrical shells being connected to the low-pressure pipelines of the hydraulic system of the hydraulic drive.