RU49U1 - Пневмосистема - Google Patents

Abstract

Пневмосистема, включающая источник сжатого газа в виде заключенного в емкость жидкого реагента с экзотермической реакцией разложения, реактор с катализатором, возбуждающим разложение, и узел подачи жидкого реагента, отличающаяся тем, что узел подачи жидкого реагента выполнен в виде плунжерного насоса с регулируемой подачей.

Description

-IVI9

Изобретение относится к области силового привода, конкретно к пневматическим передачам.

Известны пневмосистемы, т.е. устройства, содержащие источник сжатого газа и пневмодвигатель, преобразующий энергию сжатого газа в механическую работу, а также устройства пуска и регулирования. Известна пневмосистема (l с.345-346), включающая дизелькомпрессор, ресивер, шланги, запорную и регулирующую арматуру и исполнительные механизмы (пневмоинструмент). Для этой системы характерны большая масса, низкий к.п.д., наличие вредных выбросов дизеля в атмосферу, шумность. Известны пневмосистсеш, в которых в качестве источников сжатого газа применяются пиропатроны. При сжигании твердого топлива (пороха) выделяются газообразные продукты реакции, служащие рабочим телом для пневмодвигателя. Пневмосистемы с пиропатронами выигрывают по сравнению с компрессорными по массогабаритным показателям, однако характеризуются нежелательными для пневмопривода импульсным режимо м работы, j pe yjoipyfiMOE-

подачей газа в исполнительный механизм, вМднШщ.бросаШ.Г Шйме

того, применение твердого топлива, относящегося к классу взрывчатых веществ (ВВ), требует соблюдения по ыщенкШШер безопасноCTI I

Известна пневмосистема с пиротехническим приво чшв СйрадЬ

ТИП, с регулируемой подачей сжатого газа. Эт система содержит многозарядный твердотопливный гене.ратор газа и вытесни тельный блок для жидкости. Длительность действия обеспечивается последовательным включением зарядов. При работе системы-прототипа неизбежны

ШШ F 15 в lyoo

F 16 Н 43/00

ПНЕШОСИСТЕМА

- . ,. .)

i

: 1V-. : -

.,;- .- V , .--- .

..,. . 7 ..,-.-.4

пульсации давления и расхода газа, прерывистый режим работы исполнительного органа.

Задачи, решаеьше изобретением - обеспечение плавного, бесступенчатого поступления газа к исполнительному механизму, обеспечение возмоштости регулировать скорость и усилие на рабочем органе исполнительного механизма, снижение шумности и вредных выбросов. Ожидаемый технический результат от использования изобретения - снижение динамических нагрузок при работе пневмосистемы, улучшение экологических показателей, расширение возможностей применения пневмосистем.

Заявляемая пневмосистема, включающая источник сжатого газа и исполнительный механизм, отличается тем, что источник сжатого газа выполнен в виде заключенного в емкость реагента с бездетонационной экзотермической реакцией разложения и снабжен элементом, возбуждащим разложение, в виде катализатора или запала.

При этом в качестве иепользуют жидкие вещества, например, гидразин, перекись водорода,гидразингидрат, окись этилена или пасты uia их основе. Элемент, возбущащий разложение, выполнен в виде каталитического пакета, заполненного веществом, вызыващим при контакте с реагентом реакцию р ложения,.например, составом на основе окислов марганца для перекиси водорода. В регулируемой пневмосистеме источник сжатого газа содержит запорный узел, выполненный, например,, в виде клапана или разрушаемой мембраны, и устройство регулирования подачи-реагента, вы11олшн0Г(Эд;с : например, в виде плунжерного насоса, сообщавдегоея с исполнительным механизмом через запорный узелки ашемент возбуждения разложения.

- S - ч,.

Заявляемая пневмосистема может выполняться в нерегулируемом и регулируемом вариантах. Существо изобретения поясняется чертежом (фиг.1 и фиг.2), на котором I - источник сжатого газа и П - исполнительный механизм.

Нерегулируемая пневмосистема (фиг.1) включает исполнительный механизм, выполненный, например , в виде сильфона I, и источник сжатого газа, включающий емкость с реагентом, выполненную, например, в виде ампиулы 2, элемент, возбуждающи разложение, например, в виде каталитического пакета 3, и камеру разложения 4, сообщаклцую источник сжатого газа с исполнительным механизмом.

Нерегулируемая пневмосистема работает следущим образом. Посредством разгерметизации емкости с реагентом 2 сообщают жидкий реагент с элементом разложения 3, чем инициируют активную реакцию с выделением газообразных продуктов, направляемых через камеру разложения 4 в исполнительный механизм I. Элемент разложения может быть выполнен в виде катализатора или запала, например, в виде порохового заряда с капсюлем или электровоспламенителем, и может быть совмещен с емкостью с реагентом 2.

Регулируемая пневмосистема (фиг.2) включает исполнительный механизм, выполненный, например, ввиде пневмоцилиндра 5, и источник сжатого газа, включающий устройство подачи жидкого реагента с ,регули.руемым расходом, выполненное например, в виде плунжерного насоса б, емкость 7 с жидким реагентом 8, запорный узел 9, элемент разложения 10 и камеру разложения II.

Регулируемая пневмосистема работает следующим образом. Посредством запорного узла 9 открыва«т доступ жидкого реагента 8 из емкости 7 к элементу разложения 9. Газообразные продукты реакции разложения направляются в исполнительный механизм 5 через камеру разложения II, сообщающую источник сжатого газа с исполб У6из

- 3 нительным механизмом. Устройство подачи 6 подает жидкий реагент 8 с заданной зависимостью расхода от времени. По завершении рабочего хода исполнительного механизма 5 запорный узел 9 перекрывает доступ реагента 8 к элементу разложения 10.

Заявляемая пневмосистема обеспечивает плавное бесступенчатое поступление газа к исполнительному механизму. В регулируемом варианте она позволяет регулировать как скорость, так и усилие, развиваемое исполнительным механизмом (например, пневмоцилиндром, сильфоном, надувным мешком и т.п.).

Жидкие реагенты, используемые в заявляемой пневмосистеме, обладают высокой энергоемкостью. В частности, реакция .разложения

концентрированной перекиси водорода:

HgOg - + 1/20 + 98,25 кДж, (ж) (ж)

или около 3 ВДж на килограмм реагента, занимающего реагента, занимающего объем около 0,7 литра. Энергоемкость гидразина вьше, чем перекиси водорода, примерно на 50. Это обстоятельство позволяет выполнить емкость и устройство подачи жидкого реагента с малыми габаритами и массой.

В нерегулируемых пневмосистемах возможно применение пастообразных реагентов, т.е. смесей мелкодисперсных порошков, например, целлюлозы, древесной муки, сажи с указанными выше жидкими реагентами. Порошки, сР/ь кгщие жидкость до пастообразного состояния, могут участвовать в реакции с выделением теплоты и тем самым увеличивать энергетический эффект реакции. Например, в реакции разложения перекиси водорода с участием древесной муки, сажи окисление этих примесей вызывает окисление этих примесей, увеличение теплового эффекта реакции и выделение дополнительных газов (двуокиси углерода).

- По сравнению с прототипом заявляемая пневмосистема имеет малую шумность, так как процесс разложения жидкого реагента имеет непрерывный ха.рактер, а не импульсный Газообразные продукты имеют более низкую температуру, чем в случае разложения ВВ (пороха). Заявляемая пневмосистема характеризуется менее жесткими требованиями безопасности, так как жидкие реагенты относятся не к ВВ, а к классу ЛВЖ (легковоспламеняемые жидкости). Она имеет также экологические преимущества, так как продукты разложения жидких реагентов не содержат особо : токсичньмс окислов азота, ряда других вредных веществ, образущихся при разложении ВВ. В случае применения перекиси водорода выбросы вообще безвредны (водяной пар и кислород).

Преимущества заявляемой пневмосистемы делают возможным ее применение в условиях, где использование прототипа (системы с пиропатронАМ или аналогов (например, системы с дизелькомпрессором) вообще невозможно, например, в невентилируемых помещениях, труднодоступных местах и т.д

Возможность осуществления изобретения подтвервдается тем, что ряд жидких реагентов, пригодных для использования в заявляемой пневмосистеме, выпускаются промышленностью без ограничений. Отработана технология их 6e3onacHOft хранен--ия, транспортировки и применения. Осуществление устройства подачи жидкого реагента, запорного узла базируется на имеющемся опыте энергомащиностроения.

-

f иД.. И.члг

Claims (1)

1. Пневмосистема, включающая источник сжатого газа в виде заключенного в емкость жидкого реагента с экзотермической реакцией разложения, реактор с катализатором, возбуждающим разложение, и узел подачи жидкого реагента, отличающаяся тем, что узел подачи жидкого реагента выполнен в виде плунжерного насоса с регулируемой подачей.