RU2565653C2

RU2565653C2 - System for maintenance of construction machine thermal conditions with help of heat-retaining substance

Info

Publication number: RU2565653C2
Application number: RU2013157721/06A
Authority: RU
Inventors: Антон Викторович Яркин; Александр Романович Крук; Артем Валерьевич Рыженков
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2015-10-20
Also published as: RU2013157721A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: system relates to machine building, particularly, to operation of construction and road building machinery equipped with hydraulic displacement drive in winter. Claimed system is composed of hydraulic cylinder with hollow rod filled with heat-retaining material and coated with plies of heat insulation and mud-and-water protection.

EFFECT: heat retention in operation and release in shutdown allows maintenance of working fluid temperature at optimum range for starting.

2 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области машиностроения, а именно к эксплуатации строительной и дорожной техники, оснащенной объемным гидроприводом в зимний период.The present invention relates to the field of engineering, namely to the operation of construction and road equipment, equipped with surround hydraulic drive in the winter.

Установлено, что оптимальной температурой рабочей жидкости объемного гидропривода является -10°C…+10°C, в случае если температура рабочей жидкости ниже, то объемный гидропривод нуждается в тепловой подготовке, т.к. снижается объемный КПД гидропривода и, как следствие, производительность строительной машины.It was found that the optimum temperature of the working fluid of the volumetric hydraulic actuator is -10 ° C ... + 10 ° C, if the temperature of the working fluid is lower, the volumetric hydraulic actuator needs thermal preparation, because the volumetric efficiency of the hydraulic drive is reduced and, as a result, the productivity of the construction machine.

Известно изобретение №992853 по а.с. СССР, МПК F15B 21/04, которое представляет из себя систему, включающую в себя гидробак, насос, всасывающую линию, исполнительный орган, напорную гидролинию, сливную гидролинию, управляемый дроссель. Данная система при помощи циркуляции рабочей жидкости по малому кругу через дроссель нагревает рабочую жидкость в гидробаке за счет смятия рабочей жидкости в дросселе.Known invention No. 992853 as.with. USSR, IPC F15B 21/04, which is a system that includes a hydraulic tank, a pump, a suction line, an actuator, a pressure hydraulic line, a drain hydraulic line, and a controlled throttle. This system, by circulating the working fluid in a small circle through the throttle, heats the working fluid in the hydraulic tank by squeezing the working fluid in the throttle.

Недостатками данного технического решения являются возникающие дополнительные нагрузки на главный гидравлический насос, что ведет к его досрочному выходу из строя, отсутствие тепловой подготовки гидроцилиндров и примыкающих соединений и, как следствие, задиры зеркальной поверхности, подтекание через уплотнители и резинометаллические соединения.The disadvantages of this technical solution are the additional loads that arise on the main hydraulic pump, which leads to its early failure, the lack of thermal preparation of hydraulic cylinders and adjacent joints and, as a result, the seizure of the mirror surface, leakage through seals and rubber-metal joints.

Также предложена система предпусковой тепловой подготовки двигателя и гидропривода строительно-дорожных машин RU №2258153, МПК F02N 17/06.A system is also proposed for starting thermal preparation of the engine and hydraulic drive of road construction machinery RU No. 2258153, IPC F02N 17/06.

Система предпусковой тепловой подготовки двигателя внутреннего сгорания и гидропривода строительно-дорожных машин, содержащая контур тепловой подготовки двигателя внутреннего сгорания, включающий в себя двухкамерный теплоаккумулятор, теплообменник отработавших газов, насос, гидрораспределители, вентили, подогреватель жидкостной дизельный, а также контур тепловой подготовки гидропривода, включающий в себя гидробак, в котором расположен теплообменник отработавших газов, насос, гидрораспределитель, гидроцилиндр, отличающаяся тем, что указанный двухкамерный теплоаккумулятор представляет собой две камеры, причем одна из камер - внутренняя, расположена внутри второй камеры - внешней, материал стенки внутренней камеры имеет низкую теплопроводность, во внутренней камере расположен теплообменник теплоносителя, соединенный гидролинией с теплообменником отработавших газов и двигателем внутреннего сгорания, гидроцилиндр имеет дополнительную гидролинию с вентилем, соединяющую штоковую и рабочую полости гидроцилиндра.A pre-start thermal preparation system for an internal combustion engine and a hydraulic drive of road construction machines, comprising a thermal preparation circuit for an internal combustion engine, including a two-chamber heat accumulator, an exhaust gas heat exchanger, a pump, valves, valves, a liquid diesel heater, and a hydraulic preparation of a hydraulic drive, including a hydraulic tank in which an exhaust gas heat exchanger is located, a pump, a hydraulic distributor, a hydraulic cylinder, characterized in that о the indicated two-chamber heat accumulator consists of two chambers, one of the chambers being internal, located inside the second chamber — external, the material of the wall of the inner chamber has low heat conductivity, the heat carrier is located in the inner chamber, connected by a hydraulic line to the exhaust gas heat exchanger and internal combustion engine, a hydraulic cylinder It has an additional hydraulic line with a valve connecting the rod and working cavity of the hydraulic cylinder.

Недостатком данного технического решения является то, что этот способ сложный по конструкции, требует внедрения и изменения элементов гидропривода машины, нуждаются в постоянном контроле и техническом обслуживании.The disadvantage of this technical solution is that this method is complex in design, requires the introduction and modification of the hydraulic elements of the machine, they need constant monitoring and maintenance.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение безотказной работы и увеличения ресурса объемного гидропривода за счет использования теплоаккумулирующего материала в качестве источника для поддержания температуры рабочей жидкости в гидроцилиндрах машины.The task to which the invention is directed is to ensure trouble-free operation and increase the resource of a volume hydraulic drive by using heat-accumulating material as a source to maintain the temperature of the working fluid in the hydraulic cylinders of the machine.

Данная задача решается за счет того, что заявленное изобретение является теплоаккумулирующим материалом для поддержания температуры рабочей жидкости в гидроцилиндрах, находящимся в полости штока гидроцилиндра, слоем, предотвращающим отвод тепла в окружающую среду, и влаго-грязезащитным слоем.This problem is solved due to the fact that the claimed invention is a heat-accumulating material for maintaining the temperature of the working fluid in the hydraulic cylinders located in the cavity of the hydraulic cylinder rod, a layer that prevents heat removal to the environment, and a moisture-proof layer.

Фиг.1: изображен общий вид изобретения на гидроцилиндре 1, слой предотвращающий отвод тепла в окружающую среду 2, влаго-грязезащитный слой 3, застежки внешние 4.Figure 1: depicts a General view of the invention on the hydraulic cylinder 1, a layer preventing heat removal to the environment 2, a moisture-proof layer 3, external fasteners 4.

Фиг.2: изображен поперечный разрез гидроцилиндра 1, слой, предотвращающий отвод тепла в окружающую среду 2, влаго-грязезащитный слой 3, рабочая жидкость 5 и теплоаккумулирующий материал 6 штока гидроцилиндра 7.Figure 2: shows a cross section of a hydraulic cylinder 1, a layer that prevents the removal of heat into the environment 2, a moisture and dirt barrier 3, a working fluid 5 and a heat storage material 6 of the hydraulic cylinder rod 7.

Заявленное изобретение является системой поддержания температуры рабочей жидкости в гидроцилиндрах объемного гидропривода строительно-дорожной машины при помощи теплоаккумулирующего материала 6, слой предотвращающий отвод тепла в окружающую среду 2 и слой влаго-грязезащиты 3 также закреплены на них при помощи внешних застежек 4.The claimed invention is a system for maintaining the temperature of the working fluid in the hydraulic cylinders of a volumetric hydraulic drive of a construction road machine using heat-accumulating material 6, the layer preventing heat removal to the environment 2 and the moisture and moisture protection layer 3 are also fixed to them using external fasteners 4.

Работает системы следующим образом - полый шток заполнен теплоаккумулирующим материалом, под действием высокой температуры во время работы гидропривода теплоаккумулирующий материал плавится, накапливая тепло за счет перехода вещества из твердого состояния в жидкое, после остановки машины шток находится внутри гидроцилиндра. Благодаря теплозащитному слою происходит меньшие потери тепла в окружающую среду. Теплоаккумулирующий материал постепенно отдает теплоту гидравлическому маслу. Когда температура теплоаккумулирующего материала опустится до минус 5°C, теплоаккумулирующий материал кристаллизуется, становясь твердым. При этом фазовом переходе происходит выделение тепла (до 50°C).The system works as follows - the hollow rod is filled with heat-accumulating material, under the influence of high temperature during operation of the hydraulic actuator, the heat-accumulating material melts, accumulating heat due to the transition of the substance from solid to liquid, after the machine stops, the rod is inside the hydraulic cylinder. Thanks to the heat-shielding layer, less heat loss to the environment occurs. The heat storage material gradually transfers heat to the hydraulic oil. When the temperature of the heat storage material drops to minus 5 ° C, the heat storage material crystallizes, becoming solid. During this phase transition, heat is generated (up to 50 ° C).

Результатом такой работы системы является обеспечение оптимального теплового режима рабочей жидкости в гидроцилиндрах по истечению 8-ми часов межсменного простоя, что сократит износ гидрооборудования машины на 10-30% и повысит производительность на 10-15%.The result of such a system operation is to ensure the optimal thermal regime of the working fluid in the hydraulic cylinders after 8 hours of inter-shift downtime, which will reduce the wear of the hydraulic equipment of the machine by 10-30% and increase productivity by 10-15%.

Claims

A system for maintaining the temperature of the working fluid in the hydraulic cylinders of the volumetric hydraulic drive of a road construction machine, characterized in that it is a hydraulic cylinder with a hollow rod filled with heat-accumulating material, while the hydraulic cylinder is coated with a layer that prevents heat from being transferred to the environment, and a moisture-proof layer, and maintaining the temperature occurs due to the accumulation of heat during operation of the machine and its gradual release during idle time, also when the heat-accumulating mother reaches temperature minus 5 ° С, crystallization of the material occurs with heating to plus 50 ° С.