RU2690548C1 - System for construction machine hydraulic tank heating - Google Patents

System for construction machine hydraulic tank heating Download PDF

Info

Publication number
RU2690548C1
RU2690548C1 RU2018136925A RU2018136925A RU2690548C1 RU 2690548 C1 RU2690548 C1 RU 2690548C1 RU 2018136925 A RU2018136925 A RU 2018136925A RU 2018136925 A RU2018136925 A RU 2018136925A RU 2690548 C1 RU2690548 C1 RU 2690548C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydraulic tank
heat exchanger
ice
internal combustion
tube
Prior art date
Application number
RU2018136925A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Валерьевич Конев
Шахбуба Магомедкеримович Мерданов
Наталья Владимировна Казакова
Александр Геннадьевич Обухов
Егор Викторович Половников
Дмитрий Степанович Подседов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ)
Priority to RU2018136925A priority Critical patent/RU2690548C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2690548C1 publication Critical patent/RU2690548C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/04Special measures taken in connection with the properties of the fluid
    • F15B21/042Controlling the temperature of the fluid
    • F15B21/0427Heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: system is intended for hydraulic drive of construction machines, which are operated in conditions of negative temperatures and far from stationary bases. System comprises a body with a cover on top of which there is a drain line and a pressure line in the cover, the body have walls. ICE and body are connected by exhaust path. In the body the exhaust path is tightly connected to the heat exchanger. ICE and body are connected by tubes. In place of tight inlet of tube into body tube is tightly connected to heat exchanger. Cooling fluid moves from ICE to heat exchanger via one tube, while cooling fluid flows from heat exchanger to ICE via second tube. ICE is connected by cables to coils arranged around drain and pressure lines, respectively.EFFECT: higher efficiency of hydraulic tank heating.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к гидроприводу строительных машин, которые эксплуатируются в условиях отрицательных температур и вдали от стационарных баз.The invention relates to the field of engineering, in particular to the hydraulic drive of construction machines, which are operated in conditions of negative temperatures and away from stationary bases.

Известна система прогрева гидропривода [Патент РФ на изобретение №2559227, МПК F02N 19/04 (2010.01), опубликован 10.08.2015] содержит малый гидробак, который оснащен теплообменником (малый гидробак имеет двойное дно, теплообменник - представляет собой полость между верхним и нижним дном малого гидробака), в теплообменнике имеются отверстия для входа и выхода выхлопных газов, которые соединены с выхлопной системой строительно-дорожной машины (СДМ). Объем малого гидробака составляет 10-20% от штатного гидробака, малый гидробак и штатный гидробак, соединены между собой двумя гидролиниями. Первая гидролиния имеет регулирующий вентиль и насос (например, пластинчатой или винтообразной конструкции), для перекачивания холодной, вязкой рабочей жидкости, из штатного гидробака, в малый гидробак. Вторая гидролиния имеет обратный клапан и насос, для предотвращения перегрева рабочей жидкости в малом гидробаке. Малый гидробак и штатный гидробак, соединены гидролиниями с насосом через золотник. Насос соединен с гидродвигателем (например гидроцилиндром) через гидрораспределитель. Теплообменник соединен с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) через выхлопную систему с заслонкой.The known system of heating the hydraulic drive [RF Patent for invention №2559227, IPC F02N 19/04 (2010.01), published 08/10/2015] contains a small hydraulic tank, which is equipped with a heat exchanger (small hydraulic tank has a double bottom, the heat exchanger is a cavity between the upper and lower bottom small hydraulic tank), in the heat exchanger there are openings for the entrance and exit of exhaust gases, which are connected to the exhaust system of the road construction machine (SDM). The volume of the small hydraulic tank is 10-20% of the standard hydraulic tank, the small hydraulic tank and the standard hydraulic tank are interconnected by two hydrolines. The first hydroline has a control valve and a pump (for example, a lamellar or helical design) for pumping cold, viscous working fluid from a standard hydraulic tank to a small hydraulic tank. The second line has a check valve and a pump to prevent overheating of the working fluid in the small hydraulic tank. The small hydraulic tank and the standard hydraulic tank are connected by hydrolines to the pump through the valve. The pump is connected to a hydraulic motor (for example, a hydraulic cylinder) through a hydraulic distributor. The heat exchanger is connected to an internal combustion engine (ICE) through an exhaust system with a flap.

Недостатком системы является то, что отсутствует возможность прогрева системы гидропривода до запуска основного двигателя внутреннего сгорания.The disadvantage of the system is that there is no possibility of warming up the hydraulic drive system before starting the main internal combustion engine.

Известно устройство для прогрева гидробака и двигателя СДМ [Патент РФ на изобретение №2560767, МПК F02N 19/04 (2010.01), опубликован 05.08.2014], которое имеет корпус, в нижней части (в дне) которого имеются два или более каналов. В каналах расположены транспортирующие стержни, один конец которых выполнен с местом для таблетки, предназначенной для розжига костра, а другой конец содержит ручку для перемещения стержня по каналу. Сверху корпус снабжен полносъемной крышкой с перфорированными возвышенностями с пазами для крепления направляющих труб. Направляющие трубы могут быть разной формы и имеют возможность устанавливаться друг на друга (за счет разных диаметров, в верхней и нижней части направляющей трубы), для осуществления более локального, направленного прогрева. На передней части корпуса, на уровне с ручками для транспортировки стержней, расположена транспортирующая дуга. Устройство может быть установлено на средство 9 для транспортировки, например лыжи.A device is known for warming up the hydraulic tank and the SDM engine [RF Patent for invention no. 2560767, IPC F02N 19/04 (2010.01), published 08/05/2014], which has a housing, in the lower part (bottom) of which there are two or more channels. In the channels there are transporting rods, one end of which is made with a place for a tablet intended for igniting a fire, and the other end contains a handle for moving the rod through the channel. From above, the housing is equipped with a full-detachable lid with perforated heights with grooves for fastening the guide tubes. Guide tubes can be of different shapes and have the ability to be mounted on each other (due to different diameters, in the upper and lower parts of the guide tube), for the implementation of a more local, directional heating. On the front of the case, on a level with handles for transporting the rods, there is a conveying arc. The device can be installed on the means 9 for transportation, such as skis.

Недостатками устройства является то, что для контроля режима работы устройства, привлечен обслуживающий персонал.The disadvantages of the device is that to control the operation mode of the device, attracted staff.

Известна система тепловой подготовки элементов гидропривода [Патент РФ на изобретение №2569862, МПК F15B 21/00 (2006.01), опубликован 27.11.2015], которая имеет ДВС, к системе охлаждения которого присоединены трубопроводы, термостат, соединенный с радиатором. Трубопровод соединен с термостатом. Через трубопровод присоединен насос, который соединен с двухпозиционным распределителем. От двухпозиционного распределителя трубопроводы соединены с рубашкой гидродвигателя. Термостат имеет два положения (охлаждение ДВС через радиатор или прогрев рубашки гидродвигателя). Корпус рубашки может быть съемным или несъемным, рассчитанным на рабочее давление в системе, из материалов обеспечивающих высокую теплопроводность и конструктивную прочность при максимальных перепадах температур.A known system of thermal preparation of the elements of the hydraulic drive [RF Patent for invention №2569862, IPC F15B 21/00 (2006.01), published on November 27, 2015], which has an internal combustion engine, to the cooling system of which pipelines are connected, a thermostat connected to a radiator. The pipeline is connected to a thermostat. A pump is connected through a pipeline, which is connected to a two-way distributor. From the on-off distributor pipelines are connected to the jacket of the hydraulic engine. The thermostat has two positions (cooling the internal combustion engine through a radiator or heating the hydraulic motor jacket). The jacket body can be removable or non-removable, designed for a working pressure in the system, from materials providing high thermal conductivity and structural strength with maximum temperature differences.

Недостатками устройства является низкий коэффициент полезного действия системы и большие затраты времени на процесс разогрева гидробака.The disadvantages of the device is the low efficiency of the system and a large investment of time for the process of heating the hydraulic tank.

Задачей предполагаемого изобретения, является создание устройства подогрева гидробака с функциями сокращение затрат времени на разогрев гидробака строительных машин, работающих в полевых условиях при отрицательных температурах, путем оснащения гидропривода системой прогрева гидробака строительной машины.The objective of the proposed invention is the creation of a device for heating the hydraulic tank with the functions of reducing the time spent on heating the hydraulic tank of construction machines operating in field conditions at negative temperatures by equipping the hydraulic drive with a system of heating the hydraulic tank of the construction machine.

Технический результат предлагаемой системы прогрева гидробака заключается в повышении эффективности прогрева, за счет использования тепла: охлаждающей жидкости (ОЖ) от ДВС, путем введения в систему трубчатых теплообменников выхлопных газов ДВС, поступающих по дополнительном каналам к гидробаку, и использования электрических теплонагревательных элементов (ТЭН), вклеченных в сеть от электрогенератора ДВС.The technical result of the proposed system of heating the hydraulic tank is to increase the efficiency of heating through the use of heat: coolant (coolant) from the internal combustion engine, by introducing into the system tubular heat exchangers of the exhaust gases of the internal combustion engine, and using electric heating elements (PET) Vklechennyh into the network from the engine generator.

Указанный технический результат достигается тем, что система прогрева гидробака строительной машины содержит двигатель внутреннего сгорания (ДВС), в системе охлаждения которого имеются трубки которые соединены с теплообменником, в выхлопной системе имеется выхлопной тракт с теплообменником, и кабеля для передачи электрического тока к змеевикам (ТЭН). Теплообменники соединенные с системой охлаждения и с выхлопной системой находятся в нижней части корпуса гидробака.This technical result is achieved by the fact that the heating system of the construction machine hydraulic tank contains an internal combustion engine (ICE), in the cooling system of which there are tubes that are connected to a heat exchanger, in the exhaust system there is an exhaust path with a heat exchanger, and a cable for transmitting electric current to the coils ). Heat exchangers connected to the cooling system and to the exhaust system are located in the lower part of the hydraulic tank housing.

Заявляемое техническое решение поясняется схемой, где на фигуре 1 изображена система прогрева гидробака, тонкими стрелками показано направление движения ОЖ (с помощью ОЖ тепло передается от ДВС во внутреннюю полость корпуса гидробака). Широкими белыми стрелками показано направление движения выхлопных газов по выпускному тракту от ДВС к корпусу гидробака. По проводам передается ток от ДВС к змеевикам (ТЭН). На фигуре 2, показано расположение теплообменников и их форма (от крышки корпуса изображены: напорная и сливная магистраль со змеевиками).The claimed technical solution is illustrated by the scheme, where figure 1 shows the heating system of the hydraulic tank, thin arrows show the direction of the coolant movement (with the help of coolant, heat is transferred from the internal combustion engine to the internal cavity of the hydraulic tank housing). The wide white arrows indicate the direction of the exhaust gases along the exhaust path from the engine to the hydraulic tank housing. The wires carry current from the internal combustion engine to the coils (heating elements). The figure 2, shows the location of the heat exchangers and their shape (from the housing cover shows: pressure and drain line with coils).

Система прогрева гидробака строительной машины содержит корпус 1, сверху которого имеется крышка 2, в крышке 2 имеется сливная магистраль 3 и напорная магистраль 4, в корпусе 1 имеются стенки 5 для снижения колебаний жидкости в гидробаке. Система прогрева гидробака строительной машины имеет дополнительный ДВС 6 (например, ПД-10М). ДВС 6 является общеизвестным двигателем предназначенный для запуска и работы в холодных условиях, объем ДВС 6 меньше объема основного ДВС машины. ДВС 6 и корпус 1 соединены выхлопным трактом 7, с нанесенной на него по наружной поверхности высокотемпературной теплоизоляцией. В корпусе 1 выхлопной тракт 7 герметично соединен с теплообменником 8. ДВС 6 и корпус 1 соединены трубками 9 и 11 (имеющими теплоизоляцию). В месте герметичного входа трубки 9 в корпус 1, трубка 9 герметично соединена с теплообменником 10. По трубке 9 ОЖ движется от ДВС 6 к теплообменнику 10. Теплообменник 8 и 10 имеют форму змеевика без теплоизоляции для эффективного теплообмена с рабочей жидкостью, находящейся в корпусе 1. Выхлопной тракт 7 и трубка 9 соединена с корпусом 1 так, чтобы теплообменники 8, 10 отдавали общее наибольшее количество теплоты рядом с напорной магистралью 4. ДВС 6 соединен кабелями 12 со змеевиками 15 и 16, размещенными вокруг сливной 3 и напорной 4 магистрали соответственно.The warm-up system of the construction machine hydraulic tank comprises a housing 1, on top of which there is a cover 2, in the cover 2 there is a drain line 3 and a pressure line 4, in case 1 there are walls 5 to reduce fluid oscillations in the hydraulic tank. The warm-up system of the construction machine hydraulic tank has an additional internal combustion engine 6 (for example, PD-10M). ICE 6 is a well-known engine designed for starting and operating in cold conditions, the volume of ICE 6 is less than the volume of the main engine of the engine. The internal combustion engine 6 and the housing 1 are connected by an exhaust path 7, with high-temperature thermal insulation insulated on it on the outer surface. In the housing 1, the exhaust path 7 is hermetically connected to the heat exchanger 8. The internal combustion engine 6 and the housing 1 are connected by tubes 9 and 11 (having thermal insulation). In the place of the tight entry of the tube 9 into the housing 1, the tube 9 is tightly connected to the heat exchanger 10. The tube 9 The coolant moves from the internal combustion engine 6 to the heat exchanger 10. The heat exchanger 8 and 10 have the form of a coil without thermal insulation for efficient heat exchange with the working fluid in the housing 1 The exhaust path 7 and the tube 9 is connected to the housing 1 so that the heat exchangers 8, 10 give the total greatest amount of heat near the pressure line 4. The ICE 6 is connected by cables 12 to the coils 15 and 16 placed around the drain 3 and pressure 4 lines respectively enno.

Устройство работает следующим образом. Перед запуском основного ДВС машины, проверяют на наличие рабочей жидкости внутри корпуса 1 и запускают ДВС 6. От ДВС 6 выхлопные газы поступают через выхлопной тракт 7 в теплообменник 8 (на фигуре 1 показано белыми широкими стрелками). Одновременно с этим, от электрогенератора (на фигуре не показано) ДВС 6 вырабатывается электрический ток, который по проводам 12 передается к змеевику 16 (ТЭН) напорной магистрали 4 и к змеевику 15 сливной магистрали 3. Система охлаждения ДВС 6, состоящая из трубки 9 обеспечивает поступление ОЖ в теплообменник 10. Тепло с помощью ОЖ, находящейся внутри трубок 9, 11 и теплообменника 10 передается от ДВС 6 к рабочей жидкости находящейся в корпусе 1.The device works as follows. Before starting the main internal combustion engine of the machine, check for the presence of working fluid inside the housing 1 and start the internal combustion engine 6. From the internal combustion engine 6, exhaust gases flow through the exhaust path 7 to the heat exchanger 8 (shown in figure 1 with white wide arrows). At the same time, an electric current is generated from the electric generator (not shown in the figure) of the internal combustion engine 6, which is transmitted via wires 12 to the coil 16 (TEN) of the pressure line 4 and to the coil 15 of the drain line 3. The cooling system of the internal combustion engine 6 consisting of a tube 9 provides the flow of coolant into the heat exchanger 10. Heat is supplied by coolant inside the tubes 9, 11 and heat exchanger 10 from the internal combustion engine 6 to the working fluid in the housing 1.

После полного прогрева гидросистемы, ДВС 6 отключают. Систему прогрева гидробака строительной машины от действия горячих выхлопных газов, передачи тепла от ОЖ и электричества останавливают. Предлагаемая система прогрева гидробака строительной машины может работать в режиме поддержания рабочей температуры СДМ при технологических остановках.After a complete warm-up of the hydraulic system, the internal combustion engine 6 is turned off. The warm-up system of the construction machine hydraulic tank is prevented by the action of hot exhaust gases, heat transfer from the coolant and electricity. The proposed system of warming up the hydraulic tank of a construction machine can operate in the mode of maintaining the operating temperature of the SDM at technological stops.

Так как прогрев основного ДВС происходит быстрее, чем прогрев штатной гидросистемы строительной машины, то рекомендуется запуск основого ДВС, осуществлять после того, как система прогрева гидробака строительной машины поработает некоторое время. После этого возможно осуществлять запуск основного ДВС строительной машины. Выход гидросистемы строительной машины на рабочую температуру происходит быстрее, чем выход на рабочую температуру без предварительного использования системы прогрева гидробака строительной машины.Since the main engine is warming up faster than the standard hydraulic system of a construction machine, it is recommended that the main engine be started up after the warm-up system of the construction machine's hydraulic tank has been running for some time. After that, it is possible to start the main engine of the construction machine. The output of the hydraulic system of the construction machine to the working temperature is faster than the output to the working temperature without prior use of the system of heating the hydraulic tank of the construction machine.

Claims (1)

Система прогрева гидробака строительной машины, включающая корпус, крышку, сливную магистраль, напорную магистраль, стенки, ДВС, змеевики, выхлопной тракт, трубки, теплообменники, отличающаяся тем, что один из теплообменников соединен с выхлопным трактом ДВС, а второй теплообменник соединен трубками с ДВС, змеевики размещены вокруг сливной и напорной магистралей и соединяются с ДВС кабелями, теплообменники и змеевики находятся внутри корпуса.The heating system of the construction machine hydraulic tank, including the housing, cover, drain line, pressure line, walls, internal combustion engines, coils, exhaust tract, pipes, heat exchangers, characterized in that one of the heat exchangers is connected to the exhaust tract of the internal combustion engine, and the second heat exchanger is connected by pipes to the internal combustion engine , coils are placed around the drain and pressure lines and are connected to the internal combustion engine cables, heat exchangers and coils are located inside the case.
RU2018136925A 2018-10-19 2018-10-19 System for construction machine hydraulic tank heating RU2690548C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018136925A RU2690548C1 (en) 2018-10-19 2018-10-19 System for construction machine hydraulic tank heating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018136925A RU2690548C1 (en) 2018-10-19 2018-10-19 System for construction machine hydraulic tank heating

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2690548C1 true RU2690548C1 (en) 2019-06-04

Family

ID=67037384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018136925A RU2690548C1 (en) 2018-10-19 2018-10-19 System for construction machine hydraulic tank heating

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2690548C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2559227C1 (en) * 2014-07-11 2015-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) System of hydraulic drive heating of road and construction machines using small hydraulic tank
RU2560767C1 (en) * 2014-08-05 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) Device for heating of hydraulic tank and engine of road and construction machine
RU2569862C1 (en) * 2014-05-05 2015-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) Heating system of hydraulic drive elements

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2569862C1 (en) * 2014-05-05 2015-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) Heating system of hydraulic drive elements
RU2559227C1 (en) * 2014-07-11 2015-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) System of hydraulic drive heating of road and construction machines using small hydraulic tank
RU2560767C1 (en) * 2014-08-05 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) Device for heating of hydraulic tank and engine of road and construction machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8661817B2 (en) High efficiency dual cycle internal combustion steam engine and method
CN213277733U (en) Transformer with good heat dissipation performance
CN103939190B (en) A kind of engine cooling and circulating system utilizing outlet pipe auxiliary heating
RU2690548C1 (en) System for construction machine hydraulic tank heating
CN206055958U (en) A kind of head tank cooling system
CN103937953A (en) Efficient heat treatment furnace
CN205277574U (en) Engine cooling system of quick warm -up
RU183420U1 (en) AUTONOMOUS ENGINE PRE-PREPARATION SYSTEM
JP2009108704A (en) Engine cooling system
KR101298900B1 (en) High efficiency heat exchanger
CN112282914B (en) External circulating cooling system of marine diesel engine
CN206144696U (en) Car cold -starting running device
US7028473B2 (en) Hot-gas engine
CN103452697A (en) Automobile engine
JPH0642406A (en) Heat jointly supplied power generator and exhaust heat recovery device thereof
CN203855613U (en) Efficient thermal treatment furnace
CN112302780A (en) Cooling system of marine diesel engine
CN208671369U (en) Heat from Low-temperature Flue Gas
RU2665574C1 (en) System of energy-saving contour heating of hydraulic drive elements
JP2009047052A (en) Co-generation apparatus
CN219865447U (en) Air compressor machine waste heat utilization circulation mechanism
CN204163911U (en) A kind of engine coolant intensification auxiliary system
RU163311U1 (en) THERMOELECTRIC DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH FUNCTIONS OF COOLING RADIATOR AND HEATING ENERGY COOLING LIQUID IN ELECTRIC ENERGY
CN214681736U (en) Heating structure of reaction kettle device
CN210664031U (en) Cold and hot integral type heat exchanger